DE69010102T2

DE69010102T2 - Mehrwegehahn.

Info

Publication number: DE69010102T2
Application number: DE69010102T
Authority: DE
Inventors: Tsuneyoshi Onodera
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2010-07-28
Also published as: EP0410898A3; EP0410898A2; EP0410898B1; DE69010102D1; AU5981690A; US5074334A; JPH063267B2; JPH0361774A; AU620728B2

Description

Diese Erfindung betrifft Mehrwegehähne, typischerweise Dreiwegehähne zum Umschalten von Strömungsbahnen für Fluide oder Flüssigkeiten, wie Blut und Medikamentflüssigkeit. Ein Mehrwegehahn der im ersten Teil von Anspruch 1 definierten Art ist Z.B. aus der Veröffentlichung US-A-4 197 876 bekannt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Auf medizinischem Gebiet werden Mehrwegehähne, typischerweise Dreiwegehähne verbreitet für verschiedene Zwecke eingesetzt, einschließlich Transfusion von Blut und Infusion von flüssigen Medikamenten, wie Glucosefluid bzw. -flüssigkeit und physiologische Salzlösung, in Patienten. Infusionssysteme verwenden häufig mehrere flüssige Medikamente, die bis zur Infusion voneinander getrennt gehalten werden müssen. Ein im System vorgesehener Dreiwegehahn wird so bedient, daß die gewählten flüssigen Medikamente dem Patienten entweder getrennt oder gleichzeitig infundiert werden. Auch in Bluttransfusionssystemen sind Dreiwegehähne häufig nützlich, um ein gewünschtes Medikament in Transfusionsblut einzuführen oder Bluttransfusion und Flüssigkeitsinfusion abwechselnd durchzuführen.
Im allgemeinen bestehen Dreiwegehähne aus einem Gehäuse mit einem Zylinder, von dessen Umfang drei T-förmige Zweigrohre abgehen. Mit dem Gehäuse ist ein Hahnküken kombiniert, das einen Zylinder- oder Rohrteil (barrel) aufweist, der drehbar in den Zylinder eingesetzt ist und drei T-förmige Kanäle, entsprechend den Zweigrohren, aufweist. An der Oberseite des Kükenzylinders ist ein Handhebel zum Drehen des Kükens im Zylinder angebracht. Durch Betätigen des Hebels kann das Küken über einen Winkel von 180º gegenüber dem Gehäuse gedreht werden. Wenn sich der Hebel in der einen Winkelstellung befindet, sind zwei der drei Zweigrohre selektiv in Strömungsverbindung über die entsprechenden Kanäle im Kükenzylinder gebracht, während beim restlichen Zweigrohr die Verbindung abgesperrt ist. Die Hahnanordnung, bei welcher das Küken mit engem Sitz in das Gehäuse eingepaßt ist, muß für unter Druck stehende Flüssigkeit höchst dicht und so haltbar sein, daß diese hohe Flüssigkeitsdichtheit über eine Anzahl von Küken-Umschaltvorgängen (z.B. 200 Zyklen der Hin- und Herdrehung) erhalten bleibt.
Herkömmlicherweise weisen Dreiwegehähne im allgemeinen Gehäuse aus steifen Harzmaterialien, wie Polycarbonat, auf. Für das Hahnküken, speziell seinen Zylinder, wird häufig Polyethylen wegen dessen biologischer Kompatibilität, Verarbeitbarkeit und niedrigen Kosten verwendet. Bei dieser Kombination ist jedoch der Gehäusewerkstoff ziemlich wenig kompatibel mit dem Kükenwerkstoff, und der Kükenzylinder kann etwa aufgrund von Abplatz- und Scheuerwirkung beim Einpassen des Kükens in das Gehäuse oder beim Drehen desselben im Gebrauch leicht defekt werden. Ein solcher Defekt tritt häufig am oder nahe dem Rand der Öffnungen auf, welche die Kanäle an der Außenfläche des Kükenzylinders festlegen.
In den letzten Jahren ist die Entwicklung von Dreiwegehähnen, die eine erhöhte Durchsatzgeschwindigkeit zulassen, angestrebt worden, um die Blut- und Flüssigkeitsinfusionsvorgänge zu beschleunigen. Zu diesem Zweck müssen die Kanäle im Kükenzylinder auf einen größeren Durchmesser als den derzeit angewandten vergrößert werden. Wenn der Kanaldurchmesser, d.h. der Durchmesser der vom Kanal an der Kükenzylinderoberfläche festgelegten Öffnung, vergrößert wird, vergrößert sich auch der Öffnungsumfang entsprechend, wodurch sich die Möglichkeit für einen Defekt vergrößert. Da der Dreiwegehahn so ausgestaltet ist, daß durch feste Anlage der Innenfläche des Gehäusezylinders an der Außenfläche des Kükenzylinders im zusammengesetzten Zustand eine druckbeständige, flüssigkeitssichere Abdichtung hergestellt ist, ruft ein Defekt einen Spalt (Zwischenraum) in der Passung hervor, so daß die flüssigkeitssichere Abdichtung verlorengeht. Wenn zudem infolge von Abplatzen oder Scheuern Späne oder Fragmente entstehen, können diese in das Blut oder die zu infundierende Flüssigkeit eingeschleppt werden, was zu einem möglichen Schaden für den Patienten führen kann. Die Verwendung solcher Dreiwegehähne wird auf medizinischem Gebiet nicht empfohlen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit die Schaffung eines neuen und verbesserten Mehrwegehans, bei dem der Kükenzylinder mit Kanälen größeren Durchmessers als beim Stand der Technik geformt sein kann und beim Einsetzen des Hahnkükens in das Gehäuse oder im Gebrauch mit häufigen Betätigungen für Beschädigung etwa durch Abplatz- oder Scheuerwirkung vollkommen beständig ist.

ABRISS DER ERFINDUNG

Bei der Untersuchung des Werkstoffs, aus dem das Hahnküken geformt ist, haben die Erfinder festgestellt, daß Polyesterelastomere insofern vorteilhaft sind, als der daraus geformte Kükenzylinder für Beschädigung durch Abplatz- oder Scheuerwirkung insbesondere an oder nahe dem Rand der Öffnungen, welche die Kanäle an der Kükenzylinder-Außenfläche festlegen, auch dann nicht anfällig ist, wenn die Kanäle im Vergleich zu herkömmlichen Kanälen mit einem vergrößerten Durchmesser ausgebildet sind.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Mehrwegehahn, der umfaßt: ein Gehäuse, das ein zylindrisches Teilstück enthält, welches mehrere Abzweigrohre aufweist, die von der Außenfläche des zylindrischen Teilstücks ausgehen, und ein Hahnküken, das einen Zylinder aufweist und drehbar in das zylindrische Teilstück des Gehäuses eingepaßt ist und mit einer entsprechenden Anzahl an darin vorgesehenen Kanälen versehen ist, die im zusammengebauten Zustand mit den Abzweigrohren übereinstimmen. Gemäß dem Merkmal der Erfindung ist der (Küken-)Zylinder aus einem Polyesterelastomer hergestellt.
Das Polyesterelastomer weist vorzugsweise einen Elastizitäts- oder Biegemodul von mindestens 800 kgf/cm² auf. Typischerweise ist das Polyesterelastomer ein Polyetherpolyesterelastomer einer Struktur entsprechend folgender Formel
worin n eine Zahl von 1 bis 50, m eine Zahl von 1 bis 5, p eine Zahl von 1 bis 8, q eine Zahl von 1 bis 8 und x eine Zahl von 5 bis 50 bedeuten. Das Gehäuse ist seinerseits aus einem steifen Harz geformt.
Die von den Kanälen am Umfang des Kükenzylinders festgelegten Öffnungen können eine Durchmesser von 1,5 - 5 mm aufweisen. Das Hahnküken weist einen Hebel zum Drehen desselben im Gehäuse auf, und die Außenfläche des Hebels ist vollständig oder teilweise mit einem Harz beschichtet, das sich visuell von dem den Kükenzylinder bildenden Elastomer unterscheidet.
Der Hahn ist typischerweise ein Zwei- oder Dreiwegehahn, und er wird oftmals auf medizinischem Gebiet eingesetzt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines in seine Bauteile zerlegten Mehrwegehahns gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Hahnküken beim Mehrwegehahn nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Hahnküken längs der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Mehrwegehahns nach Fig. 1 im zusammengesetzten Zustand zur Darstellung seiner Arbeitsweise oder Betätigung und
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Reihe von in einem Versuch eingesetzten Mehrwegehähnen.
In den Figuren sind gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUS FÜHRUNGSFORMEN

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Mehrwegehahn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere ist in Fig. 1 als typisches Beispiel ein in seine Bauteile zerlegter Dreiwegehahn dargestellt. Der vollständig zusammengesetzte Hahn ist in Fig. 4 veranschaulicht. Der allgemein mit 1 bezeichnete Mehrwegehahn umfaßt ein Gehäuse 2, ein Hahnküken 5 und einen Deckel 10.
Das Gehäuse oder der Halter 2 weist einen hohlzylindrischen Abschnitt 3 auf, der eine Bohrung 31 festlegt. Der zylindrische Abschnitt 3 (das zylindrische Teilstück) besitzt einen Innendurchmesser von etwa 5 bis 8 mm und eine Wanddicke von etwa 1 bis 1,5 mm, obgleich diese Abmessungen nicht kritisch sind. Um den Außenumfang herum sind drei Abzweig- oder Zweigrohre 4a, 4b und 4c in Abständen von 90º angeordnet, wobei sie vom Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 3 radial nach außen abstehen. Die Zweigrohre 4a und 4c liegen auf einer geraden Linie, und das Zweigrohr 4b schneidet bei der dargestellten Ausführungsform diese Linie unter einem rechten Winkel. Vorzugsweise sind die Zweigrohre 4a, 4b und 4c mit dem zylindrischen Abschnitt 3 materialeinheitlich ausgebildet. Die Zweigrohre 4a, 4b und 4c legen darin jeweils mit der Bohrung 31 kommunizierende Kanäle 40a, 40b bzw. 40c fest. Die Zweigrohre 4a, 4b und 4c besitzen typischerweise einen Innendurchmesser von etwa 1,5 bis 3,0 mm, obgleich der Innendurchmesser nicht kritisch ist. Der zylindrische Abschnitt 3 weist ferner einen feststehenden Anschlag 32 in Form eines Kreisbogensegments auf, das von der Oberkante des zylindrischen Abschnitts 3 axial nach oben ragt.
Das Hahnküken 5 umfaßt einen Küken-Zylinder 6, einen Hebelträger 8 und einen Hebel 9 (vgl. Fig. 1 bis 3). Der Zylinder 6 ist entweder ein massiver oder ein hohler Zylinder (massiv gemäß Fig. 1, aber hohl gemäß Fig. 3) und kann in flüssigkeitsdichter Weise drehbar in die Bohrung 31 des zylindrischen Abschnitts 3 eingesetzt bzw. eingepaßt werden. Vor dem Zusammenbau besitzt der Hahnküken-Zylinder 6 vorzugsweise einen Außendurchmesser, der um etwa 2 bis 5 % größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 3. Der Zylinder 6 sollte eine glatte Außenfläche 60, typischerweise mit einer Oberflächenrauheit (Rmax) von etwa 0,001 mm oder weniger, besitzen.
Im Zylinder 6 sind drei Durchgänge bzw. Kanäle 7a, 7b und 7c in einer T-Form, entsprechend den Kanälen 40a, 40b bzw. 40c in den Zweigrohren, festgelegt. Die drei Kanäle 7a bis 7c sind auf Abstände von 90º verteilt und gehen radial von der Achse des Zylinders 6 so aus, daß sie im Zentrum des Zylinders für Flüssigkeits- bzw. Strömungsverbindung ineinander übergehen. Die Kanäle 7a und 7c liegen auf einer geraden Linie, während der Kanal 7b diese Linie bei der dargestellten Ausführungsform unter einem rechten Winkel schneidet. Die Kanäle 7a bis 7c sind außerdem in einer solchen axialen Höhe angeordnet, daß sie bei in das Gehäuse 2 eingesetztem Hahnküken 5, d.h. im zusammengesetzten Hahn, mit den Kanälen 40a, 40b bzw. 40c in den Zweigrohren übereinstimmen.
Die Kanäle 7a bis 7c münden an der Zylinder-Außenfläche 60 unter Festlegung von kreisrunden Öffnungen 70a bis 70c. Die Öffnungen 70a bis 70c (Kanäle 7a bis 7c) besitzen typischerweise, wie bei der herkömmlichen Dreiwegehahnkonstruktion, einen Durchmesser von etwa 1,5 bis 2,0 mm, können aber auch einen größeren Durchmesser von etwa 2 bis 5 mm, insbesondere 2,0 bis 3,0 mm, besitzen, obgleich der Durchmesser nicht kritisch ist. Erfindungsgemäß besteht der Zylinder 6 aus einem Polyesterelastomer (noch näher zu beschreiben), welches einem Abplatzen durch z.B. Schleifwirkung auch dann widersteht, wenn die Öffnungen 70a bis 70c einen größeren Durchmesser von etwa 2 bis 5 mm besitzen. Typischerweise ist der Durchmesser der Öffnungen 70a bis 70c dem der Kanäle 7a bis 7c im wesentlichen gleich. Je größer der Durchmesser der Öffnungen 70a bis 70c ist, desto größer ist die Strömungs- bzw. Durchsatzgeschwindigkeit. Weiterhin besitzen die Öffnungen 70a bis 70c meist gleiche Durchmesser, obgleich sie auch voneinander verschiedene Durchmesser aufweisen können. Vorzugsweise ist die Kante bzw. der Rand jeder der Öffnungen 70a bis 70c angefast, um besseren Schutz des Rands und des umgebenden Bereichs vor einem Abplatzen zu bieten.
An der Oberseite des Zylinders 6 ist der vorzugsweise materialeinheitlich angeformte Hebelträger 8 einer im allgemeinen zylindrischen Form mit einem etwas größeren Durchmesser als dem des Zylinders vorgesehen. Der Hebelträger 8 ragt über den zusammengesetzten Hahn hinaus.
Der Träger 8 weist an seinem unteren Ende einen Drehbegrenzer oder -anschlag 81 auf, der ein axial von der Außenwand des Trägers 8 nach unten ragendes Kreisbogensegment ist. Wenn beim zusammengesetzten Hahn das Hahnküken 5 relativ zum Gehäuse 2 gedreht wird, kommt der Drehanschlag 81 am Träger 8 in Anlage gegen den feststehenden Anschlag 32 am zylindrischen Abschnitt 3, um damit die Drehung des Hahnkükens innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs zu begrenzen. Unter der Voraussetzung, daß sich die Einschlußwinkel des feststehenden Anschlags 32 und des drehbaren oder Drehanschlags 81 zu 180º summieren, kann das Hahnküken 5 eine Drehung über einen Winkel von 360º - 180º, d.h. 180º, durchführen. Ersichtlicherweise sind der feststehende Anschlag 32 und der Drehanschlag 81 für die Erfindung nicht wesentlich. Wenn keine Anschlag- oder Begrenzereinrichtung vorgesehen ist, ist das Hahnküken 5 frei über 360º drehbar.
Der Hebel 9 geht vom Hebelträger 8 in einer zum Zylinder-Kanal 7b entgegengesetzten Richtung ab. Vorzugsweise ist der Hebel 9 materialeinheitlich am Träger 8 angeformt. Im Bereich seines freien Endes ist der Hebel 9 mit ein Abrutschen verhindernden Aussparungen 91 versehen. Durch Erfassen des Hebels mit den Fingern unter Ausübung eines Drehmoments auf ihn kann das Hahnküken 5 relativ zum Gehäuse 2 gedreht werden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß alle Kanäle 40a bis 40c in den Zweigrohren 4a bis 4c in gemeinsamer Strömungsverbindung stehen, wenn der Hebel 9 entgegengesetzt zum Zweigrohr 4b gedreht ist.
Der Hebel zum Drehen des Hahnkükens ist nicht auf einen unidirektionalen Hebel, wie dargestellt, beschränkt. Beispielsweise können auch zwei oder mehrere radiale, vom Träger abstehende Schenkel oder ein am Träger montiertes Rad benutzt werden.
Auf der Oberseite des Hebelträgers 8 befinden sich Pfeilmarkierungen 82a, 82b und 82c zum Anzeigen der Richtung der jeweiligen Zylinder-Kanäle 7a, 7b bzw 7c des Hahnkükens 5. Außerdem weist der Hebel 9 an der Oberseite eine zweckmäßige Anzeige 92 auf. Da der Hebel relativ zu den Zylinder-Kanälen 7a bis 7c so positioniert ist oder wird, daß einer der Zweigleitungs-Kanäle 40a bis 40c, der mit dem Hebel 9 in Übereinstimmung gelangt, geschlossen ist, sollte die Anzeige 92 vorzugsweise eine entsprechende Bedeutung besitzen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind hierfür die Buchstaben "OFF" vorgesehen. Die Markierungen 82 und die Anzeige 92 können nach einer beliebigen Technik, wie Aufmalen, Aufdrucken, Anbringen von Aufklebern oder Gravieren, geformt sein.
In einer Ausführungsform sind die Markierungen 82 und die Anzeige 92, wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, eindeutig geformt. Der Hebelträger 8 und der Hebel 9 (genauer gesagt: deren Basiselement) sind aus einem ersten, in der Figur mit A bezeichneten Werkstoff geformt und über ihre gesamten Außenflächen hinweg, mit Ausnahme der den Markierungen 82 und der Anzeige 92 entsprechenden Bereiche, mit einem zweiten, in der Figur mit B bezeichneten Werkstoff bedeckt. In einigen Bereichen, etwa in einem Bereich nahe der Mitte des Hebels gemäß Fig. 3, ist eine innere Ausnehmung im ersten Werkstoff mit dem zweiten Werkstoff B ausgefüllt. Es reicht aus, daß erster und zweiter Werkstoff A bzw. B in Farbe und Helligkeit voneinander verschieden sind. In diesem Fall heben sich die Markierungen 82 und die Anzeige 92 deutlich von der restlichen Deckfläche ab. Die Werkstoffe A und B können durch Klebmittelverbinden oder Schmelzschweißen integriert sein, doch wird ein einheitliches Ausbilden durch Mehrfarb-(Zweifarb-)gießen bzw. -formen oder Anformen (in einer Gießform) aus Gründen struktureller Steifheit bevorzugt.
Der Deckel 10 ist ein scheibenförmiges Element mit einem axial von ihm abstehenden zentralen Stummel 11. Der Deckel 10 ist in die Unterseite des zylindrischen Abschnitts 3 des Gehäuses 2 einsetzbar, um die Bohrung 31 am einen Ende, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform am unteren Ende dicht zu verschließen. Wenn zur Fertigstellung eines Hahns der Deckel 10 am Gehäuse 2 angebracht ist, greift der Deckel-Stummel 11 in eine im unteren Ende des Zylinders 6 ausgebildete Ausnehmung oder Bohrung 61 (vgl. Fig. 3) ein.
Obgleich der Dreiwegehahn als typisches Beispiel beschrieben worden ist, kann der Hahn gewünschtenfalls mit vier oder mehr Zweigrohren versehen sein, die in vier oder mehr Richtungen verlaufen.
Vorliegend ist auch vorgesehen, mehrere Dreiwegehähne der oben beschriebenen Konstruktion auf die in Fig. 5 gezeigte Weise über zweckmäßig gewählte Zweigrohre zur Bildung einer Hahnanordnung miteinander zu koppeln.
Im folgenden sind die Werkstoffe, aus denen die jeweiligen Bauteile des Dreiwegehahns bestehen, beschrieben.
Das Gehäuse 2 besteht im allgemeinen aus starren oder steifen Werkstoffen, wie Metalle und steife Harze, um die nötige Steifheit zu gewährleisten, obgleich dabei steife Harze aus mehreren Gründen, einschließlich einfacher Formbarkeit, bevorzugt werden. Derartige steife Harze umfassen Polycarbonate, Polyamide und dgl. Bevorzugt besitzen die Gehäusewerkstoffe einen Biegemodul von etwa 20.000 bis 30.000 kgf/cm². Zur Ermöglichung eines Blicks durch das Gehäuse 2 ist die Verwendung eines durchsichtigen Werkstoffs vorteilhaft.
Das Hahnküken 5, insbesondere sein Zylinder, ganz speziell der Werkstoff A gemäß Fig. 3, besteht aus einem Polyesterelastomer. Es kann eine Vielfalt von Polyesterelastomeren benutzt werden, während Polyetherpolyesterelastomere bevorzugt werden.
Die bevorzugten Polyetherpolyesterelastomere besitzen eine Struktur der folgenden Formel:
Darin bedeuten:
n = eine Zahl von 1 bis 50, insbesondere 2 bis 10,
m = eine Zahl von 1 bis 5,
p = eine Zahl von 1 bis 8,
q = eine Zahl von 1 bis 8 und
x = eine Zahl von 5 bis 50, insbesondere 10 bis 30.
Die Elastomere der Formel, in welcher n gleich 2 bis 30, m gleich 1, p gleich 3, q gleich 4 und x gleich 10 bis 30 sind, sind als Perprene (hergestellt und vertrieben von Toyobo K.K.) im Handel erhältlich.
Bei Verwendung solcher Elastomere für das Hahnküken 5 oder den Zylinder 6 wird effektiv ein Abplatzen oder ein etwaiger Bruch des Zylinders durch Scheuer-, Abrieb- und sonstige Reibungswirkungen verhindert, die beim Einsetzen des Hahnkükens 5 in das Gehäuse 2 und beim Drehen des Hahnkükens 5 darin bei der Hahnbetätigung hervorgerufen werden. Außerdem besitzen diese Elastomere hohe biologische Affinität; sie setzen keine toxischen Substanzen frei und sind bei Verwendung des Hahns für Bluttransfusion am geringsten anfällig für Trombusadhäsion.
Die Polyesterelastomere, für die Perprene ein typisches Beispiel darstellt, besitzen weit variierende physikalische Eigenschaften. Vorzugsweise besitzen sie einen Biegemodul von mindestens 800 kgf/cm², zweckmäßig mindestens 1000 kgf/cm², vorzugsweise mindestens 1.200 kgf/cm² und besonders bevorzugt mindestens 3.000 kgf/cm². Die Obergrenze liegt üblicherweise bei 15.000 kgf/cm². Ein Biegemodul von mindestens 800 kgf/cm² gewährleistet, daß etwaige Defekte, wie Abplatzen, nicht auftreten, und zwar unabhängig von der Beschaffenheit (identity) des Gehäuses 2 (einschließlich seines Werkstoffs und seiner Härte) sowie davon, daß der Durchmesser der Öffnungen 70a bis 70c auf 2,0 bis 3,0 mm oder mehr vergrößert ist. Unterhalb dieses unteren Grenzwerts kann sich der Zylinder unter Herbeiführung einer Undichtigkeit verformen, auch wenn kein Abplatzen auftritt.
Aus ähnlichen Gründen besitzen die Polyesterelastomere vorzugsweise eine Oberflächenhärte von etwa 95 bis 100, gemessen als Shore A-Härte gemäß japanischer Industrienorm JIS K- 6301.
Der zweite, als Oberflächenbedeckung des Hahnkükens 5 gemäß Fig. 3 benutzte Werkstoff B unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, weil er keine wesentliche Funktion übernimmt. Für feste Verbindung mit dem Grundwerkstoff A sollte der Deckwerkstoff B vorzugsweise vom gleichen Typ sein wie der Werkstoff A, d.h. einen Hauptanteil an einem Polyesterelastomer enthalten. Für den Deckwerkstoff B bestehen keine Beschränkungen bezüglich Modul und Härte. Der Deckwerkstoff B enthält vorzugsweise ein Pigment für Einfärbungszwecke, weil er in Farbe, Helligkeit oder Aussehen vom Grundwerkstoff A unterscheidbar sein soll.
Der Deckel 10 kann aus einem beliebigen Werkstoff geformt sein und besteht typischerweise aus dem gleichen Werkstoff wie das Gehäuse 2.
Im folgenden ist die Arbeitsweise bzw. Betätigung des Dreiwegehahns 1 anhand von Fig. 4 beschrieben. Im Gebrauch sind oder werden Schlauchabschnitte 12a, 12b und 12c mit den Zweigrohren 4a, 4b bzw. 4c des Gehäuses 2 verbunden.
Wenn der Hebel 9 des Hahnkükens 5 in die in Fig. 4 in ausgezogenen Linien eingezeichnete Stellung gedreht ist, d.h. mit dem Zweigrohr 4c übereinstimmt, kommen die Zweigrohr-Kanäle 40a und 40b über die Kanäle 7b und 7c im Hahnküken-Zylinder 6 in gegenseitige Strömungsverbindung, während der Zweigrohr-Kanal 40c durch die Außenfläche 60 des Hahnküken-Zylinders 6 abgedichtet bzw. verschlossen ist.
Wenn der Hebel 9 des Hahnkükens 5 in die in Fig. 4 in strichpunktierten Linien eingezeichnete Stellung, d.h. in Übereinstimmung mit dem Zweigrohr 4b gedreht wird, gelangen die Zweigrohr-Kanäle 40a und 40c in Strömungsverbindung über die Kanäle 7a und 7c im Hahnküken-Zylinder 6, während der Zweigrohr-Kanal 40b durch die Außenfläche 60 des Hahnküken-Zylinders 6 verschlossen ist.
In einem Beispiel, in welchem der Schlauchabschnitt 12a mit der Seite eines (nicht dargestellten) lebenden Körpers verbunden ist und die Schlauchabschnitte 12b und 12c an (nicht dargestellte) Vorratsquellen für zwei verschiedene Medikamente angeschlossen sind, kann durch Drehen des Hebels 9 entweder in die ausgezogen eingezeichnete Stellung oder in die in strichpunktierten Linien eingezeichnete Stellung gemäß Fig. 4 eines der beiden Medikamente selektiv dem lebenden Körper zugeführt werden.
Wenn der Hebel 9 des Hahnkükens 5 in die Stellung in Übereinstimmung mit dem Zweigrohr 4a (vgl. Fig. 1) gedreht ist oder wird, gelangen die Zweigrohr-Kanäle 40b und 40c in gegenseitige Strömungsverbindung über die Kanäle 7a und 7b im Hahnküken- Zylinder 6, während der Zweigrohr-Kanal 40a durch die Außenfläche 60 des Hahnküken-Zylinders 6 blockiert bzw. verschlossen ist.
Die Bedienungsperson kann den Hebel 9 zum Verdrehen des Hahnkükens 5 fehlerfrei manipulieren, weil die Markierungen 82a bis 82c und die "OFF"-Anzeige 92 für die Bedienungsperson sichtbar sind. Wie vorher in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, ist außerdem der Dreiwegehahn 1 so ausgelegt, daß der Drehbegrenzer oder -anschlag 81 am Hahnküken 5 sich an jedem der beiden Enden (der Bewegung) an den feststehenden Anschlag 32 am Gehäuse 2 anlegt und dabei eine weitere Bewegung des Hahnkükens 5 begrenzt, wenn der Hebel 9 in Übereinstimmung mit dem Zweigrohr 4a oder 4c positioniert ist. Die Bedienungsperson kann dabei eine körperliche Anlage fühlen, so daß der Positioniervorgang einfach und genau ist. Obgleich ferner das Hahnküken 5 gegen die Reibung zwischen der Außenfläche 60 des Zylinders 6 und der Innenfläche des Gehäuses 2 gedreht wird, kann diese Drehbetätigung unter Ausübung vergleichsweise kleiner Drehmomente auf den Hebel 9 erfolgen, weil der Zylinder 6 aus einem Polyesterelastomer besteht.

BEISPIELE

Im folgenden sind verdeutlichende und keinesfalls einschränkende Beispiele der Erfindung beschrieben.

Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 15

Es wurden Dreiwegehähne der oben angegebenen Ausgestaltung bereitgestellt. Dabei wurden die Durchmesser der Zweigrohr- Kanalöffnungen sowie Art und Biegemodul des Hahnkükenwerkstoffs geändert. Die Zylinder der Beispiele 1 bis 4, 5 bis 8 und 9 bis 12 wurden aus Polyesterelastomeren hergestellt, während die Zylinder der Vergleichsweise 1 bis 5, 6 bis 10 und 11 bis 15 aus Vergleichswerkstoffen hergestellt wurden. Öffnungsdurchmesser, Werkstoff und Biegemodul sind in den Tabellen 1 bis 3 angegeben.
Die Dreiwegehähne entsprachen folgenden Spezifikationen:
Gehäuse:
Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts: 8,4 mm
Zweigrohr-Kanaldurchmesser: 2,5 mm
Werkstoff: Polycarbonat
Biegemodul: 2,3 x 10&sup4; kgf/cm²
Hahnküken:
Außendurchmesser des Hahnküken-Zylinders: 8,6 mm
Zylinder-Kanaldurchmesser: 2,5, 1,8 oder 3,0 mm (= Öffnungsdurchmesser)
Zylinderwerkstoff: wie in den Tabellen 1 - 3 angegeben
In jedem Beispiel wurden die Hähne auf Zylinderkanal- Randabplatzung und luftdichte Abdichtung wie folgt untersucht:

Abplatzen

Zunächst wurde das Hahnküken zur Vervollständigung einer Hahnanordnung in das Gehäuse eingesetzt. Durch Sichtprüfung wurde festgestellt, ob die Zylinderkanäle an ihren Öffnungsrändern oder -kanten abgeplatzt oder abgesplittert waren. Sodann wurde das Hahnküken mit 200 Hin- und Herhüben über 180º gedreht. Sodann erfolgte eine weitere Sichtprüfung zur Feststellung, ob die Zylinderkanäle an ihren Öffnungsrändern abgeplatzt oder abgesplittert waren.
Die Bewertung erfolgte nach folgenden Kriterien:
O : kein Abplatzen
Δ : etwas Abplatzung
X : deutliches Abplatzen

Luftdichte Abdichtung

Drei Dreiwegehähne wurden auf die in Fig. 5 gezeigte Weise miteinander verbunden. Bei in der dargestellten Stellung befindlichen Hebeln wurde die Anordnung aus drei Hähnen an einem X bezeichneten Zweigleitungskanal mit einem Dichtungselement 13 verschlossen. Über einen anderen, mit Y bezeichneten Zweigleitungskanal wurde Luft unter einem Druck von 4 kgf/cm² eingeleitet. Zur Bewertung der sicheren Abdichtung gegen Druckluft wurden die Hähne auf Luftaustritt untersucht. Während die Hahnanordnung in Wasser getaucht war, erfolgte eine Prüfung auf den Austritt von Blasen.
Die Bewertung erfolgte nach folgenden Kriterien:
A : kein Blasenaustritt
B : geringer Blasenaustritt
C : starker Blasenaustritt
Die Luftdichtheit wurde sowohl nach der Montage als auch nach häufiger Drehung des Hahnkükens, wie beim Abplatztest, untersucht.
Die Ergebnisse finden sich in den Tabellen 1 bis 3.
Wie sich aus den Versuchsdaten ergibt, besitzen die erfindungsgemäßen Hähne eine gute Haltbarkeit, weil ihre Hahnküken keinerlei Defekte wie Abplatzen, Absplittern und Abscheuern beim Einsetzen des Hahnkükens in das Gehäuse sowie während wiederholter Hahnküken-Wechselbetätigungen zeigen. Tabelle 1 Kanalöffnungsdurchmesser: 2,5 mm Hahnkükenwerkstoff Abplatzen nach Luftdichtheit nach Beispiel Art Biegemodul (kgf/cm²) Montage Drehbetätigung Perpene Milastomer Hochdictes PE Mitteldichtes PE Niedrigdichtes PE Perprene: Warenzeichen für ein Polyetherpolyesterelastomer von Toyobo K.K. Oberflächenhärte: Shore A 96 bis 99 Milastomer: Warenzeichen für ein olefinisches Elastomer von Mitsui Petro-Chemical K.K. Tabelle 2 Kanalöffnungsdurchmesser: 1,8 mm Hahnkükenwerkstoff Abplatzen nach Luftdichtheit nach Beispiel Art Biegemodul (kgf/cm²) Montage Drehbetätigung Perpene Milastomer Hochdictes PE Mitteldichtes PE Niedrigdichtes PE Tabelle 3 Kanalöffnungsdurchmesser: 3,0 mm Hahnkükenwerkstoff Abplatzen nach Luftdichtheit nach Beispiel Art Biegemodul (kgf/cm²) Montage Drehbetätigung Perpene Milastomer Hochdictes PE Mitteldichtes PE Niedrigdichtes PE

Claims

1. Mehrwegehahn, der umfaßt:

ein Gehäuse (2), das ein zylindrisches Teilstück (3) enthält, welches mehrere Abzweigrohre (4a, 4b, 4c) aufweist, die von der Außenfläche des zylindrischen Teilstücks ausgehen, und

ein Hahnküken (5), das einen Zylinder (6) aufweist und drehbar in das zylindrische Teilstück (3) des Gehäuses (2) eingepaßt ist und mit einer entsprechenden Anzahl an darin vorgesehenen Kanälen (7a, 7b, 7c) versehen ist, die im zusammengebauten Zustand mit den Abzweigrohren (4a, 4b, 4c) übereinstimmen,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) aus einem Polyesterelastomer hergestellt ist.

2. Mehrwegehahn nach Anspruch 1, wobei das Polyesterelastomer einen Elastizitätsmodul von mindestens 785 kN/mm² (800 kgf/cm²) aufweist.

3. Mehrwegehahn nach Anspruch 2, wobei das Polyesterelastomer ein Polyetherpolyesterelastomer ist.

4. Mehrwegehahn nach Anspruch 3, wobei das Polyetherpolyesterelastomer eine Struktur entsprechend folgender Formel

aufweist, worin n eine Zahl von 1 bis 50, m eine Zahl von 1 bis 5, p eine Zahl von 1 bis 8, q eine Zahl von 1 bis 8 und x eine Zahl von 5 bis 50 bedeuten.

5. Mehrwegehahn nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (2) aus einem harten Harz erzeugt ist.

6. Mehrwegehahn nach Anspruch 1, wobei die Kanäle an der Außenfläche des Zylinders (6) Öffnungen (70a, 70b, 70c) mit einem Durchmesser von 1,5 bis 5 mm aufweisen.

7. Mehrwegehahn nach Anspruch 1, wobei das Hahnküken (5) einen Hebel (9) zur Drehung des Hahnkükens (5) im Gehäuse (2) aufweist und die äußere Oberfläche des Hebels (9) vollständig oder teilweise mit einem Harz beschichtet ist, das sich in Farbe und/oder Aussehen von dem Elastomer unterscheidet, aus dem der Zylinder besteht.

8. Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Dreiwegehahn ist.

9. Mehrwegehahn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er auf dem Gebiet der Medizin verwendet wird.