EP0019818A1 - Roller pump - Google Patents

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Publication number
EP0019818A1
EP0019818A1 EP80102736A EP80102736A EP0019818A1 EP 0019818 A1 EP0019818 A1 EP 0019818A1 EP 80102736 A EP80102736 A EP 80102736A EP 80102736 A EP80102736 A EP 80102736A EP 0019818 A1 EP0019818 A1 EP 0019818A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
pump
roller
roller pump
rollers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP80102736A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Dr.-Ing. Franetzki
Karl Dipl.-Phys. Prestele
Helmut Funke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0019818A1 publication Critical patent/EP0019818A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/12—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action
    • F04B43/1253—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having peristaltic action by using two or more rollers as squeezing elements, the rollers moving on an arc of a circle during squeezing
    • F04B43/1284—Means for pushing the backing-plate against the tubular flexible member

Definitions

  • the invention relates to a roller pump, in particular a roller pump for use as a peristaltic pump in infusion devices, consisting of a drive and a pump head, the pump head having at least two pump rollers, which are determined on a delivery hose against a rolling jaw as an abutment in a corresponding to the number of pump rollers Roll the angular area with a defined impression force.
  • a device for infusing liquids into the human or animal body which has a roller pump of the type mentioned.
  • a hose holder forms a roll-off jaw with an almost semicircular recess, which in a circular shape is precisely matched to the circumference of the pump rollers.
  • the conveyor hose becomes tangentially away from the recess at both ends guided.
  • the object of the invention is therefore to develop a roller pump of the type mentioned in such a way that the energy consumption of the drive is minimized when the pump structure is miniaturized and the risk of liquid being sucked back is excluded with certainty.
  • the roll-off jaws as an abutment for squeezing the delivery hose in addition to the actual roll-off form for constant impression force additionally has an inlet and outlet section which, when the pump rollers are placed or deposited on or from the delivery hose, extends the squeeze or Effect widening.
  • the shape of the rolling jaw according to the invention fulfills the required conditions in a practically ideal manner. It has proven to be suitable to form the rolling shape of the rolling jaw symmetrically, i. H. design the inlet section for the conveyor hose on the roll-off jaw with the same geometric shape as the outlet section. For the manufacture of a roller pump constructed according to the invention, it is particularly simple to use two nested circular shapes for the rolling shape of the rolling jaw, the center points of the two circles being offset on the line of symmetry of the rolling jaw. The one circular shape corresponds to the roll angle range for constant impression force, while another circular segment of suitable length follows on both sides.
  • the rolling forms can be determined in such a way that the increase or decrease in the impression force occurs at more than twice the angular range than with roller pumps with a hose tangentially guided away from the circular rolling jaws. As a result, both high peak torques in the touchdown phase and the sucking back of liquid during the lifting phase of the roll are avoided.
  • the invention can be applied to practically all roller pumps with any number of pump rollers.
  • the rolling jaw can be designed to be movable, for example displaceable in parallel or pivotable for the purpose of exchanging the delivery hose, and can also be rigidly connected to the pump head.
  • the necessary miniaturization can be realized with the most precise dosage and minimized energy consumption.
  • such a roller pump according to the invention can of course also be used advantageously for any other technical purposes.
  • the effective rolling area of the rolling jaw comprises an angle of approximately 90 °. If there is an additional requirement that the roll-off jaws should be detachable for replacing the hose, there is a total angular range of 180 °.
  • first circle 1 , 1 denotes the circumference of a first circle with radium r and center point M 1 ; 2 denotes a second circumference with radius R and center M 2 .
  • the solid part of the first circle 1 with radius r comprises a quarter circle segment in which an angle range of 45 ° is spanned by the horizontal as a line of symmetry on both sides.
  • the center point M 2 of the second circle 2 is offset on the line of symmetry by the distance d.
  • a segment area of the second circle with radius R is added. It can be seen that the radius of circle 2 is within the following limits:
  • the geometric parameters of the conveyor hose to be used must be taken into account in individual cases.
  • One designates the free hose cross section as q and the squeezed tube cross-section as q 1 represents the difference the parameters to be considered for the geometry of the circular shapes. It can be shown on the basis of geometric considerations that the following conditions must apply!
  • the effective rolling region for constant pressure force comprises an angular range of 180 0th 2
  • the circumference of the first circle with radius r and center point M 1 is again denoted by 1.
  • an angular range of approximately 300 ° is available if the hose ends are to be led away from the pump head without crossing. It is now possible to connect a second circle 2 with radius R and center point M 2 to the segment ends of the first circle 1, the center points M 1 and M 2 being slightly offset by the distance d on the horizontal as a line of symmetry.
  • the radii R and r must be chosen the same in order to obtain the longest possible inlet and outlet sections.
  • the distance between the center points M 1 and M 2 the following also applies on the basis of corresponding geometric considerations, taking into account the geometric parameters of the hose:
  • 3 means a base plate of a pump head with a turntable 5 arranged thereon about an axis of rotation 4.
  • On the turntable 5, four pump rollers 6 are arranged symmetrically and freely rotatable about an axis of rotation 7 each.
  • a conveyor hose is designated, which is mounted in a rolling jaw 9 with a rolling surface 10 designed according to the invention.
  • the rolling jaw 9 is slidably mounted on the base plate 3 in a parallel guide 11 and is held in the operating position by the spring 12.
  • the rolling jaw 9 on cams 9a can be moved manually as a handle against the spring 12. With the spring 12 constant pressure force ratios are guaranteed regardless of manufacturing tolerances of the delivery hose.
  • the rolling jaw 9 with rolling surface 10 has the geometric shape shown in FIG. 1.
  • 13 is a base plate corresponding to FIG. 3 with axis of rotation 14, turntable 15, and pump rollers 16 which can be rotated about corresponding axes 17.
  • 18 indicates a delivery hose.
  • a rolling jaw 19 with a rolling mold 20 is mounted in a pivot bearing 21 such that the rolling jaw 19 can be pivoted out of the base plate 13.
  • the rolling jaws 19 can be fixed in the operating position on the base plate 13 by means of the locking pin 22.
  • the rolling jaw 19 with its rolling surface 20 has the geometry shown in FIG. 1.
  • the base plate 13 On the base plate 13 three adjustment screws 25 are still attached. With these screws 25, the base plate can be adjusted relative to the drive which is stationary in the housing.
  • a circular disk with radius r is used for adjustment purposes, which is placed on the axis 14 of the rotary drive instead of the turntable 15 with pump rollers 16.
  • the base plate 13 is adjusted so that the rolling jaw 19 rests on the adjusting disc in the entire effective squeezing area.
  • 30 means a base plate with a turntable 32 arranged thereon on an axis of rotation 31.
  • two pump rollers 33 on the opposite side are freely movable about axes of rotation 34 ordered, which roll on a conveyor hose 35.
  • the conveyor hose 35 is mounted in a rolling jaw 36.
  • the Abrollbacken 36 comprises approximately 300 0 of a full circle segment.
  • two passages 37 and 38 are recessed next to one another, through which the delivery hose 35 is inserted into the pump head with unrolling jaws.
  • the rolling jaw according to FIG. 6 corresponds in its rolling surface to the example shown in FIG. 2.
  • the two center points M 1 and M 2 are only slightly apart, the radius R corresponding to the radius r. In this case, too, the offset of the squeeze or widening angle range is achieved by displacing the center of the circle.
  • roller pumps with three, six or more pump rollers can also be constructed in a corresponding inventive embodiment of the rolling jaw.

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Abstract

Roller pump, in particular a roller pump for use as a peristaltic pump in infusion equipment, comprising drive and pump head, the pump head having at least two pump rollers which roll along a delivery hose against a rolling cheek as counter abutment, with a defined pressure in an angular range determined in accordance with the number of pump rollers. In known roller pumps with rolling cheeks, the risk of a return feed of liquid cannot be ruled out. According to the invention, in addition to the rolling shape (1) proper, the rolling cheek (9, 19, 36) as counter abutments for squashing the delivery hose (8,18,35) has a run-in and run-out section (2), the said section having the effect of an extension of the squashing and expansion path as the pump rollers (6, 16, 35) are placed against or removed from the conveying hose (8, 18, 35). Roller pumps according to the invention can be miniaturised, minimising energy consumption. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollenpumpe, insbesondere eine Rollenpumpe zur Verwendung als peristaltische Pumpe in Infusionsgeräten, bestehend aus Antrieb und Pumpenkopf, wobei der Pumpenkopf wenigstens zwei Pumpenrollen aufweist, die auf einem Förderschlauch gegen einen Abrollbacken als Widerlager in einem entsprechend der Anzahl der Pumpenrollen bestimmten Winkelbereich mit definierter Abdruckkraft abrollen.The invention relates to a roller pump, in particular a roller pump for use as a peristaltic pump in infusion devices, consisting of a drive and a pump head, the pump head having at least two pump rollers, which are determined on a delivery hose against a rolling jaw as an abutment in a corresponding to the number of pump rollers Roll the angular area with a defined impression force.

Aus der DE-OS 26 51 962 ist ein Gerät zur Infusion von Flüssigkeiten in den menschlichen oder tierischen Körper vorbekannt, das eine Rollenpumpe der eingangs genannten Art aufweist. Dabei bildet eine Schlauchhalterung gleichzeitig einen Abrollbacken mit nahezu halbkreisförmiger Ausnehmung, die in Kreisform exakt auf den Rollumfang der Pumpenrollen abgestimmt ist. Von den Enden des Abrollbackens wird der Förderschlauch an beiden Enden etwa tangential von der Ausnehmung weggeführt. Das gleiche gilt sinngemäß für die aus der DE-AS 23 58 228 vorbekannte Rollenpumpe, bei der ein Förderschlauch zur Verminderung der Materialbeanspruchung möglichst geradlinig im Abrollbacken liegen soll.From DE-OS 26 51 962 a device for infusing liquids into the human or animal body is known, which has a roller pump of the type mentioned. At the same time, a hose holder forms a roll-off jaw with an almost semicircular recess, which in a circular shape is precisely matched to the circumference of the pump rollers. From the ends of the roll-off jaw, the conveyor hose becomes tangentially away from the recess at both ends guided. The same applies mutatis mutandis to the roller pump known from DE-AS 23 58 228, in which a delivery hose for reducing the material stress should lie as straight as possible in the rolling jaws.

Unbefriedigend beim Stand der Technik ist, daß aufgrund der tangentialen Wegführung des Förderschlauches vom Abrollbacken mit Aufsetzen der Pumpenrollen auf den Förderschlauch die Abdruckkraft sehr schnell auf den Abdruckwert ansteigt und nach Durchlauf des Abrollbackens dementsprechend vom Abdruckwert wieder sehr schnell auf Null abfällt. Bei solchen sprunghaften Belastungsänderungen beim Abdrücken bzw. Aufweiten des Förderschlauches muß kurzzeitig ein ver- g7ei.chsweise großes zusätzliches Drehmoment aufgebracht werden. Entsprechend diesem kurzzeitigen maximalen Drehmoment ist aber der Pumpenantrieb auszulegen. Speziell für Schrittmotorantrieb bei Miniatur-Dosierpumpen tritt durch das Spitzendrehmoment daher ein unnötig großer Energiebedarf auf. Bei batteriegetriebenen, insbesondere aber bei implantierbaren Dosiergeräten kommt es aber entscheidend darauf an, einen möglichst niedrigen Energieverbrauch anzustreben. Aufgrund der schnellen Aufweitung des Förderschlauchs ist weiterhin auch die Gefahr eines Rücksaugens gegeben. Diese muß aber speziell für die dosierbare Infusion von flüssigen Medikamenten in einen Patientenkörper mit Sicherheit ausgeschlossen werden können.It is unsatisfactory in the prior art that due to the tangential routing of the delivery hose from the unrolling jaws when the pump rollers are placed on the delivery hose, the impression force increases very quickly to the impression value and, after passing through the unrolling jaws, accordingly drops very quickly from the impression value to zero. In the event of such sudden changes in load when the delivery hose is pressed or expanded, a relatively large amount of additional torque must be applied for a short time. The pump drive must be designed according to this short-term maximum torque. Especially for stepper motor drives in miniature metering pumps, the peak torque therefore leads to an unnecessarily high energy requirement. With battery-powered, but especially with implantable dosing devices, it is crucial to strive for the lowest possible energy consumption. Due to the rapid expansion of the delivery hose, there is still a risk of sucking back. However, this must be able to be excluded with certainty, especially for the meterable infusion of liquid medication into a patient's body.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rollenpumpe der eingangs genannten Art in der Weise weiterzubilden, daß der Energieverbrauch des Antriebs bei Miniaturisierung des Pumpenaufbaus minimiert wird und die Gefahr des Rücksaugens von Flüssigkeit mit Sicherheit ausgeschlossen ist.The object of the invention is therefore to develop a roller pump of the type mentioned in such a way that the energy consumption of the drive is minimized when the pump structure is miniaturized and the risk of liquid being sucked back is excluded with certainty.

Die Aufgabe wird erfindurgsgemäß dadurch gelöst, daß der Abrollbacken als Widerlager zum Abquetschen des Förderschlauches neben der eigentlichen Abrollform für konstante Abdruckkraft zusätzlich eine Einlauf-und Auslaufstrecke aufweist, die bei Aufsetzen bzw. Absetzen der Pumpenrollen am bzw. vom Förderschlauch eine Verlängerung des Abquetsch- bzw. Aufweitweges bewirken.The object is achieved according to the invention in that the roll-off jaws as an abutment for squeezing the delivery hose in addition to the actual roll-off form for constant impression force additionally has an inlet and outlet section which, when the pump rollers are placed or deposited on or from the delivery hose, extends the squeeze or Effect widening.

Durch die erfindungsgemäße Ausformung des Abrollbackens sind die geforderten Bedingungen in praktisch idealer Weise erfüllt. Es hat sich als geeignet erwiesen, die Abrollform des Abrollbackens symmetrisch auszuformen, d. h. am Abrollbacken die Einlaufstrecke für den Förderschlauch mit gleicher geometrischer Form wie die Auslaufstrecke auszubilden. Für die Herstellung einer erfindungsgemäß aufgebauten Rollenpumpe ist es besonders einfach, für die Abrollform des Abrollbackens zwei verschachtelte Kreisformen zu verwenden, wobei die Mittelpunkte der beiden Kreise versetzt auf der Symmetrielinie des Abrollbackens liegen. Dabei entspricht die eine Kreisform dem Abrollwinkelbereich für konstante Abdruckkraft, während sich an beiden Seiten ein weiteres Kreissegment geeigneter Länge anschließt. Durch geeignete Wahl der Mittelpunktsabstände und der Radien lassen sich in Abhängigkeit von der gewählten Anzahl der Pumpenrollen die Abrollformen so bestimmen, daß Anstieg bzw. Abfall der Abdruckkraft auf mehr als dem doppelten Winkelbereich als bei Rollenpumpen mit tangential vom kreisförmigen Abrollbacken weggeführten Schlauch erfolgen. Dadurch werden sowohl hohe Spitzendrehmomente in der Aufsetzphase als auch ein Rücksaugen von Flüssigkeit während der Abhebphase der Rolle vermieden.The shape of the rolling jaw according to the invention fulfills the required conditions in a practically ideal manner. It has proven to be suitable to form the rolling shape of the rolling jaw symmetrically, i. H. design the inlet section for the conveyor hose on the roll-off jaw with the same geometric shape as the outlet section. For the manufacture of a roller pump constructed according to the invention, it is particularly simple to use two nested circular shapes for the rolling shape of the rolling jaw, the center points of the two circles being offset on the line of symmetry of the rolling jaw. The one circular shape corresponds to the roll angle range for constant impression force, while another circular segment of suitable length follows on both sides. By a suitable choice of the center-to-center distances and the radii, depending on the selected number of pump rollers, the rolling forms can be determined in such a way that the increase or decrease in the impression force occurs at more than twice the angular range than with roller pumps with a hose tangentially guided away from the circular rolling jaws. As a result, both high peak torques in the touchdown phase and the sucking back of liquid during the lifting phase of the roll are avoided.

Die Erfindung läßt sich bei praktisch allen Rollenpumpen mit beliebiger Anzahl von Pumpenrollen anwenden. Dabei kann der Abrollbacken sowohl beweglich, etwa parallel verschiebbar oder verschwenkbar zwecks Austauschen des Förderschlauches, ausgebildet sein als auch starr mit dem Pumpenkopf verbunden werden. Insbesondere bei Verwendung der Rollenpumpe als peristaltische Pumpe bei Infusionsgeräten läßt sich dabei die notwendige Miniaturisierung mit genauester Dosierung und minimierten Energieverbrauch realisieren. Neben der speziellen Anwendung der erfindungsgemäßen Rollenpumpe als peristaltische Pumpe bei Infusionsgeräten kann eine derartige erfindungsgemäße Rollenpumpe in vorteilhafter Weise natürlich auch für beliebige andere technische Zwecke verwendet werden.The invention can be applied to practically all roller pumps with any number of pump rollers. The rolling jaw can be designed to be movable, for example displaceable in parallel or pivotable for the purpose of exchanging the delivery hose, and can also be rigidly connected to the pump head. Particularly when using the roller pump as a peristaltic pump in infusion devices, the necessary miniaturization can be realized with the most precise dosage and minimized energy consumption. In addition to the special application of the roller pump according to the invention as a peristaltic pump in infusion devices, such a roller pump according to the invention can of course also be used advantageously for any other technical purposes.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den weiteren Unteransprüchen.Further details of the invention result from the following description of figures of exemplary embodiments with reference to the drawing in conjunction with the further subclaims.

Es zeigen:

  • Fig. 1 und 2 geometrisch die erfindungsgemäße Zusammensetzung von Abrollformen aus Kreissegmenten,
  • Fig. 3 die Draufsicht auf einen Pumpenkopf einer Rollenpumpe mit verschiebbaren Abrollbacken,
  • Fig. 4 die Draufsicht auf einen Pumpenkopf einer Rollenpumpe mit verschwenkbaren Abrollbacken,
  • Fig. 5 einen Schnitt durch Fig. 4 längs der, Linie V-V und
  • Fig. 6 die Draufsicht auf einen Pumpenkopf einer Rollenpumpe mit starr angeordneten Abrollbacken.
Show it:
  • 1 and 2 geometrically the composition of roll forms of circular segments according to the invention,
  • 3 shows the top view of a pump head of a roller pump with displaceable rolling jaws,
  • 4 shows the top view of a pump head of a roller pump with swiveling rolling jaws,
  • Fig. 5 shows a section through Fig. 4 along the line VV and
  • Fig. 6 is a plan view of a pump head of a roller pump with rigidly arranged rolling jaws.

Geht man von einer Ausführungsform mit vier Pumpenrollen aus,.so umfaßt der wirksame Abrollbereich des Abrollbackens einen Winkel von etwa 90°. Stellt man zusätzlich die Forderung, daß der Abrollbacken zum Austausch des Schlauches lösbar sein soll, so steht insgesamt ein Winkelbereich von 180° zur Verfügung.If one starts from an embodiment with four pump rollers, the effective rolling area of the rolling jaw comprises an angle of approximately 90 °. If there is an additional requirement that the roll-off jaws should be detachable for replacing the hose, there is a total angular range of 180 °.

In der Fig. 1 ist mit 1 der Kreisumfang eines ersten Kreises mit Radium r und Mittelpunkt M1 bezeichnet; 2 kennzeichnet einen zweiten Kreisumfang mit Radius R und Mittelpunkt M2. Der durchgezogene Teil des ersten Kreises 1 mit Radius r umfaßt ein Viertelkreissegment, bei dem von der Horizontalen als Symmetrielinie zu beiden Seiten ein Winkelbereich von 45° aufgespannt wird. Der Mittelpunkt M2 des zweiten Kreises 2 liegt auf der Symmetrielinie um den Abstand d versetzt. An den Segmentenden des ersten Kreises 1 fügt sich jeweils ein Segmentbereich des zweiten Kreises mit Radius R an. Man erkennt, daß der Radius des Kreises 2 innerhalb folgender Grenzen liegt:

Figure imgb0001
1 , 1 denotes the circumference of a first circle with radium r and center point M 1 ; 2 denotes a second circumference with radius R and center M 2 . The solid part of the first circle 1 with radius r comprises a quarter circle segment in which an angle range of 45 ° is spanned by the horizontal as a line of symmetry on both sides. The center point M 2 of the second circle 2 is offset on the line of symmetry by the distance d. At the segment ends of the first circle 1, a segment area of the second circle with radius R is added. It can be seen that the radius of circle 2 is within the following limits:
Figure imgb0001

Für die Festlegung des Radius R und des Abstandes d müssen im Einzelfall die geometrischen Parameter des zu benutzenden Förderschlauches berücksichtigt werden. Bezeichnet man den freien Schlauchquerschnitt als q und den abgequetschten Schlauchquerschnitt als q1, so stellt die Differenz

Figure imgb0002
den für die Geometrie der Kreisformen zu berücksichtigenden Parameter dar. Es läßt sich anhand geometrischer Überlegungen zeigen, daß folgende Bedingungen gelten müssen!
Figure imgb0003
Figure imgb0004
 To determine the radius R and the distance d, the geometric parameters of the conveyor hose to be used must be taken into account in individual cases. One designates the free hose cross section as q and the squeezed tube cross-section as q 1 , represents the difference
Figure imgb0002
 the parameters to be considered for the geometry of the circular shapes. It can be shown on the basis of geometric considerations that the following conditions must apply!
Figure imgb0003
Figure imgb0004

Geht man dagegen von zwei Pumpenrollen aus, so umfaßt der wirksame Abrollbereich für konstante Abdruckkraft einen Winkelbereich von 1800. In der Fig. 2 ist der Kreisumfang des ersten Kreises mit Radius r und Mittelpunkt M1 wieder mit 1 bezeichnet. Soll nun in diesem Fall der Schlauchträger starr angeordnet sein, so steht insgesamt ein Winkelbereich von ca. 300° zur Verfügung, wenn die Schlauchenden ohne Überkreuzung vom Pumpenkopf weggeführt werden sollen. Es läßt sich nun an die Segmentenden des ersten Kreises 1 ein zweiter Kreis 2 mit Radius R und Mittelpunkt M2 anschliessen, wobei die Mittelpunkte M1 und M2 geringfügig um den Abstand d auf der Horizontalen als Symmetrielinie versetzt sind. Wegen des Abrollwinkels von 180° müssen in diesem Fall die Radien R und r gleich gewählt werden, um eine möglichst lange Einlauf- bzw. Auslaufstrecke zu erhalten. Für den Abstand der Mittelpunkte M1 und M2 gilt wiederum anhand entsprechender geometrischer Überlegungen unter Berücksichtigung der geometrischen Parameter des Schlauches:

Figure imgb0005
If we take from two pump rollers, the effective rolling region for constant pressure force comprises an angular range of 180 0th 2, the circumference of the first circle with radius r and center point M 1 is again denoted by 1. If the hose carrier is to be arranged rigidly in this case, an angular range of approximately 300 ° is available if the hose ends are to be led away from the pump head without crossing. It is now possible to connect a second circle 2 with radius R and center point M 2 to the segment ends of the first circle 1, the center points M 1 and M 2 being slightly offset by the distance d on the horizontal as a line of symmetry. In this case, because of the roll angle of 180 °, the radii R and r must be chosen the same in order to obtain the longest possible inlet and outlet sections. For the distance between the center points M 1 and M 2, the following also applies on the basis of corresponding geometric considerations, taking into account the geometric parameters of the hose:
Figure imgb0005

In beiden Beispielen ergibt sich in der Einlauf- bzw. in der Auslaufstrecke ein langsamer Anstieg bzw. Abfall der Abdruckkraft. Dadurch wird das notwendige Spitzendrehmoment beim Abquetschen eines Förderschlauches so weit wie möglich verringert.In both examples, there is a slow increase or decrease in the impression force in the inlet and outlet sections. This reduces the peak torque required when squeezing a delivery hose as much as possible.

In der Fig. 3 bedeutet 3 eine Grundplatte eines Pumpenkopfes mit einer darauf um eine Drehachse 4 angeordneten Drehscheibe 5. Auf der Drehscheibe 5 sind symmetrisch vier Pumpenrollen 6 frei drehbar um je eine Drehachse 7 angeordnet. Mit 8 ist ein Förderschlauch bezeichnet, der in einem Abrollbacken 9 mit erfindungsgemäß ausgebildeter Abrollfläche 10 gelagert ist. Der Abrollbacken 9 ist auf der Grundplatte 3 in einer Parallelführung 11 verschiebbar gelagert und wird durch die Feder 12 in Betriebsstellung gehalten. Zum Austausch und Einlegen eines Förderschlauches 8 ist der Abrollbacken 9 an Nocken 9a als Handhabe manuell gegen die Feder 12 verschiebbar. Mit der Feder 12 werden unabhängig von Fertigungstoleranzen des Förderschlauches konstante Abdruckkraftverhältnisse gewährleistet.In FIG. 3, 3 means a base plate of a pump head with a turntable 5 arranged thereon about an axis of rotation 4. On the turntable 5, four pump rollers 6 are arranged symmetrically and freely rotatable about an axis of rotation 7 each. With 8 a conveyor hose is designated, which is mounted in a rolling jaw 9 with a rolling surface 10 designed according to the invention. The rolling jaw 9 is slidably mounted on the base plate 3 in a parallel guide 11 and is held in the operating position by the spring 12. To replace and insert a conveyor hose 8, the rolling jaw 9 on cams 9a can be moved manually as a handle against the spring 12. With the spring 12 constant pressure force ratios are guaranteed regardless of manufacturing tolerances of the delivery hose.

Der Abrollbacken 9 mit Abrollfläche 10 weist die in Fig. 1 dargestellte geometrische Form auf.The rolling jaw 9 with rolling surface 10 has the geometric shape shown in FIG. 1.

In der Fig. 4 ist mit 13 eine der Fig. 3 entsprechende Grundplatte mit Drehachse 14, Drehscheibe 15, sowie Pumpenrollen 16 die um entsprechende Achsen 17 drehbar sind, dargestellt. 18 kennzeichnet einen Förderschlauch. Ein Abrollbacken 19 mit Abrollform 20 ist in einem Schwenklager 21 derart gelagert, daß der Abrollbacken 19 aus der Grundplatte 13 herausschwenkbar ist. Mittels Feststellstift 22 kann der Abrollbacken 19 in Betriebsstellung auf der Grundplatte 13 fixiert werden.In FIG. 4, 13 is a base plate corresponding to FIG. 3 with axis of rotation 14, turntable 15, and pump rollers 16 which can be rotated about corresponding axes 17. 18 indicates a delivery hose. A rolling jaw 19 with a rolling mold 20 is mounted in a pivot bearing 21 such that the rolling jaw 19 can be pivoted out of the base plate 13. The rolling jaws 19 can be fixed in the operating position on the base plate 13 by means of the locking pin 22.

Wegen der Verschwenkbarkeit des Abrollbackens 19 ergibt sich bei Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 verkippte Symmetrielinie SE. Dementsprechend ist auch der Kreissegmentbereich zum Abdrücken des Förderschlauches 18 entsprechend verkippt. An diesen Segmentbereich schließen sich wiederum jeweils 45° Bereiche mit entsprechend größerem Radius an.Because of the pivotability of the rolling jaw 19, a symmetry line SE tilted compared to FIG. 3 results in FIG. 4. Accordingly, the circular segment area for pressing the delivery hose 18 is tilted accordingly. This segment area is in turn followed by 45 ° areas with a correspondingly larger radius.

Der Abrollbacken 19 hat mit seiner Abrollfläche 20 die in Fig. 1 dargestellte Geometrie.The rolling jaw 19 with its rolling surface 20 has the geometry shown in FIG. 1.

Auf der Grundplatte 13 sind weiterhin drei Justierschrauben 25 angebracht. Mit diesen Schrauben 25 läßt sich die Grundplatte gegenüber dem im Gehäuse ortsfesten Antrieb einjustieren. Für Justierzwecke wird in zweckmäßiger Ausführung eine Kreisscheibe mit Radius r verwendet, die anstelle der Drehscheibe 15 mit Pumpenrollen 16 auf die Achse 14 des Drehantriebs aufgesetzt wird. Die Grundplatte 13 wird dabei so justiert, daß der Abrollbacken 19 im gesamten wirksamen Abquetschbereich an der Justierscheibe anliegt.On the base plate 13 three adjustment screws 25 are still attached. With these screws 25, the base plate can be adjusted relative to the drive which is stationary in the housing. In an expedient embodiment, a circular disk with radius r is used for adjustment purposes, which is placed on the axis 14 of the rotary drive instead of the turntable 15 with pump rollers 16. The base plate 13 is adjusted so that the rolling jaw 19 rests on the adjusting disc in the entire effective squeezing area.

In der Schnittdarstellung V-V der Fig. 5 sind die Pumpenkopfteile der Fig. 4 im Aufriß sichtbar. Man erkennt, daß der Feststellstift 22 durch Anheben gegen den Druck einer Feder 23 aus einem Gegenlager 24 ausgerastet werden kann, womit das Ausschwenken des Abrollbackens 19 ermöglicht wird. Am Förderschlauch ist mit qo der Durchmesser im freien Zustand und mit q1 der Durchmesser im gequetschten Zustand bezeichnet.5, the pump head parts of FIG. 4 are visible in elevation. It can be seen that the locking pin 22 can be disengaged from a counter bearing 24 by lifting it against the pressure of a spring 23, thus enabling the rolling jaw 19 to be pivoted out. On the conveyor hose, q o denotes the diameter in the free state and q 1 the diameter in the squeezed state.

In der Fig. 6 bedeuten 30 eine Grundplatte mit darauf auf einer Drehachse 31 angeordneter Drehscheibe 32. Auf der Drehscheibe 32 sind gegenüberliegend zwei Pumpenrollen 33 um Drehachsen 34 frei beweglich angeordnet, die auf einem Förderschlauch 35 abrollen. Der Förderschlauch 35 ist in einem Abrollbacken 36 gelagert.In FIG. 6, 30 means a base plate with a turntable 32 arranged thereon on an axis of rotation 31. On the turntable 32, two pump rollers 33 on the opposite side are freely movable about axes of rotation 34 ordered, which roll on a conveyor hose 35. The conveyor hose 35 is mounted in a rolling jaw 36.

Der Abrollbacken 36 umfaßt etwa 3000 eines vollen Kreissegments. Im Abrollbacken 36 sind versetzt nebeneinander zwei Durchführungen 37 und 38 ausgespart, durch die der Förderschlauch 35 in den Pumpenkopf mit Abrollbacken eingeführt ist.The Abrollbacken 36 comprises approximately 300 0 of a full circle segment. In the unrolling jaws 36, two passages 37 and 38 are recessed next to one another, through which the delivery hose 35 is inserted into the pump head with unrolling jaws.

Der Abrollbacken nach Fig. 6 entspricht in seiner Abrollfläche dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel. Die beiden Mittelpunkte M1 und M2 liegen nur geringfügig auseinander, wobei der Radius R dem Radius r entspricht. Auch in diesem Fall wird durch die Versetzung der Kreismittelpunkte eine Verlagerung des Abquetsch- bzw. Aufweitewinkelbereichs erreicht.The rolling jaw according to FIG. 6 corresponds in its rolling surface to the example shown in FIG. 2. The two center points M 1 and M 2 are only slightly apart, the radius R corresponding to the radius r. In this case, too, the offset of the squeeze or widening angle range is achieved by displacing the center of the circle.

Neben den hier dargestellten Ausführungsbeispielen sind in entsprechender erfinderischer Ausbildung des Abrollbackens auch Rollenpumpen mit drei, sechs oder mehr Pumpenrollen aufbaubar.In addition to the exemplary embodiments shown here, roller pumps with three, six or more pump rollers can also be constructed in a corresponding inventive embodiment of the rolling jaw.

Claims (12)

1. Rollenpumpe, insbesondere Rollenpumpe zur Verwendung als peristaltische Pumpe in Infusionsgeräten, bestehend aus Antrieb und Pumpenkopf, wobei der Pumpenkopf wenigstens zwei Pumpenrollen aufweist, die auf einem Förderschlauch gegen einen Abrollbacken als Widerlager in einen entsprechend der Anzahl der Pumpenrollen bestimmten Winkelbereich mit definierter Abdruckkraft abrollen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrollbacken (9, 19, 36) als Widerlager zum Abquetschen des Förderschlauches (8, 18, 35) neben der eigentlichen Abrollform (1) für konstante Abdruckkraft zusätzlich eine Einlauf- und Auslaufstrecke (2) aufweist, die bei Aufsetzen bzw. Absetzen der Pumpenrollen (6, 16, 33) am bzw. vom Förderschlauch (8, 18, 35) eine Verlängerung des Abquetsch- bzw. Aufweitweges bewirken.1. Roller pump, in particular roller pump for use as a peristaltic pump in infusion devices, consisting of drive and pump head, the pump head having at least two pump rollers that roll on a delivery hose against a rolling jaw as an abutment in an angular range determined according to the number of pump rollers with a defined impression force , characterized in that the rolling jaws (9, 19, 36) as an abutment for squeezing the delivery hose (8, 18, 35) in addition to the actual rolling form (1) for constant impression force also has an inlet and outlet section (2) which at Placing or setting down the pump rollers (6, 16, 33) on or from the delivery hose (8, 18, 35) causes an extension of the squeezing or expanding path. 2. Rollenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einlauf- und Auslaufstrecke (2) am Abrollbacken (9, 19, 36) die gleiche geometrische Form aufweisen.2. Roller pump according to claim 1, characterized in that the inlet and outlet section (2) on the rolling jaws (9, 19, 36) have the same geometric shape. 3. Rollenpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollform (10, 20) des Abrollbackens (9, 19, 36) mit Einlauf- und Auslaufstrecke durch zwei ineinander verschachtelte Kreisformen (1, 2), deren Mittelpunkte (Mi) versetzt auf der Symmetrielinie (SE) des Abrollbackens (9, 19, 26) liegen, gebildet wird.3. Roller pump according to claim 1 and 2, characterized in that the rolling shape (10, 20) of the rolling jaw (9, 19, 36) with inlet and outlet section through two nested circular shapes (1, 2), the centers (M i ) offset on the line of symmetry (SE) of the rolling jaws (9, 19, 26), is formed. 4. Rollenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Kreisform der Einlauf- und Auslaufstrecke (2) wenigstens gleich dem Radius (r) der Abrollform des Abrollbackens (9, 19, 36) ist.4. Roller pump according to claim 3, characterized in that the radius (R) of the circular shape of the inlet and outlet section (2) is at least equal to the radius (r) of the rolling shape of the rolling jaw (9, 19, 36). 5. Rollenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Kreisform der Einlauf- und Auslaufstrecke (2) kleiner ist als die Summe des Radius (r) der Abrollform (1) und des Abstandes (d) der Mittelpunkte (Mi).5. Roller pump according to claim 3, characterized in that the radius (R) of the circular shape of the inlet and outlet section (2) is smaller than the sum of the radius (r) of the rolling mold (1) and the distance (d) from the center points ( M i ). 6. Rollenpumpe nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der versetzten Mittelpunkte (Mi) auf der Symmetrielinie (SE) durch die geometrischen Parameter des Förderschlauches (8, 18, 35)
Figure imgb0006
gegeben ist, wobei
Figure imgb0007
die Differenz des Schlauchquerschnittes im freien (q0) und abgequetschten (q1) Zustand bedeutet.6. Roller pump according to claim 3 to 5, characterized in that the distance between the offset centers (M i ) on the line of symmetry (SE) by the geometric parameters of the delivery hose (8, 18, 35)
Figure imgb0006
 is given, whereby
Figure imgb0007
 means the difference of the tube cross-section in the free (q 0 ) and squeezed (q 1 ) state. 7. Rollenpumpe nach Anspruch 3 bis 6, wobei die Rollenpumpe zwei Pumpenrollen aufweist und wobei der Abrollbacken auf einer Grundplatte des Pumpenkopfes starr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Kreisform der Einlauf-und Auslaufstrecke (2) gleich dem Radius (r) der Abrollform des Abrollbackens (36) ist.7. Roller pump according to claim 3 to 6, wherein the roller pump has two pump rollers and wherein the rolling jaw is rigidly arranged on a base plate of the pump head, characterized in that the radius (R) of the circular shape of the inlet and outlet section (2) is equal to the radius (r) the rolling form of the rolling jaw (36). 8. Rollenpumpe nach Anspruch 3 bis 6, wobei die Rollenpumpe vier Pumpenrollen aufweist und wobei der Abrollbacken auf einer Grundplatte des Pumpenkopfes aus der Betriebsstellung von den Pumpenrollen wegbewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß für den Radius der Kreisform der Einlauf- und Auslaufstrecke gilt:
Figure imgb0008
mit q als geometrischem Parameter des Förderschlauches (8, 18).8. Roller pump according to claim 3 to 6, wherein the roller pump has four pump rollers and wherein the rolling jaw on a base plate of the pump head can be moved away from the operating position of the pump rollers, characterized in that for the radius of the circular shape of the inlet and outlet Running route applies:
Figure imgb0008
 with q as the geometric parameter of the delivery hose (8, 18). 9. Rollenpumpe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich konstanter Abdruckkraft in der Abrollform des Abrollbackens (9, 19, 36) wenigstens dem von zwei benachbarten Pumpenrollen (6, 16, 33) eingeschlossenen Winkel entspricht.9. Roller pump according to claim 1 to 5, characterized in that the angular range of constant impression force in the rolling form of the rolling jaw (9, 19, 36) corresponds at least to the angle enclosed by two adjacent pump rollers (6, 16, 33). 10. Rollenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Austausch des Förderschlauches (8) der Abrollbacken (9) auf einer Grundplatte (3) des Pumpenkopfes gegen Federkraft in Parallelführungen (11) verschiebbar ist.10. Roller pump according to claim 1, characterized in that for exchanging the delivery hose (8) of the rolling jaws (9) on a base plate (3) of the pump head against spring force in parallel guides (11) is displaceable. 11. Rollenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Austausch des Förderschlauches (18) der Abrollbacken (19) auf einer Grundplatte (13) des Pumpenkopfes in einem Schwenklager (21) aus der Betriebsstellung herausschwenkbar ist, wobei der Abrollbacken (19) mittels einer Federraste (22 bis 24) in Betriebsstellung auf der Grundplatte (13) fixierbar ist.11. Roller pump according to claim 1, characterized in that for exchanging the delivery hose (18) of the rolling jaws (19) on a base plate (13) of the pump head in a pivot bearing (21) can be pivoted out of the operating position, the rolling jaws (19) by means a spring catch (22 to 24) in the operating position on the base plate (13) can be fixed. 12. Rollenpumpe nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (3, 13) mit Abrollbacken gegenüber dem raumfesten Pumpenantrieb (4, 14) justierbar ist.12. Roller pump according to claim 10 and 11, characterized in that the base plate (3, 13) with rolling jaws relative to the fixed pump drive (4, 14) is adjustable.
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