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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Antriebsmechanismen für medizinische Infusionspumpen und mehr im einzelnen auf ein System und ein Verfahren zum Festhalten des Kolbens eines Fluidbehälters an dem Antriebsmechanismus.
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Die Infusion von Fluiden wie beispielsweise von parenteralen Fluiden in den menschlichen Körper wird in vielen Fällen mit Hilfe einer Spritzenpumpe bewerkstelligt, die mit einer Führungsschraube und mit einem Schraubenantriebsmechanismus versehen ist, der die drehende Bewegung der Führungsschraube in eine lineare Bewegung umsetzt. Ein Antriebselement für den Tauchkolben der Spritze ist mit dem Schraubenantriebsmechanismus verbunden, um die lineare Bewegung des Scbraubenantriebsmechanismus mit dem Tauchkolben der Spritze zu verbinden, um die Spritze zu leeren.
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Da Spritzen unterschiedliche Größe aufweisen und bis zu unterschiedlichen Höhen mit Infusionsfluiden gefüllt sind, unterscheidet sich die Erstreckung des Tauchkolbens aus der Trommel der Spritze von Spritze zu Spritze. Bei zahlreichen Schraubenantriebsmechanismen ist ein Lösemechanismus vorhanden, den die Bedienungsperson dazu verwendet, um den Antriebsmechanismus für die Führungsschraube von dem Gewinde der Führungsschraube zu lösen. Sobald das Lösen erfolgt ist, kann die Bedienungsperson das Antriebselement des Tauchkolbens entlang der Führungsschraube bis zu der Position des ausgefahrenen Tauchkolbens der Spritze bewegen, und dann sowohl den Tauchkolben der Spritze mit dem Antriebselement für den Tauchkolben als auch den Antriebsmechanismus für die Führungsschraube mit dem Gewinde der Führungsschraube an der neuen Position in Eingriff bringen. Es ist zweckmäßig, daß der genannte Lösemechanismus und der genannte Antriebsmechanismus für den Tauchkolben einfach zu benutzen sind, um den Gebrauch der Pumpe durch die Bedienungsperson zu erleichtern.
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Wie allgemein bekannt ist, unterscheiden sich Spritzen hinsichtlich ihrer Größe von Hersteller zu Hersteller. Auch Spritzen, die dafür ausgelegt sind, die gleiche Menge an Fluid zu enthalten, können sich in ihren äußeren Abmessungen sowohl hinsichtlich der Länge als auch des Durchmessers erheblich von Hersteller zu Hersteller unterscheiden. Bei manchen aus dem Stand der Technik bekannten Pumpen kann nur eine einzige Spritze von einem einzigen Hersteller verwendet werden, so daß die Anwendbarkeit der Pumpe erheblich eingeschränkt wird. Wenn diese bestimmte Bauart von Spritze nicht verfügbar war, konnte die Pumpe nicht verwendet werden. Es sind auch Pumpen entwickelt worden, die Spritzen mit unterschiedlichen Abmessungen aufnehmen können, wobei allerdings immer noch Hindernisse vorhanden sind. Nicht nur können sich die Durchmesser von Spritzentrommeln von Spritze zu Spritze unterscheiden, sondern auch die Länge der Spritzentrommel, die Länge des Tauchkolbens, der Flanschdurchmesser des Tauchkolbens und die Dicke des Flanschs des Tauchkolbens können sich alle unterscheiden. Sämtliche dieser physikalischen Variablen müssen in Betracht gezogen werden, wenn ein Antriebssystem eines Tauchkolbens für eine Spritzenpumpe konstruiert wird, wenn diese Pumpe in der Lage sein soll, Spritzen mit unterschiedlichem Fassungsvermögen handhaben zu können, die von einer Vielzahl von Herstellern stammen.
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Bei einem Antriebselement eines Tauchkolbens für eine Spritzenpumpe erfaßt das Antriebselement in typischer Weise den Flansch des Tauchkolbens und hält diesen Flansch in einer feststehenden Beziehung mit einer drückenden Fläche, bei der es sich um einen Teil des Antriebselements des Tauchkolbens handelt. Die drückende Fläche steht mit dem Flansch des Tauchkolbens in Berührung und bringt eine Kraft auf, um den Flansch des Tauchkolbens in die Spritze hinein zu bewegen, um den Inhalt der Spritze herauszudrücken. Bei manchen Antriebselementen von Tauchkolben ist eine Haltestruktur vorhanden, die nach Art einer Antisiphonfunktion wirkt, um den Tauchkolben daran zu hindern, daß er sich mit einer Geschwindigkeit in die Trommel hineinbewegt und die Spritze leert, die größer ist als die programmierte Bewegungsgeschwindigkeit der drückenden Fläche, wenn sich weiter stromab ein negativer Druck oder Unterdruck befindet. Es ist zweckmäßig, einen Siphonzustand zu vermeiden, da die Geschwindigkeit der Verabreichung eines Fluids aus der Spritze typischerweise für einen Patienten vorgeschrieben ist und ein Überschreiten dieser Geschwindigkeit dazu führen kann, daß die Erfordernisse der Verschreibung nicht eingehalten werden. Dies trifft insbesondere in dem Fall zu, wenn das Medikament dem Patienten mit einer sehr geringen Strömungsrate verabreicht werden soll. Schon ein kleines Maß an Siphonwirkung kann die vorgeschriebene Geschwindigkeit überschreiten.
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In dem Fall, in dem eine Spritzenpumpe eine breite Vielfalt von unterschiedlichen Größen von Spritzen aufnehmen soll, wird ein Antriebssystem für den Tauchkolben benötigt, welches jede Spritze präzise in genauer Ausrichtung mit der drückenden Fläche des Antriebselements für Tauchkolben hält. Das System muß auch gewährleisten, daß der Tauchkolben fest in dem Antriebselement für den Tauchkolben gehalten ist und daß das Erfassungssystem für den Tauchkolben das Vorhandensein und das Fehlen einer Spritze erfaßt, und daß ein Alarm in dem Fall ausgegeben wird, daß ein Tauchkolben sich herausbewegt hat oder fehlt. Außerdem wäre es wünschenswert, wenn ein solches System leicht zu benutzen wäre.
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In dem Fall eines Antriebssystems für eine Spritzenpumpe existieren leicht zu benutzende rotierende Arme, die den Flansch des Tauchkolbens zwischen sich erfassen und aufnehmen und auch den Flansch des Tauchkolbens an dem Antriebselement erfassen, wobei auf die
EP 0 514 907 verwiesen sei. Obwohl diese Anordnung eine erhebliche Verbesserung des Stands der Technik gebracht hat, sind die drehenden Arme in Längsrichtung in Bezug auf das Antriebselement feststehend positioniert und sind so angeordnet, daß das Antriebssystem eine breite Vielfalt von Spritzen aufnehmen kann. Daher wird die Längsposition der drehenden Arme so gewählt, daß der Flansch eines Tauchkolbens der dicksten Spritze aufgenommen werden kann. Als Folge davon kann bei dünneren Flanschen von Tauchkolben eine gewisse Längsbewegung zwischen dem Antriebselement und den Armen auftreten.
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Bei einem anderen Antriebselementsystem ist der Flansch des Tauchkolbens der Spritze gut gehalten, allerdings ist aufgrund der Konfiguration des Antriebssystems das Einsetzen der Spritze häufig sehr schwierig. Bei einer Konstruktion, die als die „gefederte Platte” bekannt ist, wird eine Platte an dem Antriebskopf des Tauchkolbens angebracht und soll dazu dienen, den Flansch des Tauchkolbens der Spritze zwischen sich selbst und der drückenden Fläche des Antriebs des Tauchkolbens zu erfassen. Allerdings ist das richtige Einsetzen der Spritze bei dieser Konstruktion nicht automatisch oder intuitiv möglich. In den meisten Fällen versuchen die Bedienungspersonen, zuerst die Trommel der Spritze einzusetzen und versuchen dann, den Tauchkolben einzusetzen. Eine Schwierigkeit tritt dann auf, wenn versucht wird, den Tauchkolben in dieser Reihenfolge einzusetzen, da der Scham des Tauchkolbens nun nach außen gedrückt werden muß, um den Flansch des Tauchkolbens hinter die gefederte Platte zu bringen. Dies wiederum erfordert eine gewisse Bewegung der Trommel der Spritze, wobei allerdings ein Trommelklemmteil über die Trommel der Spritze vorhanden ist, welches eine Vorspanneinrichtung aufweist, die versucht, genau diese Bewegung zu verhindern.
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Von daher haben Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet die Notwendigkeit nach einem Antriebssystem für einen Tauchkolben sowie ein Verfahren erkannt, die in der Lage sind, die Handhabung von unterschiedlichen Größen von Spritzen zu ermöglichen, während weiterhin ein relativ einfaches System zum Gebrauch für die Bedienungsperson der Pumpe vorhanden sein sollte. Ein solches System und Verfahren sollte einen Mechanismus zum Ausrichten, festen Ergreifen und Erfassen des Vorhandenseins des Tauchkolbens von jeder Spritze bereitstellen, die für die Pumpe spezifiziert ist. Weiterhin sollte ein solches System und Verfahren in der Lage sein, einer Siphonwirkung auf den Inhalt der Spritze zu widerstehen, und zwar von Spritzen mit sämtlichen Größen, die in der Pumpe verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme und weitere.
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Aus der
EP 0 916 353 , die die Grundlage für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10 bildet, ist eine Vorrichtung zur Infusion von Flüssigkeiten bekannt, bei der eine Druckvorrichtung zum Drücken auf einen Flansch eines Tauchkolbens einer Spritze gegen einen Schieber vorhanden ist, um den Flansch des Tauchkolbens in Kontakt mit dem Schieber zu halten, so daß auf diese Weise unerwünschte Siphonwirkungen verhindert werden. Die Konfiguration der Haltearme und des Schiebers ist so, daß unterschiedliche Dicken des Flanschs des Tauchkolbens aufgenommen werden können. Allerdings berühren die Haltearme den Schaft des Tauchkolbens nicht, wenn sie sich in ihrer Betriebs- und Halteposition befinden.
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Aus der
EP 0 323 321 ist eine Vorrichtung bekannt, die die Verwendung von unterschiedlichen Typen von Spritzen für einfache oder mehrfache Injektionen ermöglicht, wobei die Vorrichtung aus einem Mechanismus besteht, der zwei Klauen enthält, die sich symmetrisch relativ zu der Achse der Spritze bewegen und deren gegenseitiger Abstand es zuläßt, daß die Injektion im Falle eines Verschlusses gestoppt wird, unabhängig von dem Durchmesser der Spritze, die verwendet wird. Der Träger ist zusätzlich auf eine solche Weise ausgebildet, daß unterschiedliche Typen von Spritzen in der gleichen Bezugsachse gehalten werden, die mit derjenigen für die Vorrichtung zum Drücken des Tauchkolbens der Spritze übereinstimmt.
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JP 09-122237 offenbart eine Spritzenpumpe mit einem linken und einem rechten Haken, die einen Spritzentauchkolben klemmen und halten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein System und auf ein Verfahren zum Antreiben eines Tauchkolbens einer Spritze, wobei einer Siphonwirkung entgegengewirkt wird. Zur gleichen Zeit ermöglichen das System und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Spritzen mit unterschiedlicher Größe, und erleichtern auch das Einsetzen einer Spritze.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssystem für einen Tauchkolben einer Spritze nach Anspruch 1 bereitgestellt.
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In bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß die Arme in Richtung auf die drückende Fläche mit Hilfe einer ersten Vorspanneinrichtung federbelastet sind, die mit den Armen verbunden ist, und daß die Arme nach innen mit Hilfe einer zweiten Vorspanneinrichtung federbelastet sind, die mit den Armen verbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 4 bereitgestellt, um Tauchkolben von Spritzen mit unterschiedlichen Größen zu erfassen.
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Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen deutlich, die im Wege von Beispielen die Merkmale der Erfindung erläutern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spritzenpumpe, in der ein Antriebssystem für einen Tauchkolben gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, und eine typische Spritze, die eine Spritzentrommel und einen Spritzentauchkolben aufweist;
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2 zeigt eine Ansicht des Antriebskopfs des Tauchkolbens, wie er in 1 dargestellt ist, wobei die haltenden Arme in der offenen Position dargestellt sind;
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3 zeigt eine rückseitige Ansicht von 2, wobei die Position des Hebels, um die in 2 dargestellte Konfiguration zu erzielen, dargestellt ist;
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4 zeigt die Längsbewegung der Arme, wenn der Hebel in die Position bewegt worden ist, die in 3 dargestellt ist;
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5 zeigt eine Ansicht der Haltearme, wie sie einen Schaft des Tauchkolbens der Spritze erfassen, ansprechend auf interne Vorspanneinrichtungen, nachdem der Hebel etwas aus der Position bewegt worden ist, die in 3 dargestellt ist;
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6 zeigt eine seitliche Ansicht von 5, in der die Arme dargestellt sind, die den Schaff des Tauchkolbens erfassen, allerdings noch nicht vollständig mit dem Flansch des Tauchkolbens in Eingriff stehen;
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7 zeigt eine rückseitige Ansicht nach 5, in der die Position des Hebels dargestellt ist;
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8 zeigt die Haltearme vollständig im Eingriff mit einem Tauchkolben einer Spritze, wobei die Anne den Schaft des Tauchkolbens und den Flansch festhalten;
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9 zeigt eine seitliche Ansicht von 8, in der dargestellt ist, daß die Haltearme den Flansch des Tauchkolbens gegen die drückende Oberfläche festhalten, so daß einer Siphonwirkung entgegengewirkt wird;
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10 zeigt den Hebel vollständig in einer zweiten Position, wobei die Haltearme die Konfiguration eingenommen haben, die in 8 und 9 dargestellt ist;
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11 zeigt eine mechanische und schematische Darstellung, die ein System gemäß den Grundlagen der Erfindung zeigt, wobei sich ein Betätigungsantrieb in seiner Ruhestellung befindet und der Arm sich in seiner geschlossenen Position befindet, die nominal in Kontakt mit der drückenden Oberfläche steht;
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12 bis 15 sind schematische Darstellungen, die die Abfolge der Wirkung der Rampe des Betätigungsantriebs auf die Längsposition des Arms erläutert, wenn der Steuerhebel in seine offene Position bewegt wird;
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16 zeigt die Wirkung der Verriegelung auf die Betätigungsplatte, wobei sie diese von einer weiteren Bewegung abhält;
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17 bis 18 zeigen die Wirkung des Betätigungsantriebs beim abschließenden Freigeben der Verriegelung, so daß der Arm erneut seine Ruheposition im nominalen Kontakt mit der drückenden Fläche einnehmen kann;
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19 zeigt die Ruheposition des Hebelzahnrads, das durch den Steuerhebel gesteuert wird, wobei sich das Hebelzahnrad in Kontakt mit den Armzahnrädern der beiden Arme befindet, wobei die Feder auf die unterschiedlichen Komponenten einwirkt, die ebenfalls dargestellt sind;
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20 bis 22 zeigen die Wirkung der Zahnräder, wenn der Steuerhebel in die offene Position bewegt wird;
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23 bis 24 zeigen die Wirkung der Zahnräder, wenn der Steuerhebel in seine geschlossene Position bewegt wird;
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25 zeigt eine zusammengebaute Ansicht eines Haltemechanismus, der verwendet werden kann, um die Konfigurationen der Arme zu erzielen, die in den vorangehenden Abbildungen dargestellt sind;
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26 zeigt eine innere Ansicht eines Antriebskopfs mit einem Teil der Anordnung, die in 25 dargestellt ist;
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27 zeigt eine innere Ansicht des Antriebskopfs nach 26 mit weiteren Teilen der Anordnung, die in 25 dargestellt ist;
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28 zeigt eine innere Ansicht des Antriebskopfs nach 26 mit weiteren Teilen aus der Anordnung, die in 25 dargestellt ist, und
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29 zeigt eine innere Ansicht des Antriebskopfs nach 26 mit weiteren Teilen aus der Anordnung, die in 25 dargestellt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nunmehr sei mehr im einzelnen auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente innerhalb der unterschiedlichen Ansichten zeigen. In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spritzenpumpe 10 dargestellt, die ein Antriebssystem für einen Tauchkolben gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung aufweist. Eine Spritze 12 ist dargestellt, und zwar zunächstliegend der Pumpe, allerdings nicht in der Pumpe angeordnet, zum Zwecke der Klarheit der Darstellung, mit Pfeilen, die die Anbringungsstellen anzeigen. Die Spritzenpumpe weist eine Spritzenaufnahme 14 auf, in der die Trommel 16 der Spritze zur Auflage kommt. Der Flansch 18 der Spritzentrommel wird in einer Trommelflanschnut 20 in der Pumpe 10 angeordnet, um die Trommel der Spritze gegenüber einer longitudinalen Bewegung während einer Bewegung des Tauchkolbens 22 der Spritze innerhalb der Trommel zu immobilisieren.
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Der Flansch 24 des Tauchkolbens der Spritze, der eine innere Seite 25 aufweist, ist mit einem Spritzenkolben 26 durch einen Schaft 28 des Tauchkolbens der Spritze verbunden. Wenn der Flansch 24 des Tauchkolbens ordnungsgemäß in der Spritzenpumpe 10 gehalten ist, ist er in einem Antriebskopf 30 des Tauchkolbens mit einem Paar von schwenkbar angebrachten, den Tauchkolben haltenden Armen 32 gehalten, die in 1 in der geschlossenen Stellung dargestellt sind. Ein Lösehebel 34 wird dazu verwendet, den Antriebskopf 30 des Tauchkolbens von dem Gewinde einer Führungsschraube, die nicht dargestellt ist, zu lösen, und auch um die Positionen der haltenden Arme 32 zu kontrollieren, um ein Herausnehmen und Einsetzen eines Flansches 24 des Tauchkolbens der Spritze zu ermöglichen. Ein Lösen des Antriebskopfs 30 des Tauchkolbens von dem Gewinde der Führungsschraube ermöglicht es der Bedienungsperson, den Antriebskopf 30 des Tauchkolbens entlang der Führungsschraube bis zu der richtigen Position zu bewegen, um den Flansch des Tauchkolbens einer neuen Spritze 12 zu erfassen und festzuhalten. Wie allgemein bekannt ist, können Spritzen bereitgestellt werden zur Verwendung mit einer Spritzenpumpe mit unterschiedlichen Mengen an Fluid, und der Tauchkolben kann sich an unterschiedlichen Positionen in Bezug zu der Trommel befinden. Die Möglichkeit, den Antriebskopf 30 manuell zu bewegen, ermöglicht die Aufnahme von Spritzen mit unterschiedlichen Anfangspositionen des Tauchkolbens.
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Der Antriebskopf 30 ist ferner mit einer drückenden Oberfläche 36 versehen, auf der der Flansch 24 des Tauchkolbens zur Anlage kommt, wenn sich der Antriebskopf 30 nach vom in Richtung auf die Trommel 16 des Tauchkolbens bewegt, wobei der Tauchkolben 22 in die Trommel 16 der Spritze eingeschoben wird, um den Inhalt der Spritze durch eine Verabreichungsleitung 38 zu dem Patienten hinauszudrücken. Weiterhin enthalten in dieser Ausführungsform eines Antriebskopfs eines Tauchkolbens ist ein Erfassungsknopf 40, der dazu verwendet wird, das Vorhandensein einer Spritze zu erfassen. Wenn der Knopf 40 niedergedrückt wird, zeigt eine Schaltung innerhalb des Antriebskopfs 30 einem Pumpenprozessor, der nicht dargestellt ist, an, daß eine Spritze vorhanden ist, so daß der Betrieb der Pumpe ermöglicht wird. In einer Ausführungsform arbeitet die Pumpe nicht, wenn der Detektor 40 nicht niedergedrückt worden ist, was bei einer nicht richtig eingesetzten Spritze der Fall sein kann, oder bei einer Spritze, die sich herausbewegt hat. Weiterhin ist bei der Pumpe 10 eine Steuertafel 42 vorhanden, die mehrere Knöpfe 44 für die Steuerung der Pumpe 10 aufweist sowie eine Anzeige 46, die dazu verwendet wird, um pumpenspezifische Informationen für die Bedienungsperson anzuzeigen. Die Knöpfe können es der Bedienungsperson ermöglichen, die Pumpe für den Strömungsdurchsatz, das Volumen, das infundiert werden soll, und weitere Pumpenparameter zu programmieren. Die Anzeige kann den programmierten Strömungsdurchsatz, die Menge an verbleibendem Fluid, das zu infundieren ist, sowie Alarmfunktionen und weitere Informationen anzeigen.
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Die Aufnahme 14 der Pumpe 10 weist eine V-Form mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 120° auf. Spritzen, die in die Aufnahme 14 eingesetzt sind, richten sich mit dem Antrieb 30 des Tauchkolbens innerhalb eines bestimmten vertikalen Bereichs aus. Die Punkte, an denen die longitudinalen Mittellinien der Spritzen den Antrieb des Tauchkolbens schneiden, verändern sich entsprechen der Größe der Spritze, allerdings lediglich in einer Richtung 47 entlang des Antriebskopfs 30.
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Nunmehr auf 2 bezugnehmend, ist der Antriebskopf 30 des Tauchkolbens in der offenen Konfiguration dargestellt, in der die Haltearme 32 nach außen bewegt worden sind oder voneinander weggeschwenkt worden sind, und nach vom, oder in Längsrichtung zu der Aufnahme 14 der Spritze oder der Trommel 16 einer Spritze, wenn eine Spritze in der Pumpe gehalten ist. In dieser Position oder Konfiguration ist der Antriebskopf 30 bereit zur Aufnahme eines Tauchkolbens einer Spritze. Das Antriebsrohr 50 ist am deutlichsten in 2 dargestellt, welches sich in einem Stück von dem Antriebskopf 30 bis zu einem Punkt innerhalb des Grundkörpers der Pumpe 10 erstreckt. Diese verlängerte Länge dient dazu, zu verhindern, daß verschüttete oder leckende Fluide die Führungsschraube erreichen.
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3 zeigt eine rückseitige Ansicht des Antriebskopfs
30, der in
2 dargestellt ist. In dieser Ansicht ist der Hebel
34 in eine erste Position bewegt worden, in der er die Haltearme
32 dazu veranlaßt, daß sich diese in der offenen Position befinden, die in
2 dargestellt ist. Wie dargestellt ist, ist der Hebel
34 vollständig in einen ersten Anschlag
52 bewegt worden. In
4, bei der es sich um eine seitliche Ansicht der
2 und
3 handelt, ist ersichtlich, daß sich die Arme
32 auch nach vorn bewegt haben, wenn sie sich in der offenen Position befinden. Es ist ein Zwischenraum zwischen den inneren Oberflächen
31 der Arme
32 und der drückenden Fläche
36 vorhanden, um eine breite Vielfalt von Flanschdicken von Tauchkolben aufzunehmen. Ebenfalls deutlicher dargestellt ist der Erfassungsknopf
44 der Tauchkolben. In
4 ist der Knopf
44, der einen Teil eines Detektors für Tauchkolben bildet, in der ausgefahrenen Position dargestellt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, wird eine Feder, die innerhalb des Antriebskopfs
30 gehalten ist, dazu verwendet, um den Erfassungsknopf
44 nach außen vorzuspannen. Ein optischer Sensor bestimmt das Vorhandensein und die Abwesenheit eines Flanschs eines Tauchkolbens einer Spritze an dem Antriebskopf
30 von Tauchkolben, indem die Position des Knopfs
44 überwacht wird. In bezug auf weitere Einzelheiten, die ein Erfassungssystem für Tauchkolben von Spritzen betreffen, so wie dies, welches vorliegend dargestellt und beschrieben ist, wird auf das
US-Patent Nr. 5 545 140 verwiesen. In
4 befindet sich der Knopf
44 ganz vom, was die Abwesenheit eines Flanschs eines Tauchkolbens anzeigt.
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Ein weiteres Merkmal, das in 4 dargestellt ist, ist die Anschrägung, die in der Oberseite des Knopfs 44 ausgebildet ist. Diese Anschrägung unterstützt das Einsetzen einer Spritze in die Pumpe 10, indem eine vertikale Bewegung während des Einsetzens ermöglicht wird. Der Flansch des Tauchkolbens einer Spritze trifft auf die Anschrägung, was den Knopf 44 dazu veranlaßt, etwas niedergedrückt zu werden, während die Spritze eingelegt wird. Ohne die abgeschrägte Fläche, die auf dem Knopf 44 ausgebildet ist, müßte die Spritze mehr in einer horizontalen Weise in den Antriebskopf 30 des Tauchkolbens eingesetzt werden. Mit der Anschrägung kann die Spritze entweder horizontal oder vertikal eingesetzt werden, so daß es für eine Bedienungsperson einfacher wird, die Pumpe zu benutzen.
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Nachfolgend sei auf 5, 6 und 7 Bezug genommen, in denen der Antriebskopf 30 in einer teilweise geschlossenen Konfiguration dargestellt ist. Die Arme sind nach innen geschwenkt, in Richtung zueinander, um den Schaft 28 des Tauchkolbens zwischen sich zu halten, um den Tauchkolben der Spritze in der korrekten radialen Position zu halten. Um diese Konfiguration zu erhalten, ist der Hebel 34 von dem ersten Anschlag 52 wegbewegt worden, ist allerdings nicht vollständig hinüber zu einem zweiten Anschlag 54 bewegt worden. In dieser Konfiguration haben die Arme den Schaft des Tauchkolbens ergriffen, wie in 6 dargestellt ist, allerdings sind sie noch nicht in Kontakt mit dem Flansch 24 des Tauchkolbens. Es befindet sich immer noch ein Zwischenraum zwischen den inneren Oberflächen 31 der Arme 32 und dem Flansch des Tauchkolbens, wie in 4 dargestellt ist. 7 zeigt die Zwischenposition des Hebels deutlicher. Es sei darauf verwiesen, daß der Hebel sich in dieser Konfiguration nicht in der Mitte zwischen den ersten und zweiten Anschlägen 52 und 54 befindet, sondern näher an dem zweiten Anschlag liegt. In einer Ausführungsform veranlaßt der Hebel die Anne 32 nicht dazu, sich in Richtung auf die drückende Fläche zu bewegen, bis auf die letzten fünf Grad der Bewegung des Hebels 34. Wie weiter unten noch erläutert wird, sind die Arme 32 selbsttätig einstellend auf die Größe des Tauchkolbens, der in der Pumpe gehalten ist. Die Arme 32 sind nach innen federbelastet, um eine erhebliche Klemmkraft gegen den Schaft des Tauchkolbens aufzubringen, und als Ergebnis dieser Klemmkraft und der Tatsache, daß die Reihenfolge der Bewegungen der Arme so ist, daß sich die Arme zunächst schließen, bevor sie sich in Richtung auf die drückende Oberfläche zurückbewegen, wird der Schaft des Tauchkolbens zunächst durch die Arme zentriert und wird dann in Kontakt mit der drückenden Fläche gebracht. Auf diese Weise als erstes eine Ausrichtung des Schafts des Tauchkolbens und des Flanschs erzielt.
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Nachfolgend sei auf 8, 9 und 10 Bezug genommen, in denen die geschlossene Konfiguration des Antriebskopfs 30 dargestellt ist. In dieser Konfiguration haben nicht nur die Arme 32 den Schaft 28 des Tauchkolbens zwischen sich erfaßt, um den Schaft in der korrekten radialen Position, d. h. zentriert, festzuhalten, sondern die inneren Flächen 31 der Arme sind ebenfalls in Kontakt mit der inneren Fläche 25 des Flanschs 24 des Tauchkolbens gekommen, um eine klemmende Kraft gegen den Flansch in Richtung auf die drückende Fläche auszuüben, wie 9 zeigt. Die Arme 32 stellen eine erhebliche Klemmkraft gegen die innere Seite des Flanschs des Tauchkolbens bereit, um diesen konstant in Kontakt mit der drückenden Fläche 36 zu halten, so daß dadurch einer Siphonwirkung entgegengewirkt wird. Wie weiter unten noch erläutert wird, ist die Federbelastung der Arme verantwortlich für die Kraft, die durch die Arme gegen den Flansch 24 des Tauchkolbens ausgeübt wird, um diesen in Kontakt mit der drückenden Fläche zu halten. Ein großer negativer Siphondruck, der größer ist als die Federkraft, wäre notwendig, um die Kraft zu überwinden, die durch die Arme 32 gegen den Flansch 24 des Tauchkolbens ausgeübt wird. Außer wenn eine solche negative Kraft aufgebaut wird, halten die Arme den Flansch 24 des Tauchkolbens in der korrekten Position gegen die drückende Fläche, so daß der Inhalt der Spritze ausschließlich gemäß dem Programm der Pumpe herausgedrückt wird. Wie deutlicher in 10 dargestellt ist, hat sich der Hebel 34 in dieser Konfiguration zu dem zweiten Anschlag 54 bewegt.
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Als nächstes werden schematische Diagramme betrachtet, um die Betätigung der Haltearme zu zeigen, wobei 11 bis 18 die Betätigung der Arme in der Längsrichtung zeigen, d. h. in Richtung auf die Trommel 16 der Spritze und in der entgegengesetzten Richtung, zu der drückenden Fläche 36. In 11 ist ein Arm 32 in seiner Ruheposition dargestellt. Er steht in Kontakt mit der drückenden Fläche 36 oder ist um einen kurzen Abstand davon entfernt, wobei dieser Abstand geringer ist als die Dicke von irgendeinem bekannten Flansch einer Spritze, der in der Pumpe verwendet werden kann. Der Arm 32 wird in seine Ruhestellung durch eine Druckfeder 56 vorgespannt. Eine Betätigungsplatte 58 steht in Kontakt mit dem proximalen Ende 60 des Arms und ist mit einem Vorsprung 59 auf ihrer Oberfläche versehen, die von dem Arm weggerichtet ist. Die Betätigungsplatte bewegt sich in Richtung auf die drückende Fläche 36 und davon weg. Ein Betätigungsantrieb 62 steht in Kontakt mit der Betätigungsplatte 58 in 11 und bewegt sich in Querrichtung in bezug auf die Platte 58, wie in 12 bis 18 dargestellt ist. Der Betätigungsantrieb 62 ist mit einer Rampe 64 versehen, um mit dem Vorsprung 59 der Betätigungsplatte 58 in Kontakt zu kommen. Eine Verriegelung 66 ist in Richtung auf die Betätigungsplatte 58 vorgespannt und ist in 11 dargestellt, wie sie die Platte 58 berührt, aber nicht in Eingriff mit dieser steht. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist der Hebel 34, wie 10 zeigt, mit dem Betätigungsantrieb 62 gekoppelt, und der Antrieb bewegt sich mit der Bewegung des Hebels.
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Die folgenden 12 bis 15 zeigen die Wirkung des Mechanismus auf dem Arm. Wenn der Hebel und als Folge davon der Betätigungsantrieb 64 in Richtung auf den Löseabschnitt (3) bewegt wird, nähert sich die Rampe 64 des Antriebs dem Vorsprung 59 der Betätigungsplatte (12), tritt mit dem Vorsprung in Kontakt und beginnt, den Arm in Richtung auf die Trommel der Spritze auszufahren, weg von der drückenden Fläche, wie 13 und 14 zeigen, wobei dadurch die Vorspannfeder 56 zusammengedrückt wird. Wenn sich der Betätigungsantrieb 62 und der Arm weit genug bewegt haben, so daß sich der Vorsprung 59 der Betätigungsplatte 58 an der oberen Seite der Rampe 64 befindet, wie in 15 dargestellt ist, wirkt die Verriegelung mit der Betätigungsplatte zusammen.
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Wenn der Hebel und als Folge davon der Betätigungsantrieb 62 in Richtung auf die zusammenwirkende Position bewegt werden (10), verliert die Rampe 64 des Betätigungsantriebs 62 ihren Kontakt mit dem Vorsprung 59 der Betätigungsplatte 58, was an dem Zusammenwirken der Verriegelung 66 mit der Betätigungsplatte liegt. Obwohl die Arme 32 während eines großen Bereichs der Bewegung des Betätigungsantriebs 62 in ihrer Position verbleiben, wie in 16 und 17 dargestellt ist, drehen sich die Arme nach innen, wie weiter unten noch erläutert wird. Wenn sich der Betätigungsantrieb 62 weit genug nach links bewegt hat, tritt er in Kontakt mit der Verriegelung (17), und drückt schließlich die Verriegelung aus dem Zusammenwirken mit der Betätigungsplatte 58, was 18 zeigt. Die Feder 56 des Arms bewegt dann den Arm 32 in Richtung auf die drückende Fläche 36 und in Kontakt mit einem Flansch eines Tauchkolbens einer Spritze, der bzw. die vorhanden sein kann. Außerdem befindet sich die Betätigungsplatte 58 erneut in Kontakt mit dem Betätigungsantrieb 62. in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform berührt der Betätigungsantrieb 62 die Verriegelung lediglich in den letzten fünf Grad der Bewegung des Hebels. Auf diese Weise sind die Arme 32 in der vorderen Position verriegelt, bis zu den letzten fünf Grad der Bewegung des Hebels 34.
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Auf der anderen Seite läuft die schwenkende Bewegung der Arme anders ab. Nunmehr sei auf 19 bis 24 Bezug genommen, und zunächst insbesondere auf 19, wobei der Hebel 34 mit einem Befestigungsschaft 68 verbunden ist und eine Betätigungsstange 70 aufweist, die innerhalb eines Schlitzes 72 gefangen ist, der in einem Armantrieb 74 ausgebildet ist. Eine Verlängerungsfeder 76 spannt den Hebel in Richtung auf die rechte oder geschlossene Position vor. Jeder der Arme, die nicht dargestellt sind, ist mit einem Armantriebszahnrad 78 und 80 verbunden. Eines der Antriebszahnräder 78 ist durch eine Vorspann- und Verlängerungsfeder 82 vorgespannt, die dazu neigt, den Arm in die geschlossene Position zu bewegen (1).
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Nachfolgend sei auf 20 bis 24 Bezug genommen, aus denen die selbsttätig einstellende Eigenschaft der Arme ersichtlich ist. Wenn der Hebel in Richtung auf die Löseposition ( 3) bewegt wird, was in 20 bis 22 so dargestellt ist, daß er im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird, wirkt die Hebelstange 70 mit einem Ende des Schlitzes 72 in dem Armantrieb 74 zusammen, was den Armantrieb dazu veranlaßt, sich zu drehen, so daß die Armantriebszahnräder 78 und 80 auf diese Weise dazu veranlaßt werden, sich zu drehen. Diese Drehung veranlaßt die Arme dazu, sich in die offene Position zu bewegen, die in 2 dargestellt ist. Sowohl die den Hebel vorspannende Feder 76 als auch die Armzahnradfeder 82 wirken dieser Bewegung entgegen. In 22 haben die. Arme die vollständig offene Position erreicht, und der Hebel, die Stange, der Schlitz und der Armantrieb halten die Arme in dieser Position gegen die Kräfte, die durch die Federn 76 und 82 erzeugt werden.
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Nachfolgend sei auf 23 und 24 Bezug genommen, wobei der Hebel 34 nunmehr in Richtung auf die geschlossene Position (10) bewegt wird und die selbsttätig einstellende Eigenschaft der Arme ersichtlich wird. Da sich die Stange 70 des Hebels 34 in dem Schlitz 72 des Armantriebs 74 befindet, hat eine Bewegung des Hebels im Uhrzeigersinn keine Bewegung des Armantriebs 74 zur Folge. Der Schlitz 72 ist lang genug ausgebildet, um den gesamten Bereich der Schwenkbewegung der Anne aufzunehmen. Auf diese Weise hat der Hebel dann, wenn er im Uhrzeigersinn bewegt wird, in der dargestellten Ausführungsform, keine Bewegung des Armantriebs 74 und auch nicht der Armzahnräder 78 und 80 oder der Arme zur Folge. Statt dessen veranlaßt die das Armzahnrad vorspannende Feder 82 die Arme dazu, sich in Richtung auf die geschlossene Position (1) zu bewegen, oder bis die Arme mit einem Schaft eines Tauchkolbens in Kontakt kommen. Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal liegt darin, daß die Arme sofort nach innen schwenken können, wenn der Hebel im Uhrzeigersinn bewegt wird; sie sind nicht verriegelt, da sie sich in dem Mechanismus für eine longitudinale Bewegung befinden. Da die Arme gleichzeitig nach innen schwenken, neigen sie dazu, den Schaft des Tauchkolbens zu zentrieren. 24 zeigt eine Ansicht des Hebels, der in die geschlossene Position zurückgekehrt ist, die in 10 dargestellt ist. Man erkennt aus dieser Darstellung, daß in 19 die Arme wesentlich weiter geschlossen sind als in 24, was anzeigt, daß in 24 ein Tauchkolben einer Spritze zwischen den Armen eingelegt worden ist.
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Nachfolgend wird auf eine Reihe von Abbildungen Bezug genommen, in denen eine Ausführungsform dargestellt ist, bei der die schematischen Anordnungen nach 11 bis 24 in einen einzelnen Mechanismus eingebaut worden sind. Zunächst sei auf 25 Bezug genommen, in der die Anordnung eines Hebel- und Armmechanismus ohne das Gehäuse des Antriebskopfs dargestellt ist. Die Teile, die in 25 dargestellt sind, sind ebenfalls in 26 bis 29 dargestellt, wo sie in dem Gehäuse gehalten sind, und sind mehr im einzelnen nachfolgend erläutert, nach der Diskussion von 25. Der Hebel 24 ist schwenkbar mit dem Antriebszahnrad 74 verbunden, welches seinerseits mit dem Befestigungsschaft 68 verbunden ist. Der Hebel ist unmittelbar auf den Befestigungsschaft 68 aufgekeilt. Das Antriebszahnrad 74 ist über den Befestigungsschaft 68 aufgepaßt, und eine drehende Bewegung des Hebels 34 ist mit einem feststehenden Keil auf dem Schaft 68 und einem seitlichen Schlitz auf dem Zahnrad 74 entkoppelt. Diese Entkopplung ermöglicht es dem Befestigungsschaft 68, die Arme 32 über das Antriebszahnrad 74 und die Armzahnräder 78 und 80, die am besten anhand von 26 ersichtlich sind, während der Bewegung des Hebels 34 in ihren offenen Zustand zu bewegen, und ermöglicht es den Armen 32, sich auf eine Ruhestellung zu schließen, sobald der Hebel losgelassen wird. Die Belastung, um die Arme zu schließen, wird durch die Verlängerungsfeder 82 bereitgestellt. Der Antriebskopf 30 kann auf diese Weise Tauchkolben größerer Durchmesser und breite Rippen von Tauchkolben aufnehmen.
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Wie vorstehend erläutert, werden die Arme 32 mit einer solchen Abfolge betrieben, daß sie sich im wesentlichen gleichzeitig nach vorn bewegen, mit einer nach außen gerichteten Drehbewegung, daß sie aber bei ihrer Zurückbewegung auf die drückende Fläche 36 nach vom ausgefahren verbleiben, bis sie in ihre geschlossene Stellung gedreht werden, wobei sie erst in dieser Stellung auf die drückende Fläche 36 zurückfallen, d. h. in den letzten fünf Grad der Drehung des Hebels bei einer Ausführungsform. Dies ermöglicht es dem Tauchkolben einer eingesetzten Spritze, zunächst in bezug auf den Antriebskopf zentriert zu werden und dann gegen die drückende Fläche gehalten zu werden. Tauchkolben von Spritzen mit sämtlichen Verhältnissen zwischen Durchmesser und Dicke können aus diesem Grunde gehalten und gegen die drückende Fläche geklemmt werden.
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Der Hebel 34 ist ebenfalls unmittelbar auf den Betätigungsantrieb 62 aufgekeilt. Wenn der Hebel gedreht wird, läuft eine kugelförmige Ausformung auf der Betätigungsplatte 58 die rampenförmige Ausformung auf dem Betätigungsantrieb 62 entlang nach oben. Die Betätigungsplatte 58 drückt dann die Arme 33 nach vorn über Kugellager 86 und die Armzahnräder 78 und 80, gegen eine Belastung einer Feder. Die Kugellager erleichtern sogar eine Belastung auf die Zahnräder ausgehend von der Betätigungsplatte 58. Wenn sich die Arme vollständig vorne befinden, hat die Verriegelung 66 (nicht dargestellt) die Möglichkeit, sich zu drehen, und verriegelt die Betätigungsplatte 58 in ihrer vorderen Position. Die Betätigungsplatte 58 verbleibt verriegelt vom, bis zu der abschließenden Zurückbewegung um fünf Grad des Bewegungswegs des Hebels 34, wenn die auslöserartige Ausformung auf dem Betätigungsantrieb 62 gegen die Verriegelung 66 stößt und die Arme unter der Belastung von den Druckfedern 56 in ihre Ausgangsstellung federn. Diese Druckfedern 56 stellen auch die Belastung bereit, um zu verhindern, daß bei der Spritze eine Siphonwirkung auftritt.
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Nachfolgend sei auf 26 bis 29 Bezug genommen, aus denen die vorstehend genannten Merkmale ersichtlich sind, wenn diese in dem Antriebskopfgehäuse 88 angebracht sind. In 26 kann der Armschwenkmechanismus deutlicher erkannt werden. Insbesondere sind die Armzahnräder 78 und 80, die Verlängerungsfeder, die die Arme (nicht dargestellt) in die geschlossene Konfiguration vorschwenkt, und das Antriebszahnrad 74, das mit den Armzahnrädern in Eingriff steht, dargestellt. Weiterhin dargestellt sind die Kugellager, die in jedem Armzahnrad angebracht sind, und die Druckfedern 56, die die Arme in die hintere Position gegen die drückende Fläche vorspannen.
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In 27 ist die Betätigungsplatte 58 über die Armzahnräder hinzugefügt worden, und wie dargestellt, ist sie schwenkbar gehalten, so daß sie einen Druck gegen die Kugellager der Arme ausüben kann. Das Antriebszahnrad 74 ist entfernt, so daß weitere Einzelheiten ersichtlich sind.
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28 zeigt den Einbau der Verriegelung 66, und 29 zeigt die Komponenten nach 28, wobei der Hebel 34 hinzugefügt ist, der auf dem Antriebszahnrad 74 angebracht ist.
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Als eine kurze Zusammenfassung sei ausgeführt, daß die Arme 32 bei dieser Ausführungsform einzeln schwenkbar sind und federvorgespannt sind, so daß sie sich in Richtung zueinander schließen. Jeder Arm 32 ist durch die Vorderseite des Antriebskopfgehäuses 88 in jeweiligen inneren Armzahnrädern 78 und 80 angeordnet. Die Verlängerungsfeder 82 arbeitet so, daß sie die Arme in den geschlossenen Zustand vorspannt, wobei auf 1 verwiesen sei.
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Es sind somit zwei unabhängige Vorspannsysteme vorhanden. Beide Systeme wirken auf die Haltearme 32. Das erste System wirkt so, daß es die Haltearme in die geschlossene Stellung vorspannt, wähnend das zweite Vorspannsystem so wirkt, daß es die Arme in Richtung auf die drückende Fläche vorspannt. Diese Unabhängigkeit der Vorspannsysteme ermöglicht die Handhabung unterschiedlicher Spritzen, die unterschiedliche Schaftabmessungen und auch unterschiedliche Dicken des Flanschs des Tauchkolbens aufweisen.
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Obwohl zwei unabhängige Vorspannsysteme vorhanden sind, ist nur ein einziger Betätigungshebel 34 vorhanden. Das Verbindungssystem zwischen dem Hebel 34 und den Armen 32 ermöglicht die beiden getrennten und in Abfolge ablaufenden Bewegungen der Arme, wie vorstehend beschrieben ist.
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Anhand der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß das Antriebssystem für Tauchkolben nach den Grundlagen der vorliegenden Erfindung ein vielseitig anwendbares System bereitstellt, um unterschiedliche Größen von Spritzen aufzunehmen, und zu einer leichteren Bedienung der Pumpe führt und auch einer etwa vorhandenen Siphonwirkung entgegenwirkt.
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Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und erläutert worden sind, wird klar, daß die Erfindung zahlreichen Modifikationen und Ausführungsformen innerhalb der Reichweite eines Fachmanns auf dem vorliegenden Gebiet unterworfen ist, ohne daß eine erfinderische Tätigkeit erforderlich ist. Aus diesem Grunde sein darauf verwiesen, daß unterschiedliche Veränderungen hinsichtlich Form, Einzelheiten und Anwendung der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist.
