KR20100014531A - 호스 롤러 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정자, 회전자 및 회전자 드라이브를 포함하고, 회전자가 호스 롤러들을 포함하고, 그 롤러들의 위치가 조절부재를 갖는 조절장치에 의해 래디얼 방향으로 가변되며, 브레이크 장치가 설치되고 호스 롤러들의 래디얼 방향 위치가 브레이크 장치와 회전자 드라이브의 상호작용에 의해 가변될 수 있는 호스 롤러 펌프를 개시하고 있다.

호스 펌프, 호스 롤러, 고정자, 회전자, 투석

Description

연동식 호스 펌프{PERISTALITIC HOSE PUMP}

본 발명은 고정자(stator), 회전자(rotor) 및 회전자 드라이브(rotor drive)를 포함하고 상기 회전자가 호스 롤러(hose roller)들을 포함하는 호스 롤러 펌프에 관한 것이다.

이러한 호스 롤러 펌프에 있어서, 호스는 회전자와 고정자의 호스 롤러 통로(hose roller path) 사이에 삽입되어, 액체가 회전자의 회전과 그에 따른 호스 롤러들의 자전운동(revolving movement)에 의해 호스를 통해 펌핑(pumping)되도록 호스 롤러 통로에 대고 각 호스 롤러에 의해 압착된다. 이러한 호스 롤러들은 특히, 의공학(medical engineering) 분야에 많이 사용되며 투석액 또는 혈액 등의 의료용 액체의 펌핑을 위해 투석, 특히 혈액투석 또는 복막투석에 특별하게 사용된다.

간단한 기본 타입은 의공학 시장에서 확립된 1회용 펌프 호스(disposable pump hose)용 호스 롤러 펌프들 중에서 여전히 지배적이다. 본 발명의 호스 롤러 펌프의 기초가 된 이와 같이 오래전에 알려진 호스 롤러 펌프의 기본 형태에 대하여는, 아래에 상세히 설명한다. 이와 관련하여, 도면부호는 본 발명의 호스 롤러 펌프를 나타내는 도 1 내지 도 8에서도 사용된 도면부호에 대응하며, 마찬가지로 본 발명의 호스 롤러 펌프 그리고 종래기술에도 사용되는 기본 작용을 설명하기 위해 상기 도면들을 참조한다.

이와 관련하여, 회전자는, 대체로 2개의 회전날개(5)가 스프링의 도움을 받아 래디얼(radial) 방향으로 바깥쪽으로 지지되어 있는 회전식 구동 허브쉘(hub shell)(4)을 포함하며, 각각의 호스 롤러(9)는 호스 롤러 트랙(track)에 대고 호스(2)를 주변적으로 압박하려는 상기 날개들의 각 외단부(外端部)에 고정되어 있다. 호스 롤러 트랙은 흔히 펌프 베드(pump bed) 또는 고정자(1)라고 불리워지는 호스 롤러 펌프의 고정 위치 부분(fixed-position part)의 구성요소이다. 도 1은 3개의 상이한 세그먼트(segment)로의 호스 롤러 주행 트랙(running track)의 기능적인 분할을 설명한 것이다. 중간 세그먼트(17)(폐색영역(occlusion region)는 대략 180도 정도를 커버(cover)하고 원통 표면을 나타낸다. 호스는 이러한 세그먼트 안의 호스 롤러들에 의해 완전히 폐색된다. 거울상(mirror image)의 방식으로 이웃하는 세그먼트(18)들(전이영역(transition region)들)은 대략 20 ~ 30도 정도로 걸쳐 뻗어 있다. 이 영역에서, 롤러 주행 트랙의 반경은, 펌프 호스가 그 폐색영역의 밖으로 이동됨이 없이 연속적으로 증가한다. 날개들은, 그 지점이 전이영역의 끝단을 향해 도달될 때까지 반경의 증가를 따라가는데, 상기 전이영역에서 날개들은 허브쉘과 날개 사이에 배치되어 날개들과 호스 롤러들의 더 래디얼 방향으로의 반출을 제한하는 지지대(abutment)들 위로 움직인다. 이러한 지지대들은 각 호스 롤러 펌프에 설치되며 도면에는 도시하지 않았다. 거울상의 방식으로 양측에 이웃하는 맨끝의 세그먼트(19)(개방영역)에 있어서, 펌프 호스가 펌프 베드(bed) 입구영역(20)의 시작부 앞에 호스 롤러들에 의한 결합(engagement)에서 완전히 벗어나 이동하였을 때까지 상기 날개가 상기 지지대에 머무르는 동안 롤러 주행 트랙의 반경은 더 증가한다. 상기한 날개 지지대들은, 펌프 호스가 제거되었을 때 호스 롤러들이 호스 롤러 트랙에 충돌하는 것을 방지하는 부가적인 목적을 갖는다. 이 목적을 위해, 지지대들은 폐색된 펌프 호스(폐색 조건)의 벽 두께의 2배보다 훨씬 적게, 호스 롤러들와 롤러 주행 트랙 사이에 대략 1mm의 나머지 틈(residual gap)을 허용하도록 마련된다.

펌프 호스가 펌프 베드로부터 원치않게 이탈되는 것을 방지하기 위해, 시장에 나와 있는 펌프들은 개별적인 프롱(prong)처럼 허브 쉘로부터 래디얼 방향으로 바깥쪽으로 돌출하여 있고 대략 1∼3mm의 저단면 거리(low end face distance)에서 호스 롤러 주행 트랙의 정면에서 끝나는 복수의 호스안내날개(21)들 갖는다. 호스안내날개는 마찰과 마모를 피하기 위해 회전가능한 롤러를 장착하고 있고 펌프 호스의 내측과 외측 장착(threading in and out)시에 중요한 역할을 한다. 호스안내날개가 펌프 입구의 개구 방향으로 대향하는 회전위치로 회전자가 오게 되면, 펌프 베드 입구의 인접한 위치들 양쪽의 자유공간은, 호스안내날개가 회전자의 다음의 내부 장착(threading in) 회전운동으로 호스를 밀어내어 펌프 베드로 지나가도록 오퍼레이터(operator)가 유입측(inflow side)에서의 펌프 호스의 반을 펌프 베드 기부(base)의 방향으로 멀리 삽입할 수 있게 하는데 충분하다. 호스 롤러들이 통상의 호스 펌프로 지지대까지 반출(move out)되므로, 호스안내날개들은 호스 롤러들과 롤러 주행 트랙 사이의 틈 - 초기에 대략 1mm 폭인 틈 - 안으로 호스를 밀어 붙여지고 또한 펌프 호스가 완전히 내부 장착되어 2개의 호스 롤러들에 의해 굴러질 때까지 스프링의 힘에 대항하여 날개를 안으로 선회시키는데 필요한 만큼 호스에 미치는 힘을 가해야 한다. 이렇게 가해지는 힘에 의해, 탄성적인 펌프 호스는 변형되어 호스안내날개들의 단면(end face)과 호스 로러 트랙 사이의 틈으로 지나가려는 시도를 한다. 이를 확실하게 배제하기 위해서는, 호스 롤러 트랙과 호스안내날개의 단면 사이의 간격은 통상의 호스 펌프에 있어서 대략 2 ... 3mm 사이의 범위에 있을 수도 있다. 마찬가지로, 상기 내부 장착 과정시에 펌프 호스의 체결(clamping)을 위한 충분한 조건이 생길 수도 있기 때문에, 상기 단면을 향한 안내 롤의 둥근 반경(rounding radius)은 1mm보다 훨씬 크게 될 수 없다. 가끔은, 펌프 호스는 내부 장착시에 고정하여 체결되는데, 이 경우 대체로 호스 손상을 초래하여 펌프 호스의 교체를 필요로 한다. 펌프 호스를 원하는 위치로 비스듬하게 밀어 붙이는 것은, 호스 롤러들의 끝 가장자리(end edge)의 통과시에 대체로 국부적인 과도 변형(local overstrain)으로 인해 펌프 호스의 손상과 관련되는 경우가 있다. 대부분 가깝게 배치된 호스안내날개의 단면이 호스 롤러 트랙에 접근시 호스를 수용할 수 있도록 펌프 호스가 오퍼레이터에 의해 충분히 깊이 삽입될 때 또 다른 고장이 발생할 수 있어 호스를 손상시킬 수 있다. 이러한 일이 생길 때, 출력측상의 회전자축의 볼 베어링 또한 과도 변형될 수 있어, 수일 또는 수개월 후 펌프 고장을 초래할 수 있다. 세번째로 그리고 훨씬 더 가능성 있는 중대한 고장은 오퍼레이터가 제때에 펌프 베드로부터 손가락을 치우지 못한 것에 있고 이에 따라 호스안내날개 또는 호스 롤러들과의 충돌로 인해 부상의 위험에 처해진다는 것 이다.

유사한 과정은 펌프 호스의 외부 장착(thread out)시에 펌프 베드 입구의 같은 쪽에서 일어난다. 즉, 앞서와 같이 각위치(angular position)에 있는 고정펌프(stationary pump)에 의해, 유입측에 있는 펌프 호스의 단부는, 회전자 운동의 스위칭 백(switching back) 후에, 가장 가깝게 배치된 그 안내 날개가 펌프 호스 아래에서 밀어내져 타이어 레버 운동(tire lever movement)과 유사한 방식으로 펌프 베드로부터 가속하도록 펌프 베드로부터 멀리 들어 올려질 필요가 있다. 내부 장착 중에 상응하는 고장이 여기에서도 일어날 수 있다.

수동으로 장착되는 호스 펌프의 상술한 단점 때문에, 반자동 기구(semi-automatic mechanism)가 다음과 같이 작용하는 투석기계와 함께 도입되었다. 즉, 펌프 호스는 삽입시에 사람에 의해 거는 방식(latching manner)으로 펌프 입구 영역에 끼워 넣는 클립(clip)이라고 하는 구성부품의 양측에 지지된다. 이에 의해 펌프 호스는 다음의 내부 장착을 위해 요구되는 위치에 오게 되어 위치 통보 접촉(position report contact)이 실행된다. 이와 같이, 오퍼레이터는 손을 치워 다음의 자동 내부 장착을 위해 시작버튼을 작동시킨다. 펌프 호스 세그먼트의 외부 장착(threading out)은, 회전자가 외부 장착의 시작 위치에서 정지하고 다음의 자동 외부 장착을 위해 요구되는 바와 같이 펌프 입구 영역으로부터 멀리 경사 이동에 의해 클립을 들어 올리는 방식으로 자동 실행된다.

상술한 기구는, 펌프 하우징이 내부 및 외부 장착시에 강한 기계적 변형을 받게 되고 기계와 펌프 호스 세그먼트 사이의 기하학적이면서 힘과 상관된 비율의 조정시 생기는 작은 오류가 문제를 야기시킨다는 단점이 있다. 이 기구는, 예를 들면 복수의 호스 펌프 세그먼트를 갖는 카세트 시스템으로 실시될 수 없는 외부 장착 상태의 시작시에 펌프 호스 세그먼트의 타일링(tiling)을 반드시 필요로 하므로 일부 분야에서는 사용될 수 없다. 상기 기구의 또 다른 단점은, 펌프 베드로부터 펌프 호스 세그먼트를 들어올리기 위한 추가적인 전기식 또는 공기식 구동 리니어 유닛(linera unit)이 원래의 회전자 기구에 추가되므로 공간요건이 증가됨과 함께 제조비용이 증가된다는 것이다.

따라서, 펌프 호스 베드를 복수의 부분으로 분할하여 그 부분을 래디얼 방향으로 바깥쪽으로 이동시켜 호스를 더 좋게 삽입하거나 제거할 수 있도록 호스 교체를 용이하게 하기 위한 시도가 일부 있었다. 그러나, 이와 관련하여, 분할된 호스 롤러 트랙의 조인트부들은, 펌핑 중에 연속적으로 구르게 되어 펌프 기능의 문제(예를 들면, 추가적인 박동(pulsation)이나 누출(leak) 등)가 일어날 수 있고 펌프 호스의 마모 증대가 결과적으로 펌프 작동시 신뢰도가 저하되는 문제점이 발생한다. 또한, 이러한 해결책은 상당히 증대된 구조적 공간 요건을 갖고 또한 다수의 추가적인 부품들 및 조인트부들을 구비하여, 회전식으로 이동할 수 없고 기술적인 노력이 증가하며 외관(조인트부 외관)을 손상시켜, 안내부에 마모 표시(abrasion mark)와 기능적인 고장(먼지와 마찰 증대가 기능을 손상시킴)의 위험을 초래하며, 또한 기계 공간의 씰링(sealing)이 더 어렵게 되며 체결(clamping)시의 위험을 야기시킨다. 또한, 원하는 만큼 넓게 개방될 수 있는 펌프 베드는, 펌프 호스 세그먼트가 지지대까지 반출된 롤러들로 인하여 미리 고정된(pre-fixed) 루프처럼 실시 형태들에서 래디얼 방향으로 바깥쪽으로 넓혀지는 것을 방지할 수 없고 이에 따라 확장시켜 고정되는 것을 방지할 수 없어, 손을 이용할 때 완전한 설치를 가능하게 할 뿐이며 형상 맞춤과 힘 전달에 의해 해체를 막을 수 있을 뿐이다. 추가적으로 호스안내날개들이 갖는 문제는 위에서 설명한 문제 방식을 여전히 초래한다는 것이다.

이러한 이유 때문에, 조절가능한 펌프 베드는 일반적으로 생략되며 그 대신에 회전자가 조절가능하도록 구성된다. 이러한 정황에서, 조절장치는 대개는, 호스 롤러들의 위치가 래디얼 방향으로 조절가능한 조절부재를 구비하고 있다. 이와 같이, 호스 롤러들은 회전자와 호스 롤러 트랙 사이에 호스의 안전한 배치를 위해 조절장치를 통해 당겨질 수 있다. 본 발명에 의해 펌프 호스는 설치와 해체시에 기하학적으로 완전히 자유롭게 조정된다. 분할된 펌프 롤러 트랙의 문제 또한 배제된다.

이와 관련하여, 미국특허 제4,568,255호 및 미국특허 제5,549,458호에 의해, 회전 노브(rotary knob)를 통해 롤러들을 래디얼 방향으로 수동으로 조절하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 수동의 조절 가능 수단은 사용자 친화성이 적고 또한 작동 오류가 생기기 쉽다. 또한, 공지된 수동의 조절 가능 수단은 구조가 매우 복잡하고 그리고/또는 비싸다.

대조적으로, 국제출원공개 WO 95/17598 A1와 미국특허 제4,205,948호에 의해, 개별적인 조절 드라이브에 의한 롤러들의 조절성이 알려져 있기는 하지만, 복잡한 조인트 구성(joint arrangment)은 물론 복잡한 조절 드라이브를 회전자 외측 에 배치할 필요성이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 펌프 호스를 설치하고 제거하는 경우를 위한 펌프 호스 세그먼트의 완전한 노출이 펌프 호스의 교체시 훨씬 개선된 인간공학적(ergonomics) 정보와 안전성을 제공하며 조절 옵션(option)이 없는 호스 펌프와 비교하여 최소의 추가적이 비용 노력만으로 성취되며 입증된 종래기술에 비교하여 한결같이 신뢰성 높은 펌프 기능이 보장되는 호스 롤러들용 조절부재를 갖는 유용한 호스 롤러 펌프를 만드는데에 있다. 또한, 기구의 구조 공간(construction space)은 물론 구성요소들에 대한 약간의 추가적인 요건, 전자소자와 가능한 소프트웨어만이 필요로 할 뿐이다. 또한, 설계 및 세정 작용의 분야에서 손상이 전혀 생기기 않게 할 필요가 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1에 따른 호스 롤러 펌프에 의해 달성된다. 이러한 호스 롤러 펌프는 고정자, 회전자 및 회전자 드라이브를 포함하고, 상기 회전자가 호스 롤러들을 포함하며 이 호스 롤러들의 위치가 조절부재를 갖는 조절장치에 의해 래디얼 방향으로 조절가능한 구조로 되어 있고, 상기 호스 롤러 펌프는 본 발명에 따라 브레이크 장치가 설치되어 있고, 상기 호스 롤러(9)들의 래디얼 방향 위치가 브레이크 장치 및 회전자 드라이브의 상호작용에 의해 가변된다.

본 발명에 따른 호스 롤러 펌프의 실질적으로 간단하고 더 신뢰성 높은 작동은 본 발명에 의해, 수동의 조절 가능 수단과 비교하여 이 목적을 위해 개별적인 조절 드라이브와 복잡한 메카니즘이 요구되지 않는다. 본 발명에 따라, 항시 존재하는 회전자 드라이브는 롤러 퇴출 기구(roller retraction mechanism)의 드라이브로서 사용될 수 있는데, 이는 본 발명의 비용 절감 성취를 보장한다. 펌프 작동시의 입증된 높은 신뢰성이 본 발명에서 보장되도록 펌프 작동에 있어서 종래의 호스 펌프에 대하여 상이한 기능은 전혀 일어나지 않는다. 이 정황에 있어서, 실질적으로 조절부재와 브레이크 장치만이 추가적인 부재로서 요구되므로 주로 동일한 구조 공간의 기구가 몇가지 추가 구성요소만으로 그리고 그에 따른 저비용으로 만들어진다.

그러나, 본 발명에 의해, 간단한 펌프 호스, 미리 고정된 펌프 호스(클립) 또는 펌프호스와 조립된 카세트(cassette)의 간단한 설치 및 제거를 보장하기 위해 롤러들의 퇴출 후 펌프 호스 세그먼트의 완전한 기하학적인 해제(geometrical release)가 가능하다. 선택 원리 때문에, 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프는 강성의 카세트 몸체를 예를 들면 투석기에 삽입하여 그 카세트를 통하여 흐르는 액체(혈액 등)의 펌핑이 폴러 펌프에 의해 실행될 필요가 있는 카세트에 사용하는데 특히 적합하다. 이 경우에서, 롤러 펌프에 설치되는 호스는 대개는 카세트로부터 돌출한 루프(loop)로서 구성되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프는 1개 이상의 펌프 호스가 장착되어 있는 카세트에도 적합하다.

더 유리하게는, 브레이크 장치의 제동효과는 브레이크 액츄에이터의 구동에 의해 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프에서 실행될 수 있다. 이와 같이, 조절이동은 브레이크 장치의 방향 구동(direction actuation)에 의해 개시될 수 있다. 이와 같이, 호스 롤러들의 조절은 브레이크 장치와 회전자 드라이브의 구동을 통해 안정되게 실행된다.

이 목적을 위하여, 브레이크 액츄에이터는 펌프의 제어에 의해 유리하게 제어된다. 호스 롤러들의 결합(coupling) 및 결합해제(uncoupling)를 위한 자동적인 주행과정은 오퍼레이터의 부상 위험을 회피하면서 펌프 베드를 커버링할 수 있도록 본 발명에 의해 가능하다.

이와 관련하여 더 유리하게는, 브레이크 장치는, 조절부재를 제동시키는 것에 의해 그리고 롤러의 위치를 변화시키도록 회전자를 회전시키는 것에 의해 회전자에 대해 조절부재를 이동시킬 수 있도록 조절부재의 이동을 억제한다. 본 발명에 의해 특히 간단한 기구는 기존 회전자를 실질적으로 변경하지 않고 브레이크 장치와 상응하여 상호작용하는 조절부재만을 설치할 필요가 있다는 것에 의한 것이다.

이와 관련하여 유리하게는, 조절부재는 회전자에 동축(coaxial)으로 회전가능하게 지지되어 있다. 본 발명에 의한 조절부재에 대한 특히 간단한 이동 기하학적 구조는, 회전자를 조절부재에 대해 동축으로 회전시키면서 롤러의 반입 또는 반출을 위해 조절부재만 제동시킬 필요가 있다는 것에 의한 것이다. 본 발명에 의한 기구는 구성이 극히 간단하고 공간 절약적인 것에 의한 것이다. 또한, 조절부재의 이러한 회전가능한 지지는 디자인 및 세정 능력에 대해 실질적인 이점이 있다. 더 유리하게는, 이와 관련하여 조절부재는 회전자에 동축으로 회전가능하게 지지되는 조절판을 형성한다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 조절부재는 회전자에 회전가능하게 지지되어 있다. 이와 같이 하여, 회전자와 조절부재는 단일 조립체를 형성하는 것이 유리하며, 그에 따라 간단하고 공간 절약적인 구성을 가능케 한다. 장치의 더 나은 세정 능력과 더 나은 디자인은 회전가능한 지지에 의한 것이다. 이미 공지된 회전자는 이와 관련하여 조절부재만을 그 위에 회전가능하게 지지시키는 상태로 하여 실질적으로 사용될 수 있다.

유리하게는, 조절부재는 본 발명에 따라 호스 펌프의 정상 작동시에 회전자를 따라 회전된다. 유리하게는, 조절부재의 지지는, 상기 구성에 의해 의도적으로 만들어진 회전자의 지지부와 조절부재 사이의 베어링 마찰(bearing friction)이 녹킹이 없는(knock-free) 펌프 작동을 제공하도록 볼 베어링 없이 바로 실시된다. 다음으로, 조절부재는 호스 롤러들의 래디얼 방향 조절을 위해 회전자에 대해 제동될 뿐이다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 조절부재는 특히 호스 롤러들이 반출되는 위치에서 회전자에 대칭적이고 그리고/또는 래치(latch)가능하게 구성되어 있다. 이는, 대칭적으로 구성된 조절부재가 회전 베어링 위치에서 어떤 위치적으로 종속하는 상이한 마찰력 전달을 받을 수 없으므로, 예를 들면, 고정자와 회전자 사이의 진동이 조절부재와 회전자 사이의 원치않은 회전 또는 조절부재의 원치않은 녹킹을 초래하는 것을 조절부재의 대칭적인 구성에 의해 방지될 수 있다. 조절부재와 회전자 사이의 원치않은 회전은 예를 들면, 호스 롤러들이 반출되며 조절부재가 회전자의 정상 작동시에 위치되는 위치에서 조절부재와 로터와의 래칭 능력에 의해 확실하게 방지될 수도 있다. 조절부재와 회전축(rotary axle) 사이의 마찰을 증대시키기 위해 구성부재를 삽입하는 것을 마찬가지로 생각할 수 있다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프 내의 브레이크 장치는 고정자와 조절부재 사이의 상대적인 운동을 방해한다. 이와 같이, 조절부재는 브레이크 장치에 의해 고정자에 대한 그 운동이 방해되는 반면, 회전자는 고정자에 대해 구동축을 통해 더 회전되고 이에 따라 회전자와 조절부재 사이에서 상대적인 운동이 생기게 된다. 특히 간단하지만 확실한 조절 가능성은 이러한 기구에 의해 생긴다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프의 회전자는, 호스 롤러들이 회전가능하게 지지되는 이동 베어링 부재(moving bearing element)를 더 포함한다. 이 베어링 부재는 예를 들면, 스프링 변형(spring strain) 하에서 호스 롤러들를 호스에 대해 바깥쪽으로 누를 수 있다. 종래기술로부터 이미 공지된 것으로 날개 힌지(wing hinge)에 의해 회전자에 피벗가능하게 힌지되어 있는 날개는 본 발명에서는 예를 들면, 베어링 부재로서 사용될 수 있다.

더 유리하게는, 본 발명에 따라, 조절부재 및/또는 회전자는 호스 롤러들의 래디얼 방향 아동을 위해 1개 이상의 카운터 부재(counter element)와 상호작용하는 안내부(guide)를 갖는다. 조절부재의 상대적인 이동으로 인하여, 카운터 부재는 안내부를 따라 움직이고 호스 롤러들의 래디얼 방향 이동을 일으킨다. 구조가 간단하면서 공간 절약적이고 또한 공지의 호스 펌프와 비교하여 증가비용의 최소의 노력으로 다루어지는 기구가 본 발명에 의해 가능하다. 안내부재의 특수 형태는 요구되는 조절 기하학적 구조에 이상적으로 매칭(matching)될 수 있다.

특히 바람직한 실시형태에 있어서, 안내부는 조절부재에 배치되어 있는 반면, 카운터 부재는 로터에 배치되어 있다. 기존의 로터 만이 카운터 부재를 장착할 필요가 있고 새롭게 만들어져야 하는 조절부재에 의해 안내부를 인계받으므로, 본 발명에 의해 구조적으로 특별히 간단한 상황이 결과적으로 생긴다.

더 유리하게는, 카운터 부재 및/또는 안내부는 호스 롤러들의 베어링 부재에 고정 연결된다. 이와 같이, 호스 롤러들의 베어링 부재는, 조절부재가 회전자에 대해 이동되어 유리하게 회전될 때 안내부와 카운터 부재의 상호작용에 의해 바로 이동된다. 특히 유리한 실시형태에 있어서, 카운터 부재는 호스 롤러들의 베어링 부재에 직접 연결되어 있는데, 더 유리하게는 호스 롤러들의 돌출한 축 부분(axial section)에 직접 배치되어 있다. 카운터 부재는 더 유리하게는, 안내 롤러를 포함한다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 안내부는 캠 그루브(cam groove)를 형성한다. 카운터 부재는 이러한 캠 그루브와 결합될 수 있고 회전자에 대해 조절부재의 이동시 캠 그루브에 의해 래디얼 방향으로 이동된다.

더 유리하게는, 안내부는 본 발명에 따라 주변 링 안내부(peripheral ring guide)를 형성한다. 본 발명에 의해, 인가된 브레이크에 따라 회전자의 회전각의 제어과정의 문제시 효과적인 과부하 보호가 생긴다. 특히, 안내부의 단부(端部)와 맞대는 카운터 부재의 지지대에 의해 충돌이 효과적으로 방지되는데, 유리하게는 안내부의 기울기는 로터 기구가 원치않은 회전운동시에 과부화될 수 없을 정도의 크기로 설정된다. 또한, 링 안내부로서 구성된 안내부는 로터의 회전방향을 변경시킬 필요 없이 롤러의 반출(moving out)을 가능하게 한다. 오히려 이러한 경우는, 이러한 링 안내부에 따라, 호스 롤러들이 반출되는 영역이, 호스 롤러들이 반입(moving in)되는 영역과 교대로 일어난다. 호스 롤러들의 이러한 교대적인 반출과 반입은 회전자에 대해 조절부재의 간단한 그 이상의 회전에 의해 가능하게 될 수 있다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 안내부는 링 안내부를 갖는 2개 이상의 동일한 세그먼트(segment), 특히 2개 이상의 연속적인 동일한 세그먼트를 포함한다. 대칭적인 설계로 인하여, 캠 디스크의 베어링 축에는 롤러의 반입과 반출 중에 횡력이 압박되지 않고, 이에 따라 마찰이 최소화되며 적은 힘에 적합한 설계가 가능하게 된다. 바람직하게는, 동일한 세그먼트의 수는 호스 롤러들의 수에 상당한다.

더 유리하게는, 안내부는 호스 롤러들의 이동을 위해 각각의 카운터 부재와 연관되는 나선상으로 안쪽으로 확장되는 영역들을 갖는다. 따라서, 이 나선상으로 안쪽으로 확장되는 영역은 조절부재와 회전자의 상대적인 이동시에 카운터 부재를 안쪽으로 끌어당겨 호스롤러의 인입(pulling in)을 허용한다. 나선상으로 안쪽으로 확장되는 영역의 기울기는, 래디얼 방향으로 호스 롤러들를 이동하는데 요구되는 코크가 그 나선상 영역에 걸쳐 실질적으로 일정할 정도로 구성되어 있는 것이 유리하다. 이와 같이 하여, 변하지 않는 토크가 호스 롤러들의 전체 인입 경로에 걸쳐 달성되도록 롤러의 인입시에 연속적으로 증가하는 스프링 힘을 연속적으로 감소하는 기울기와 연관시키는 것이 특히 가능하다. 이와 같이 하여, 로터 드라이브의 기존 토크 용량은 롤러의 인입을 위해 최적으로 활용될 수 있고 로터 드라이브는 종래의 로터 드라이브보다 높은 토크 형태(torque configuration)를 필요로 하지 않는다.

더 유리하게는, 나선상으로 안쪽으로 확장되는 영역은 대향하여 있고 유리할 정도로 더욱 두드러지는 기울기를 갖는 영역이다. 이와 같이, 호스 롤러들는 로터의 그 이상의 회전에 의해 다시 반출될 수 있는데, 본 발명에서 반출은 스프링을 통해 호스 롤러들의 바이어스(bias) 방향으로 일어난다. 안내부의 단부에 있는 카운터 부재의 지지대 또한 방지된다.

더 유리하게는, 안내부는, 호스 롤러들이 인입될 때 카운터 부재가 정지해 있는래치 오목부(latch depression)를 갖거나 기울기 없는 영역들을 갖는다. 이 양쪽의 경우에서, 안내부와 카운터 부재 사이의 반작용(reaction)은 소멸되고 호스 롤러들의 바이어스를 위한 스프링은 조절부재를 이동시킴이 없이 인장되게 된다. 따라서, 반입된 롤러의 위치에서, 브레이크를 다시 결합 해제시키고 인입된 롤러로 회전자 드라이브를 스위칭 오프(switch off)시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 펌프 호스는, "반입된 롤러(rollers moved in)" 위치에서 위험 없이 안정되게 제거 또는 삽입될 수 있는데, 회전자는 이 위치에서 회전가능한 상태로 있게 된다. 또한, 회전자는 예를 들면, 세정 또는 교체를 위해 이 위치에서 위험 없이 제거되어 재삽입될 수 있다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 안내부는, 조절부재가 회전자에 대해 이동됨이 없이 반출된 호스 롤러들의 래디얼 방향 이동이 가능한 영역들을 갖는다. 이 영역들은 반출된 호스 롤러들의 위치에 상응하는 것이 유리하다. 이 위치에서, 호스 롤러들은 이 과정에서 안내부를 제한함이 없이 펌프 작동시에 그 전형적인 진자운동(pendulum movement)을 안쪽과 바깥쪽으로 실시할 수 있다. 더 유리하게는, 조절부재는 안내부가 호스 롤러들을 이동시키지 않고 반출된 호스 롤러들의 상기 위치 주변의 임의의 각도 범위에 의해 조절될 수도 있다. 이와 같이, 임의의 활동범위는 정상적인 펌프 작동시에 채택된 조절부재의 위치 주위에서 생긴다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 브레이크 액츄에이터는 고정자에 배치되어 있다. 이와 같이, 구조적으로 간단하게 설계된 조절부재는 예를 들면, 회전자에 작은 추가적인 구조공간을 필요로 할 뿐이다. 모든 이동부는 고정자에 배치되어 있고 조절부재들은 어떠한 이동부도 가질 필요가 없으므로 브레이크 장치는 제어하기가 실질적으로 더 간단하다.

더 유리하게는, 본 발명에 따른 브레이크 장치는 상응하는 절결부(cut-out)와 상호작용하는 브레이크를 갖는다. 본 발명에 의해 특히 간단한 브레이크 장치는 형상 맞춤(shape matching)에 의한 것으로 되는데, 예를 들면 브레이크 핀은 상등하는 절결부 안에 삽입될 필요가 있고 이에 따라 고정자에 조절부재를 고정할 수 있다.

더 유리하게는, 브레이크 핀은 고정자에 배치되어 있고 절결부는 조절부재에 배치되어 있다. 이는 특히 간단한 구성을 만들어 낸다.

더 유리하게는, 브레이크 장치는 교대적으로, 강성의 브레이크 카운터 부재와 상호작용하는 가동 브레이크 슈(movable brake shoe)를 갖는다. 이와 같이, 간단한 브레이크 장치는 힘 전달에 기반하는 결과를 가져다 준다.

유리하게는, 브레이크 슈는 고정자에 배치되어 있고, 브레이크 카운터 부재는 조절부재에 배치되어 있다. 이와 같이, 조절부재는 가동 부재들 없이 다룰 수 있고 브레이크 슈의 이동은 고정자로부터 브레이크 액츄에이터를 통해 실행될 수 있다.

더 유리하게는, 본 발명에 따라, 호스안내날개들은 회전자에 배치되어 있고 고정자의 호스 롤러 트랙으로부터의 그 래디얼 방향의 간격은 사용된 호스의 벽 두께의 2배, 유리하게는 3배보다 크다. 이는 예를 들면, 4mm 이상, 유리하게는 6mm 이상의 간격에 상당한다. 호스의 체결(clamping)과 조임(squeezing)시의 종래기술에서 발생하는 문제는 본 발명에 의해 효과적으로 방지될 수 있는데, 이는 회전자 안에 호스를 삽입하기 위한 호스 롤러들을 안으로 끌어당길 수 있고 이에 따라 호스안내날개들을 통해 호스를 삽입하기 위해 적은 힘의 노력만 요구된다는 점에서 본 발명에 따른 짧은 호스안내날개들이 가능하게 이루어진다.

더 유리하게는, 호스안내날개들은 외단면(outer end face)을 향한 둥근 반경이 펌프 호스의 외경의 20%, 더 유리하게는 40%보다 큰 안내 롤러들을 갖는다. 이와 같은 큰 반경은 또한 호스 롤러들의 조절성(adjustability)에 의해 가능하게 될 뿐이며 이에 따라 종래기술에서 발생하는 호스의 체결 문제를 방지한다.

도 1은 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프의 일 실시형태의 평면도.

도 2는 본 실시형태의 호스 면을 따른 단면도.

도 3은 본 실시형태의 캠 디스크 면을 따른 단면도.

도 4는 본 실시형태의 회전자축 면을 따른 단면도.

도 5는 본 실시형태의 호스 가이드 날개부들의 영역에서 회전자축 면을 따른 단면도.

도 6은 인입식(pulled-in) 호스 롤러들을 구비한 본 실시형태의 호스 면을 따른 단면도.

도 7은 인입식 호스 롤러들을 구비한 본 실시형태의 캠 디스크 면을 따른 단면도.

도 8은 본 발명에 따라 제동장치의 영역에서 본 실시형태의 회전자축 면을 따른 단면도.

이하, 실시형태와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 실시형태의 일반적인 디자인은, 본 발명의 기본적인 디자인과 펌프 기능에 대하여 종래기술의 설명을 참조하도록 전술한 검증된 기본 타입에 기초된 것이다. 도 1에 나타낸 구성요소들에 있어서, 본 발명은 보다 짧고 보다 둥근 호스안내날개(21)에 의해 종래기술과 다를 뿐이다. 그러나, 그 밖에 회전자와 고정자의 기본 구성요소들에 있어서는 종래기술에 따른 호스 롤러 펌프와 동일하다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 오래전에 검증된 호스 롤러 펌프의 펌프 작동시 유리한 특성을 갖는데, 호스의 실질적인 간소화된 삽입과 제거는 다음의 도면들에 나타낸 조절 가능 수단에 의해 가능하게 된다.

본 발명에 따른 호스 롤러 펌프의 실시형태의 회전자는 종래의 회전자에 기 초한 것이며, 호스 롤러용 조절장치를 구비한 롤러 인입 회전자(roller pulling in rotor)를 형성하기 위해 캠 디스크(cam disk)(10)로서 만들어진 조절부재, 캠 그루브(cam groove)(12)로서 만들어진 안내부용 카운터 부재(counter element)들로서의 2개의 유사한 캠 롤러 및 회전자에서의 캠 디스크(10)의 동축 지지(coaxial support)를 위한 축방향 지지고정플레이트(axial support securing plate)의 추가에 의해 보완된 것일 뿐이다. 이와 같이 하여, 주로 구조공간에 대해 종래의 호스 펌프와 동일하고 공지의 호스 펌프에 대해 최소한 증가 비용만을 갖는 메카니즘이 발휘된다. 또한, 브레이크 장치(15)는 고정자(1)에 배치되어 있어야만 하는데, 용이하고 효율적으로 밀봉할 수 있는 브레이크 장치가 브레이크 핀(brake pin)을 통해 선택된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 8은 "롤러 반출" 또는 "롤러 반입" 위치들과 회전자의 각회전(angular rotation)이 다른 위치들에서의 메카니즘을 간략히 나타낸 것이다.

회전자 조립체는 허브 쉘(4), 날개(5)들, 날개 조인트부(6), 스프링(7), 롤러축(roller axle)(8), 호스 롤러(9)들, 캠 디스크(10), 캠 롤러(11)들, 도시하지 않은 회전자 드라이브(3)의 회전축(rotating shaft), 및 캠 디스크(10)을 차단(blocking)하기 위해 회전자측(rotor side) 상의 브레이크 장치(15)의 결합위치부(16)를 포함한다.

고정자 조립체는 펌프 베드 입구부(20)를 갖는 펌프 베드(1), 호스 롤러 트랙(17,..., 19), 회전자축의 지지부 및 브레이크 장치(15)의 액츄에이터 시스템을 포함한다.

회전자 조립체는 허브(4)와 관계없이 추가적으로 회전가능하게 지지된 캠 디스크(10)와 연장된 롤러축(8)에 의한 종래의 회전자와 다르고, 그 롤러축(8)에는 호스 롤러(9)들과 관계없이 회전가능하고 캠 디스크의 캠 그루브(12)에 결합되는 단부캠 롤러(end cam roller)(11)가 장착되어 있다. 캠 롤러(11)는 대안적으로, 날개(5)에 고정된 별개의 축상에 지지될 수도 있다.

브레이크기구(15)는, 고정자측상의 브레이크 액츄에이터가 고정된 고정자와 회전가능하게 지지된 캠 디스크 사이에서 마찰 끼워맞춤식(friction fitting) 또는 형상 맞춤식(shap-matched) 연결부를 확립한다(도 7 및 도 8 참조). 브레이크가 걸려짐에 따라, 회전자 드라이브(3)는, 캠 롤러(11)가 "롤러 반출" 위치(13)로 이동될 때까지 대략 120 각도(캠 그루브의 형태에 따름)를 통해 허브 쉘(4)을 회전시킨다(도 3 및 도 7 참조). 호스 롤러(9)들이 지지되어 있는 날개(5)들과, 그에 따른 호스 롤러(9)들과 캠 롤러(11)들은 스프링(7)들에 의해 바깥쪽으로 축방향으로 항시 압압된다. 따라서, 캠 롤러(11)들은 캠 그루브(12)들의 래디얼 방향으로 바깥쪽으로 대향하는 주행 트랙들 상에서만 움직인다. 캠 그루브(12)들은 롤러 입구(roller entry)의 각도범위 내에서 나선형으로 안쪽으로 뻗어 있고 회전자의 회전운동을 호스 롤러(9)들의 반입 운동(moving in movement)으로 변환시킨다.

넓은 범위 내에서 선택될 수 있는 캠 그루브(12)들의 기울기비(gradient ratio)로 인하여, 일정한 토크가 달성되도록 캠 그루브(12)의 연속적으로 감소하는 기울기를, 호스 롤러(9)들의 인입시 연속적으로 증가하는 스프링 힘과 관련시키는 것이 가능하다. 이와 같이, 회전자 드라이브(3)의 기존 토크 용량은 롤러(9)들의 인입을 위해 최적화된 방식으로 활용된다. 회전자 드라이브(3)는 종래의 회전자 드라이브보다 높은 토크 형태를 필요로 하지 않는다.

완전한 인입식 롤러(9)들에 따라, 캠 롤러(11)들은 캠 그루브를 "롤러 반입" 위치(13)에 유지시킨다. 이러한 회전각 위치에서, 캠 그루브는 영(zero)의 기울기 또는 작은 래치 오목부(latch depression)를 갖는 구역을 구비한다. 양쪽의 경우에서, 캠 디스크(10)와 날개 운동 사이의 반작용은 소멸되며 스프링(7)들은 캠 디스크를 회전운동 상태로 함이 없이 인장된 채로 있게 된다. 따라서, "롤러 반입" 위치에서 브레이크(15)를 다시 결합 해제하게 하고 그에 따라 반입된 롤러(9)들에 따라 구동 드라이브(3)를 스위치 오프(switch off)하는 것이 가능하다. 브레이크 액츄에이터는 쌍안정의 무전원(bistably powerless)(펄스 회로)으로 또는 무전원일 때 결합으로부터 해제(스프링 복원)되게 구성되어 있다. 이와 같이, 브레이크 위치 변경(펄스 회로)을 위해 또는 롤러들의 반입 혹은 반출 중에만 에너지가 소모될 뿐이다.

회전자는, 펌프 호스를 위험 없이 그리고 안전하게 제거할 수 있고 회전자를 제거하여 위험 없이 다시 원래대로 되돌릴 수 있는(예를들면, 세정 또는 교체를 위해) "롤러 반입" 위치(13)의 장소에 도달한다.

호스 롤러(9)들의 인입으로 인해 일어나는 링 간극(ring gap)은 스프링(7)들과 캠 디스크(10)의 날개 운동형상학(wing kinematics)의 적합한 형태에 기인하여 펌프 호스의 외경보다 크다. 이와 같이, 적은 힘(low force)으로의 호스 교환은 부정확한 동축 설치(imprecise coaxial installation)와 제거 운동으로부터 확실하게 된다. 제거시, 펌프 호스는 일반적으로 펌프 작동에 기인하여 둥근 형상을 가지므로, 호스 롤러(9)들의 반입 후에 그 제거가 특히 간단하다.

브레이크 장치(15) 선택시, 사용되는 브레이크 액츄에이터와 기존 장소 관계에 따라 다양한 구조적 형상이 실현 가능하다. 브레이크 액츄에이터는 예를 들면, 캠 디스크 상에 축방향으로(도면에 도시한 바와 같음) 또는 래디얼 방향으로(슈 브레이크와 마찬가지) 선택적으로 작용한다. 또한, 브레이크 작용은 단순한 형상 맞춤(도시한 바와 같음), 마찰 끼워맞춤(슈 브레이크와 마찬가지) 또는 조합된 형상 맞춤과 마찰 끼워맞춤(축-톱니형(shaft-toothed) 토크 제한과 마찬가지)에 의해 실행될 수 있다. 단순한 형상 맞춤으로 도시한 핀 브레이크는 높은 허용오차에 따른 극히 비용 효율적인 실현, 최소 에너지의 요건 및 고정자 기부(stator base)를 통한 브레이크 핀의 통과위치의 효과적이면서 위생적인 씰링이라는 점에서 이점이 있다. 마찰 끼워맞춤 또는 미끄럼 톱니(slip toothing)에 따라 충분히 미세하게 래디얼 방향으로 작용하는 브레이크 구조에 의해, 본 발명은 대조적으로, 롤러들의 반입 및 반출을 위해 그리고 이 과정에서 제어오류가 있는 경우에 과부하된 토크로부터의 안전을 위해 회전자가 어떤 원하는 회전위치에 이르게 될 수 있다는 것을 달성할 수 있다. 설명한 모든 브레이크 구성에 있어서, 비대칭과 대칭적인 구조 형상 사이에서 선택하는 것도 가능하다. 비대칭적인 구조 형상에 의하면, 1개의 브레이크 액츄에이터만이 캠 디스크를 작용시킨다. 따라서, 저항력(counter force)은 캠 디스크 베어링과 모터축에 의해 횡력으로서 흡수될 필요가 있다. 이 러한 횡력과 롤러들의 인입시 증가되는 토크를 회피하고 싶으면, 회전자축에 점대칭으로 배치된 쌍을 이루는 브레이크 액츄에이터를 갖는 대칭적인 브레이크 구조 형상을 선택한다.

다음으로, 호스 롤러(9)들의 반출을 위해 브레이크가 인가되고 회전자는 반대 회전방향으로 회전된다. 이와 관련하여, 메카니즘은 회전식 드라이브의 측면으로부터 소정 각도의 자극을 필요로 할 뿐이다. "롤러 반출" 위치(14)에 도착하기 까지의 나머지 각운동은, 이완된 스프링(7)이 회전자 회전운동과 롤러 반출 운동을 구동시키므로 대체로 스위치 오프되거나 규칙적으로 제동되는 회전자 드라이브에 의해 발생할 수 있다. 쌍을 이루어 연결된 캠 그루브의 바람직한 구성을 사용할 때, 롤러들의 반출은 호스 롤러(9)들의 반입시와 같은 방향으로 회전자의 그 이상의 회전에 의해 작용한다(도 7 참조).

"롤러 반출" 위치(14)에 있어서, 캠 그루브(12)는 래디얼 방향으로 바깥쪽과 안쪽으로 넓혀진다. 이와 같이, 날개(5)들은, 캠 롤러(11)들이 래디얼 방향으로 바깥쪽 또는 안쪽으로 캠 그루브(12)에 접하는 일 없이 펌프 작동시에 그 전형적인 진자운동(pendulum movement)을 안쪽과 바깥쪽으로 실시할 수 있다. 캠 디스크(10)는 "롤러 반입" 위치에서 캠 롤러(11)들로부터의 스프링 힘에 의해 더 이상 구동되지 않으며 또한 더 이상 실행되지도 않는다. 이 위치에서의 캠 디스크(10)는, 캠 롤러(11)가 캠 롤러 주행 트랙과의 접촉을 다시 시작할 수 있기 전에 양 방향으로 어느 정도의 각틈새(angular clearance)를 갖는다.

캠 디스크는 캠 디스크(10)와 허브 쉘(4) 사이에서의 간단한 볼 베어링이 없 는(ball bearing-less) 회전 지지의 마찰로 인하여 확인된 회전위치에 있게 된다. 브레이크 장치(15)가 결합 해제되어 펌프 작동이 개시될 수 있다(도 4 참조). 이러한 위치에서, 원하지 않는 운동이 일어남이 없이 회전자 드라이브와 브레이크 액츄에이터에서 에너지 공급을 교대적으로 스위치 오프할 수 있다. 이와 같이, 회전자는 "롤러 반출" 위치에서 위험 없이 설치·제거될 수 있다.

펌프 작동시에, 캠 디스크가 장착된 회전자는 통상의 호스 펌프 모터로서 작용한다. 캠 디스크(10)는 브레이크(15)와의 결합이 해제되고 캠 롤러(11)와의 결합이 해제되어 회전자를 따라 회전한다. 캠 디스크(10)과 허브 쉘(4) 사이에서, 예를 들면 캠 롤러 주행 트랙의 측면에서의 캠 롤러(11)의 충돌을 야기시킬 수 있는, 고정자 또는 회전자의 진동으로 인하여 원치않는 회전이 전혀 일어날 수 없도록, 캠 디스크는 엄밀히 대칭형으로 구성되어 있다. 이에 따라 캠 디스크는 그 위치에 따른 그 회전 베어링 위치에서 어떤 상이한 마찰력도 경험할 수 없게 된다. 캠 디스크(10)와 회전자축 베어링 사이의 구성에 의해 의도적으로 발생된 베어링 마찰은 충돌이 없는 펌프 작동을 제공한다. 필요할 때에는, 예를 들면 캠 그루브(12)와 관계없이 선택된 위치에서 캠 디스크와 허브 쉘 사이의 래치 위치(latch position)를 용이하게 하는 돌출형 래치 노즈(sprung latch nose)에 의해 또는 탄성적으로 형성된 요동형 캠(wavy cam) 디스크/축방향 베어링 디스크에 기인한 마찰 증가에 의해, "롤러 반출" 위치에 대해 캠 디스크(10)와 캠 쉘(4) 사이에 래칭(latching)을 삽입하는 것이 구조상으로 가능하다.

다음의 차이점과 이점은 호스 롤러 펌프에 대해 종래기술로부터 기인한 것이 다.

용이하면서 효과적으로 씰링될 수 있는 펌프 베드 기부를 통과하는 1개의 추가적으로 요구된 브레이크 핀만을 갖는 통상의 호스 펌프에 대해 주로 동일한 구조공간을 갖는 기구가 이루어진다.

회전자는 3개의 구성요소, 즉 캠 디스크(10), 2개의 유사한 캠축(11) 및 캠 디스크용 축방향 베어링 고정 디스크(securing disk) 만을 추가함으로써 그 자체를 통상의 회전자로부터 롤러 인입 회전자로 변환시킨 것이다. 이에 의해 추가적인 비용은 조정기구에 대해 적은 유로(euros) 금액만이 발생된다.

호스 롤러(9)들을 인입한 후에 펌프 호스 세그먼트가 없는 완전한 기하학적인 설치는 가능하게 되며 이에 의해 간단한 펌프 호스, 미리 고정된 펌프 호스(clip) 또는 펌프 호스가 장착된 카세트의 배치와 제거가 간단하다.

선택된 원리에 기인하여, 본 발명에 따른 호스 롤러 펌프는 1개의 펌프 호스보다 많이 장착되어 있는 카세트들에 사용하기에 적합하다.

변경되지 않은 기술적 구성과 성능을 갖는 회전자 드라이브는 롤러 인입 기구의 드라이브로서 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 검증된 바와 같이 비용 절감과 함께 신뢰가능하다.

본 발명에 따른 호스 롤러 펌프는 펌프 작동에 있어서 통상의 호스 롤러 펌프와 다른 기능을 갖지 않으며, 이에 따라 검증된 고신뢰성과 특히 낮은 개발위험이 보장된다.

호스 롤러들과 펌프 세그먼트의 결합(coupling)과 결합해제(uncoupling)를 위한 자동적인 운전과정이 가능하며, 이에 따라 오퍼레이터에 대한 상처 위험을 피하면서 펌프 베드를 커버링(covering)할 가능성이 생긴다.

펌프 호스는 그 압출 후에 주로 직선형이며 그 펌프 호스를 펌프 베드 안에 놓여지게 할 수 있음과 함께 외부측에서 주로 둥근 호스 롤러 트랙과 접촉하게 할 수 있는 형상으로 탄성적으로 구부려지게 된다. 펌프 호스가 설치시에만 구부려져 있든지, 미리 고정된 펌프 호스 루프(loop)의 제작시 또는 카세트에 장착시에 이미 구부려져 있든지에 관계없이, 굽힘시에 둥근 형상은 전혀 일어나지 않지만, 대략 타원형으로 된다. 호스가 허브 쉘(4)에서 무리하게 끄집어 내지 않거나 펌프 베드에 더 이상 끼워맞추지 않을 만큼 너무 길지 않도록 펌프 호스 길이를 구성할 때, 그 최대 직경이 호스 롤러 트랙의 직경보다 다소 크도록 하는 타원형 형상이 이루어진다. 이와 같이, 펌프 호스는 특히 클립이나 카세트에 의해 유지될 때 펌프 베드 내의 요구되는 위치까지 저항 없이 펌프 베드 입구 한쪽의 롤러 입구에 의해 실현되는 바와 같이 주변 링 간극 안에 한번에 간접적인 원조 없이 설치될 수 있다. 그러나, 펌프 베드 입구에 대향하여 배치된 호스 롤러 트랙의 한쪽에서, 호스는 앞서 설명한 보다 큰 타원형 직경으로 인하여 호스 롤러 트랙의 삽입 모따기(introductory chamfer)에 접촉하고 마찰로 인하여 펌핑하는데 요구되는 깊이 위치로 반드시 이동되지 않는다. 그 결과, 완전한 설치는 롤러가 장착된 호스안내날개(21)를 사용하여 맨처음에 설명한 자동 장착(automatic threading) 과정에 의해 또는 수동으로 잇달은 조깅(jogging)에 의해 실시될 필요가 있다. 반입 롤러들의 중요한 이점은, 호스안내날개의 단면과 호스 롤러 주행 트랙 사이의 나머지 간극이 펌프 호스의 벽두께의 2배보다 크도록 요구되는 호스안내날개와 비교하여 호스안내날개(21)를 짧게 할 수 있도록 상기한 장착 과정이 매우 적은 힘으로 성공적으로 실시될 수 있다는 사실에 있다. 상기 단면의 둥근 반경은 마찬가지로 종래의 것보다 훨씬 크게 설정될 수 있다. 이와 같이 하여, 펌프 호스를 클래핑하는 것에 의한 호스 변형(hose straining)과 회전자축의 과부하된 횡력이 회피된다.

짧아지고 매우 둥글어진 호스안내날개로 진행하는 상술한 자동 장착 과정은 상술한 기구의 성능이 인입된 롤러와 회전될 수 있을 것을 요구하는데, 이는 영의 기울기 또는 래치 오목부를 갖는 캠 그루브(12)의 대응하는 "롤러 반입"의 위치(13)에 의해 달성된다.

하나의 특별한 특징은, 호스 롤러(9)들이 펌프 세그먼트를 제거하지 않고 또한 적은 제어 노력으로 반입과 반출될 수 있다는 사실로 대표된다. 이와 같이, 새로운 치료 방법은 무엇보다도, 새로운 기술 처리과정을 위해 절환가능한 통로 위치를 의도적으로 활용할 수 있는 의료치료유닛에서 가능하게 된다.

본 발명에 따른 기구에 의하면, 호스 롤러(9)들은, 펌프 호스가 기하학적으로 완전히 자유롭게 설치되도록 안쪽으로 인입될 수 있고 저(低) 저항으로 제거될 수 있다. 이러한 설치는 후속하는 자동 장착에 따른 펌프 호스 세그먼트를 완전한 설치 위치에 간단한 래치 삽입에 의해 실시된다.

본 발명에 따른 기구에서는, 캠 디스크는 바람직한 실시형태에서 보다 큰 기울기를 갖는 짧은 그루브의 부분에 의해 시작부와 종결부를 각각 연결하는 2개의 대칭형 캠 그루브 영역을 갖는다. 대칭형 설계로 인하여, 캠 디스크(10)의 베어링 축은 호스 롤러(9)들의 반입과 반출 중에 횡력을 받지 않고, 따라서 마찰이 최소화되며 적은 힘에 적합한 설계가 가능하게 된다. 주변 링 그루브(12)를 형성하기 위해 2개의 그루브 세그먼트를 연결하기 때문에, 브레이크가 걸린 상태에서 회전자의 회전각의 제어과정에서 결함이 있는 경우에 효과적인 과부하 보호가 이루어진다. 캠 그루브의 단부에서 캠 롤러(11)의 지지대로 인한 충돌은 발생하지 않는다. 2개의 연결 그루브의 기울기는, 회전자 기구가 원치않은 회전운동시 과부하될 수 없도록 하는 크기로 선택된다.

Claims (26)

1. 고정자(stator)(1), 회전자(rotor) 및 회전자 드라이브(rotor drive)를 포함하고, 상기 회전자가 호스 롤러(hose roller)(9)들을 포함하며 이 호스 롤러들의 위치가 조절부재(10)를 갖는 조절장치에 의해 래디얼(radial) 방향으로 가변하는 호스 롤러 펌프에 있어서,

   브레이크 장치(15)가 설치되어 있고, 상기 호스 롤러(9)들의 래디얼 위치가 상기 브레이크 장치(15) 및 상기 회전자 드라이브의 상호작용에 의해 가변하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 브레이크 장치(15)의 제동 효과가 브레이크 액츄에이터의 작동에 의해 실행(trigger)될 수 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
3. 제2항에 있어서,

   상기 브레이크 장치(15)의 브레이크 액츄에이터는 펌프의 제어에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 브레이크 장치(15)는, 상기 조절부재(10)가 조절부재(10)를 제동하고 회전자를 회전시켜 호스 롤러(9)들의 위치를 변화시킴으로써 상기 회전자에 대해 이동될 수 있도록 조절부재(10)의 이동을 억제하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절부재(10)는 상기 회전자에 동축으로 회전가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절부재(10)는 상기 회전자에 회전가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절부재(10)는 정상작동시 상기 회전자를 따라 회전하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 조절부재(10)는 대칭으로 구성되어 있고 그리고/또는 상기 회전자와, 특히 상기 호스 롤러(9)들이 반출(move out)되는 위치에서 래치(latch)가능한 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 브레이크 장치(15)는 상기 고정자(1)와 상기 조절부재(10) 사이에서 상대적인 이동을 제지하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 회전자는, 상기 호스 롤러(9)들이 회전가능하게 지지되어 있는 가동 베어링 부재(movable bearing element)(5)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 조절부재(10) 및/또는 상기 회전자는 상기 호스 롤러(9)들의 래디얼 이동을 위해 1개 이상의 카운터 부재(counter element)(11)들과 상호작용하는 안내부(12)를 갖는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
12. 제11항에 있어서,

    상기 카운터 부재(11)들 및/또는 상기 안내부(12)는 상기 호스 롤러(9)들에 대해 베어링 부재(5)들에 고정되게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
13. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는 캠 그루브(cam groove)를 형성하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
14. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는 주변 링 안내부(peripheral ring guide)를 형성하는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
15. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는 2개 이상의 동일한 세그먼트(segment)를 포함하며, 하나의 링 안내부가 특히 2개 이상의 연속하는 동일한 세그먼트를 갖는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
16. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는 상기 호스 롤러(9)들을 이동시키기 위해 각 카운터 부재(11)와 관련되는 나선형으로 안쪽으로 뻗는 영역들을 갖고, 상기 나선형으로 안쪽으로 뻗는 영역들의 기울기는, 상기 호스 롤러(9)들을 래디얼 방향으로 이동시키기 위해 요구되는 토크가 나선형 영역에 걸쳐 실질적으로 일정하도록 유리하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
17. 제16항에 있어서,

    상기 나선형으로 안쪽으로 뻗는 영역들은 반대방향으로 이어지는 유리할 정도로 더 뚜렷한 기울기를 갖는 영역들에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
18. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는, 상기 카운터 부재(11)가 인입된(pulled in) 호스 롤러(9)들에 안착(rest)되는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
19. 제11항에 있어서,

    상기 안내부(12)는, 상기 조절부재(10)가 상기 회전자에 대해 이동됨이 없이 상기 반출된(moved out) 호스 롤러(9)들의 래디얼 방향 이동이 가능한 영역(14)들을 갖는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 브레이크 액츄에이터는 상기 고정자(1)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 브레이크 장치(15)는 상응하는 절결부(cut out)(16)와 상호작용하는 브 레이크 핀(break pin)을 갖는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
22. 제21항에 있어서,

    상기 브레이크 핀은 상기 고정자(1)에 배치되어 있고, 상기 절결부(16)는 상기 조절부재(10)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 브레이크 장치(15)는 강성(rigid) 브레이크 카운터 부재와 상호작용하는 가동 브레이크 슈(moveable break shoe)를 갖는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
24. 제23항에 있어서,

    상기 브레이크 슈는 상기 고정자(1)에 배치되어 있고 상기 브레이크 카운터 부재는 상기 조절부재(10)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 회전자에는, 호스안내날개(21)들이 배치되어 있고 상기 고정자(1)의 호스 롤러 트랙에 대한 그 날개의 래디얼 간격(radial spacing)은 사용된 호스의 벽 두께의 2배, 유리하게는 3배보다 큰 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.
26. 제25항에 있어서,

    상기 호스안내날개(21)들은 호스 안내 롤러들을 갖고, 외단면(outer end face)을 향한 호스 안내 롤러의 둥근 반경(rounding radius)은 상기 펌프 호스의 외경의 20%, 바람직하게는 40%보다 큰 것을 특징으로 하는 호스 롤러 펌프.

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