WO2017029178A2 - Membranpumpe mit medientrennung - Google Patents

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WO2017029178A2 PCT/EP2016/069082 EP2016069082W WO2017029178A2 WO 2017029178 A2 WO2017029178 A2 WO 2017029178A2 EP 2016069082 W EP2016069082 W EP 2016069082W WO 2017029178 A2 WO2017029178 A2 WO 2017029178A2
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pump cartridge
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Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm pump in which all parts which come into contact with the pumping medium, are completely replaceable, a replaceable pump cartridge for such a diaphragm pump, and a set comprising such a pump cartridge.
  • Diaphragm pumps are used in fields as diverse as laboratory technology, process engineering or medical technology. They can be used to convey gaseous or liquid media. From WO 2007/013049 AI a diaphragm pump is known, which is designed as a vacuum system for wound drainage.
  • the pump has a drive unit with a drive motor and a connecting rod driven by it to an oscillating drive movement.
  • a disposable pump unit is detachably connectable to the drive unit by means of a bayonet connection.
  • the pump unit contains all parts that come into contact with the pumping medium to be pumped.
  • the pumping unit has an inlet chamber, an inlet valve, an elastic pumping membrane, an outlet valve and an outlet chamber.
  • the pumping membrane is driven by the connecting rod to an oscillating working movement.
  • a drive rod is fixedly attached to the pumping membrane. This drive rod is inserted into a cavity of the connecting rod and locked with this bayonet-like.
  • the pump unit known from this document is relatively complicated and takes up much space.
  • the handling, especially the Art and way of connection between the pump unit and the drive unit capable of improvement.
  • the present invention provides a pump cartridge for a diaphragm pump for delivering a pumping medium.
  • the pump cartridge is designed such that it can be detachably connected to a drive module of the diaphragm pump. It indicates: a base body;
  • an intake valve including an elastic intake valve door
  • an exhaust valve including an elastic exhaust valve flap
  • an elastic pumping membrane disposed between the base body and the cover body and releasably connectable to a connecting rod of the drive module to drive the pumping membrane to oscillate working movement along a longitudinal direction.
  • the pumping membrane and the cover body together define a working space which has a variable volume due to the oscillating working movement of the pumping membrane.
  • the inlet valve flap is arranged with respect to the longitudinal direction laterally of the pumping membrane (ie adjacent to the pumping membrane) between the base body and the cover body.
  • the exhaust valve flap is laterally spaced from the pumping membrane and from the inlet valve flap (ie, adjacent to the pumping membrane and the inlet valve flap) between the base body and the longitudinal direction
  • Cover body arranged, ie the output valve flap, the inlet valve flap and the pump diaphragm do not overlap along the longitudinal direction.
  • the base body and the cover body respectively have surfaces facing the inlet valve flap and the outlet valve flap, wherein recesses are formed in at least one of these surfaces (preferably in the cover body), the fluid channels extending laterally (ie transversely to the longitudinal direction) between the inlet valve, the longitudinal direction Make working space and the exhaust valve.
  • the inlet valve flap and the outlet valve flap By arranging the inlet valve flap and the outlet valve flap laterally of the pump membrane and forming the lateral connections between the valves and the working space by depressions in surfaces of the base body and / or the cover body, a very simple construction and a very simple assembly of the pump cartridge results.
  • the assembly may e.g. be done by simply inserting the pumping membrane, the inlet valve flap and the outlet valve flap in the base body, and then that the cover body is placed and connected to the base body, e.g. by laser welding or a snap connection.
  • the proposed construction makes it possible to easily adapt the dimensioning of the working space, the valves and the fluid channels to different requirements (for example to different media to be conveyed, to different delivery pressures and delivery rates, etc.).
  • a very compact and flat design of the pump cartridge is possible by the proposed design.
  • the pumping membrane, inlet valve flap, and outlet valve flap may be arranged substantially coplanar, i. In this case, there is at least one plane which intersects these elements, this plane preferably being perpendicular to the longitudinal direction.
  • the base body preferably has at least one plate-shaped section.
  • the cover body preferably has at least one plate-shaped section.
  • the plate-shaped sections then have mutually facing, flat surfaces. In at least one of these surfaces then the recesses are formed.
  • the pumping membrane, the inlet valve flap and the outlet valve flap may be integrally formed in a common elastomeric insert. The elastomer insert is then held in total between the base element and the cover element. It may additionally serve to confine and seal the fluid channels.
  • said recesses may form an intake valve space and an exhaust valve space.
  • the intake valve space is configured to receive the intake valve flap when the intake valve opens
  • the exhaust valve space is configured to receive the exhaust valve flap when the exhaust valve opens.
  • the valve chambers are formed as depressions, the structure is additionally simplified.
  • the pumping cartridge may also include a filter membrane disposed between the base body and the cover body such that the pumping medium passes through the filter membrane as it is conveyed through the pumping cartridge.
  • the filter membrane is preferably arranged with respect to the conveying direction upstream of the working space, i. the pumping medium preferably passes through the filter membrane prior to its entry into the working space.
  • the filter membrane is disposed upstream of the inlet valve to prevent the entry of contaminants into the movable elements of the pump cartridge.
  • the filter membrane may in particular be designed to retain germs such as bacteria or viruses. Filter membranes for this purpose are well known in the art.
  • the filter membrane is preferably arranged laterally with respect to the longitudinal direction of the pumping membrane, the inlet valve flap and the outlet valve flap. The recesses may then form at least a portion of a connecting channel, which connects the filter membrane laterally with the inlet valve, the working space or the outlet valve.
  • a first support structure may be formed on the base body, on which the filter rests with a first side.
  • At the Cover body may be formed according to a second support structure on which the filter rests with a second side.
  • One of the support structures can then form a plurality of distribution channels for supplying the pumping medium to the filter membrane and the other support structure a plurality of collecting channels for collecting and merging of the passed through the filter membrane pumping medium.
  • the cover body may form a membrane support on which the pumping membrane rests in an initial position in which the volume of the working space is minimized.
  • a plurality of drain channels may be formed, which communicate with the inlet valve and the outlet valve.
  • the emptying channels can be arranged in particular star-shaped or reticulated in the membrane support. This allows for efficient draining of the pumping medium from the working space at the end of a working cycle and efficient distribution of the pumping medium into the working space at the beginning of the following working cycle, although the pumping diaphragm is then close to the membrane support.
  • the pumping membrane may have a receiving hole extending along the longitudinal direction, proximally open, blind hole-like receiving opening, which is adapted to receive a connecting dome of the connecting rod by insertion and to lock with this.
  • the connecting dome may have a thickening, whereby this thickening may taper in the distal direction to facilitate the insertion.
  • the receiving opening may form an elastically stretchable tapered portion and, distally thereafter, a flared portion of enlarged cross-section to accommodate the thickening of the connecting dome. In this way, by receiving the thickening in the widened portion of the receiving opening very easy an elastic, releasable locking connection between the connecting rod and the pumping membrane can be made.
  • Complicated connection processes via a thread, a bayonet connection, etc. can be dispensed with.
  • a separate connecting element which is firmly connected to the pumping membrane to make a connection to the connecting rod, omitted.
  • an insertion funnel tapering in a funnel-like manner in the distal direction may be formed in order to facilitate the insertion of the connecting mandrel into the receiving opening.
  • the diaphragm pump may e.g. be designed as a gas pump for generating a compressed gas to supply this a medical spray applicator.
  • the operator opens the package and removes the sterilized unit of the pump cartridge and outlet tube from the package.
  • the operator connects the pump cartridge to the drive module and connects the outlet tube with its free distal end to the spray applicator.
  • the pump can now be put into operation to generate the compressed gas and perform the spray process.
  • the unit of pump cartridge and outlet hose is disconnected from the drive module and can be disposed of completely. In this way results in ease of use, and it is ensured that all parts that come into contact with the gas to be pumped, can be provided sterile, without the need for elaborate sterilization of the drive elements of the pump needs to be done.
  • the kit may further include an inlet tube connected to the pump cartridge for supplying the pumping medium to be pumped to the pump cartridge.
  • the inlet tube is advantageously also included in the package.
  • An inlet tube may be particularly advantageous when a compressed gas is to be supplied to a laparoscopic spray applicator.
  • a pressurized gas usually passed into the abdominal cavity in order to enlarge it (insufflation).
  • the present invention provides a diaphragm pump with a pump cartridge of the type mentioned above. This indicates:
  • a drive module with a drive motor and a connecting rod, which can be driven by the drive motor to an oscillating drive movement
  • a pump cartridge of the aforementioned type wherein the pump cartridge is replaceably connectable to the drive module.
  • the diaphragm pump has:
  • Drive motor can be driven to an oscillating drive movement
  • a pump cartridge detachably connectable to the drive module and having an elastic pumping membrane, an inlet valve and an outlet valve.
  • the pumping membrane is connectable to the connecting rod to drive the pumping membrane to an oscillating working movement along a longitudinal direction.
  • the connecting rod has a connecting mandrel extending distally along the longitudinal direction.
  • the pumping membrane has a proximally open, blind hole-like receiving opening extending along the longitudinal direction for the connecting mandrel.
  • the connecting mandrel and the receiving opening are formed so complementary to each other that an elastic, releasable locking connection between the connecting rod and the pumping membrane can be produced by the connecting mandrel along the longitudinal direction is fully inserted into the receiving opening.
  • the latching connection is produced by expanding a region of the pumping membrane surrounding the receiving opening during the insertion of the connecting mandrel and then contracting elastically after the connecting mandrel has been pushed completely into the receiving opening.
  • the connecting mandrel may have the already mentioned thickening with an enlarged cross-section, wherein this thickening may be designed to taper in particular in the distal direction in order to facilitate the insertion of the connecting mandrel into the receiving opening.
  • the receiving opening may correspondingly form a tapered section and in the distal direction thereafter a widened section of enlarged cross-section to accommodate the thickening of the connecting mandrel.
  • the thickening widens the tapered section.
  • the pumping membrane may contract again in the tapered section. This then creates an elastic, releasable latching connection between the connecting rod and the pumping membrane.
  • a funnel-like tapering insertion funnel can be formed between a proximal surface of the pumping membrane and the tapered section. This insertion funnel ensures that the connecting mandrel finds the receiving opening even if it is slightly offset from the central center axis of the insertion opening or slightly tilted towards this moves.
  • connection between the connecting rod and the pumping membrane in pumping operation is automatically produced by the connecting mandrel is pushed by the drive movement in the Em 2015ö réelle.
  • the connecting rod can be connected to the drive motor in such a way that, when the pump cartridge is connected to the drive module, the elastic, releasable locking connection between the connecting rod and the pumping membrane can be produced automatically by the drive movement of the connecting rod generated by the drive motor. This can be achieved by a suitable dimensioning and arrangement of drive motor, connecting rod and pumping membrane.
  • the connecting rod may comprise a support ring which laterally surrounds the connection dome with respect to the longitudinal direction and rests on the pumping membrane in order to support it.
  • the support ring can ensure that the connecting rod advances the pumping membrane uniformly over its entire surface in order to reduce the volume of the working space without tilting or undesirably deforming the pumping membrane.
  • the connection of the pump cartridge with the drive module via a simple releasable latching connection.
  • the pump cartridge may have a Rasteiement for producing a releasable latching connection between the pump cartridge and a housing-fixed mounting portion of the drive module.
  • the fastening area fixed to the housing can form a pivot receptacle for the pump cartridge, so that the pump cartridge can be connected to the drive module by a pivoting movement in the pivot receptacle.
  • Fig. L is a perspective view of a diaphragm pump with drive module
  • a pump cartridge according to an embodiment of the present invention in the assembled state
  • Fig. 2 is a front view of the diaphragm pump
  • Fig. 3 is a perspective view of the diaphragm pump in one Intermediate state during attachment or removal of the pump cartridge;
  • FIG. 1 a perspective view of the diaphragm pump in a state in which the pump cartridge is separated from the drive module;
  • a diaphragm pump 1 according to an embodiment of the present invention is illustrated in various states and views.
  • These Diaphragm pump is designed as a gas pump for generating a compressed gas such as air or C0 2 , wherein the compressed gas can be supplied to a medical spray applicator, for example.
  • the principles of the present invention can also be applied to membrane pumps for fluids other than gases, for example for conveying liquids, emulsions, suspensions, liquid-gas mixtures, etc.
  • the diaphragm pump instead of a pressure pump for generating a pressurized medium, the diaphragm pump also be configured as a suction pump.
  • the diaphragm pump 1 comprises a drive module 100 and a replaceable pump cartridge 200.
  • the drive module 100 has a housing 110 in which various parts required for driving and controlling the diaphragm pump are received, as well as one or more several controls, in the present example in the form of a knob 111, which serve to operate the diaphragm pump by the user.
  • a mounting plate 120 is formed to releasably connect the pump cartridge 200 with the drive module 100.
  • the pump cartridge is at its lower end in a pivot receptacle 122 which is formed at the lower end of the holding plate 120, inserted and clicked with the aid of a handle 510 in the mounting plate 120.
  • To the pump cartridge 200 are connected an inlet tube 211 for the sucked gas (suction direction F1) and an outlet tube 212 for the exiting compressed gas (outlet direction F2).
  • FIG. 3 illustrate how the pump cartridge 200 is connected to or detached from the drive module 100.
  • the pump cartridge 200 is inserted with its lower end into the swivel receptacle 122, but has not yet been firmly connected to the mounting plate 120.
  • the fastening plate 120 has a slot-shaped latching opening 121, and on the handle 510, a latching hook or a latching pawl 512 is formed, which can be inserted into the latching opening 121.
  • FIG. 4 shows the design of the drive module 100 in the region in which it is connected to the pump cartridge 200.
  • the mounting plate 120 serving as a membrane counter bearing, slightly tapering in the direction of the interior of the housing 110 extending recess 123 which defines a circular opening.
  • a connecting rod described in more detail below protrude into this opening, in particular a connection mandrel 134 for connecting the connecting rod with the pumping membrane to be described in more detail below, and a support ring 135 for the pumping membrane.
  • a lower support rib 125 serves to accurately position the pump cartridge 200 to the mounting plate 120.
  • An upper support rib 124 ensures a defined distance between the mounting plate 120 and the proximal side of the pump cartridge 200.
  • FIGS. 5 and 6 the diaphragm pump is shown in longitudinal section.
  • FIGS. 5 and 6 it can be seen in particular how the handle 510 is latched by means of the latching pawl 512 with the latching lug 126 already mentioned in the latching opening 121.
  • a drive motor 130 is received in the interior of the housing 110, which drives with its motor shaft 131, an eccentric disk 132 to rotate.
  • the eccentric disk 132 is surrounded by a raceway 136, which runs with its inner peripheral surface on the outer peripheral surface of the eccentric disk 132.
  • the drive motor 130, the motor shaft 131, the eccentric disc 132 and the race 136 are shown in the present drawings only in a highly schematic manner; Thus, among other things, the representation of means for axial fixation of the race 136 on the eccentric disk 132 was omitted. Possible connections of eccentric disc and race are well known in the art. With the race 136, the proximal end of a rigid connecting rod 133 is rigidly connected.
  • the drive motor 130 drives via the eccentric 132 and the race 136, the connecting rod 133 to an oscillating drive movement along a longitudinal direction L.
  • the pumping cartridge 200 described in more detail below with reference to FIGS. 7 and 8 has, among other things, the already mentioned pumping membrane 410.
  • the Pump diaphragm 410 is connected to the connecting rod 133 via the connecting rod 134 and is driven by the connecting rod to an oscillating working movement along the longitudinal direction L. The manner of connection of the pumping membrane 410 to the connection dome 134 will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • the pump cartridge 200 is shown in two exploded views from different viewing directions.
  • the pump cartridge 200 consists of only four components, namely a plate-shaped base body, which is referred to below as the base plate 300, an elastomer insert 400, a plate-shaped cover body, which is referred to below as cover plate 500, and a flat filter membrane 600, which serves Contain impurities, especially germs such as bacteria and, if necessary, viruses, from the gas to be delivered.
  • the base plate 300 has on its proximal side (ie, facing the drive module 100), which is visible in FIG. 8, an alignment groove 301, which cooperates with the lower support rib 125 when mounting the pump cartridge 200 on the drive module 100 to the pump cartridge 200 with respect to the vertical direction to align exactly on the drive module 100.
  • a circular opening 310 is formed for the pumping membrane, which extends through the base plate 300 therethrough.
  • a recess is formed which forms an outlet valve space 330 of an exhaust valve, described in more detail below, this exhaust valve space 330 receiving an exhaust valve flap as the exhaust valve flap is deflected in the proximal direction.
  • a short, groove-shaped recess adjoins the outlet valve chamber 330 laterally, which forms an outlet channel section 331 (here extending horizontally).
  • a support structure 340 for the filter membrane 600 is formed laterally offset from the outlet valve space 330.
  • This support structure 340 protrudes distally over the surface in which the exhaust valve space 330 and the exhaust passage portion 331 are formed.
  • the support structure 340 comprises a set of longitudinally extending (in Fig. 7) vertical ribs on which a set of transverse (in Fig. 7 horizontal) extending ribs is arranged.
  • the support structure 340 has a plurality of channels, which are here designed as collecting ducts for collecting the gas which has passed through the filter membrane 600.
  • the support structure 340 acts as a gas collector to merge the gas which has passed through the filter membrane from the relatively large area of the filter membrane 600 into the relatively small cross-sectional area of an inlet channel section 321.
  • Intake passage section 321 directs the incoming gas from support structure 340 to an intake valve, described in more detail below.
  • the support structure 340 and the inlet channel section 321 are jointly surrounded by a sealing groove 353.
  • the elastomeric liner 400 is made of an elastomeric material, eg, a silicone rubber. In particular, it forms the pumping membrane 410.
  • the pumping membrane 410 has several zones which realize different functions of the pumping membrane. In a central zone 411, the pumping membrane is greatly thickened in the proximal direction (it may also be reinforced by a rigid insert, for example) and thus has a considerably greater rigidity than in the surrounding zones. In this central zone 411, a blind hole-like central receiving opening 412 for the connecting rod 134 of the connecting rod 133 is formed.
  • the central zone 411 is surrounded by a ring zone 413 of relatively low material thickness.
  • This ring zone 413 is in turn surrounded by a likewise annular clamping zone 414 for fixing the pumping membrane 410 between the base plate 300 and the cover plate 500.
  • Lateral offset from the pumping diaphragm 410 are integrally formed therewith an inlet valve flap 420 and an outlet valve flap 430.
  • the valve flaps 420, 430 are each formed as a flat, here semicircular segment of the elastomeric liner 400 elastically and thereby pivotally connected along its diameter to the remainder of the elastomeric liner 400, while along the circumference of the semicircle by a semi-circular cut is separated from the rest of the elastomeric liner 400.
  • the respective valve flap can be pivoted elastically in the distal or proximal direction.
  • an exhaust port 431 is formed in the elastomer liner 400.
  • a relatively large window opening 440 is formed, through which the support structure 340 of the base plate 300 extends in the assembled state.
  • Various sealing beads 451, 452, 453 serve to seal between the base plate 300, elastomer insert 400 and cover plate 500.
  • a first sealing bead 451 surrounds on the distal side of the elastomer insert 400 the pump diaphragm 410, the valve flaps 420, 430 and the outlet port 431 (see FIG. 7).
  • a second sealing bead 452 surrounds the window opening 440 on the distal side of the elastomeric liner 400.
  • a third sealing bead 453 on the proximal side of the elastomeric liner 400 surrounds the window opening 440 and the valve flap 420 (see FIG. 8); this sealing bead 453 acts in the assembled state sealingly with the complementary formed sealing groove 353 of the base plate 300 together.
  • the cover plate 500 includes at its top in Figures 7 and 8 end the already mentioned handle 510 with the latch 512 on.
  • the handle 510 is connected via a film hinge 511 resiliently pivotally connected to the remaining cover plate 500.
  • On the distal side of the cover plate 500 which can be seen in FIG. 7, two connecting pieces for the inlet tube 211 and the outlet tube 212 are formed.
  • On the proximal side of the cover plate 500 which can be seen in FIG. 8, a shallow recess is formed, which serves as a membrane support 550.
  • This depression has a flat central region 551, in which reticulated grooves are formed, which form drainage channels 552.
  • the central region 551 of the membrane support 550 is surrounded by a conically widening cone region 553.
  • the central region 551 serves as a support for the central zone 411 of the pumping membrane, while the cone region 553 serves as a support for the annular zone 413 of the pumping membrane 410.
  • Lateral spaced from the membrane support 550 (in Figure 8 above) is a recess which receives the inlet valve flap 420 as it deflects distally. This recess thus acts as an intake valve chamber 520 of an intake valve.
  • the inlet valve chamber 520 is connected via a groove-shaped channel section 521 with the emptying channels 551 in the central region 550 of the membrane support. From the channel section 521 branches off an also groove-shaped outlet channel section 531.
  • a continuous outlet opening 532 is formed, which opens into the outlet connection on the distal side of the cover plate 500.
  • a support structure 540 is present in a region of the cover plate 500 located at the top in FIGS. 7 and 8, a rectangular depression is formed, in which a support structure 540 is present.
  • the support structure 540 is designed analogously to the support structure 340, that is, it forms a plurality of longitudinally and transversely extending ribs, between which a plurality of channels are formed, which are now formed here as distribution channels for distribution of the gas entering the pumping cartridge; in other In words, the support structure 540 acts as a gas distributor to distribute the incoming gas to the relatively large area of the filter membrane 600.
  • the distribution channels are fed by a non-illustrated inlet opening extending through the top plate 500, which communicates with the inlet port on the distal side of the top plate 500.
  • the region in which the membrane support 550, the inlet valve chamber 520, the inlet channel section 521, the outlet channel section 531 and the outlet opening 532 are formed is surrounded by a first sealing groove 571, which is complementary to the sealing bead 451 of the elastomeric insert and sealingly cooperates with it.
  • the support structure 540 is surrounded by a second sealing groove 572 which is complementary to the sealing bead 452 of the elastomer insert 400 and cooperates sealingly therewith.
  • FIG. 9 illustrates how the connecting rod 133 is connected to the pumping membrane 410.
  • the connecting rod 133 has the already mentioned connecting mandrel 134.
  • the connecting mandrel 134 has a thickening 137 that tapers in the distal direction.
  • the blind-hole-like receiving opening 412 of the pumping membrane 410 starting from a proximal boundary surface of the pumping membrane, first forms an insertion funnel 415, which tapers conically in the distal direction.
  • a tapered section 416 adjoins the delivery funnel 415 in the distal direction, which is followed distally by a widened receiving section 417.
  • the connecting mandrel 134 In order to connect the connecting rod 133 with the pumping diaphragm 410, the connecting mandrel 134 is led into the receiving opening 412. This is facilitated by the insertion funnel 415: Through the insertion funnel 415, the connecting pin 134 finds the receiving opening 412 even when the connecting pin 134 is not inserted exactly centered or at an angle to the receiving opening 412. When inserted, the connecting mandrel 134 with the thickening 137 widens the tapered portion 416 of the receiving opening 412 slightly. As soon as the thickening 137 reaches the receiving section 412, which is correspondingly enlarged in cross-section, the tapered section 416 can contract again.
  • the connecting mandrel 134 elastically locks with the pumping diaphragm 410 and is securely connected to the pumping diaphragm 410 both by pressure and by tension.
  • this connection is self-locking: When the connecting rod 133 at the Connection of the pump cartridge 200 is located with the drive module 100 in the rear position of Figure 12, initially there is no locking, because the connecting mandrel 134 does not reach far enough into the receiving opening 412 into it. Only when the pump is put into operation and the connecting rod first reaches the starting position of Figure 11, the latching connection between the connecting mandrel 134 and the pumping diaphragm 410 is produced.
  • the pump cartridge 200 is withdrawn with sufficient force from the drive module 100.
  • a tensile force acts between the pumping membrane 410 and the connecting mandrel 134, which is sufficiently large to pull the thickening 137 out of the receiving opening 412 at the end of the connecting mandrel.
  • the diaphragm pump defines a working space W bounded by the pumping diaphragm 410 and the cover plate 500.
  • the diaphragm pump also has an integrated inlet valve VI and an integrated outlet valve V2.
  • the intake valve is formed through the intake passage portion 321 in the base plate 300, the intake valve flap 420 of the elastomeric liner 400, and the intake valve space 520 in the cover plate 500.
  • the exhaust valve V2 is formed by the exhaust valve space 330 in the base plate 300, the exhaust valve 430 of the elastomeric liner 400, and the exhaust port 532 in the cover plate 500.
  • the gas to be delivered passes into the pumping cartridge 200.
  • the incoming gas is distributed by means of the support structure 540 of the cover plate 500 to a relatively large area and passes through the filter membrane 600 therethrough.
  • the gas thus filtered is collected again and passes through the inlet channel section 321 to the inlet valve VI and from there further into the working space W.
  • the working space W is through the pumping membrane 410 in a first part of the working cycle (suction) a Produces negative pressure and so sucked gas through the open valve VI through; due to the negative pressure, the outlet valve V2 automatically remains closed.
  • the pumping diaphragm 410 now generates an overpressure in the working space W.
  • the inlet valve VI closes, the outlet valve V2 opens, and the gas passes through the outlet opening 532 ejected into the outlet hose 212.
  • FIG. 11 shows pumping diaphragm 410 in its initial position, FIG. 12 in its end position.
  • the pumping membrane 410 is clamped with its clamping zone 414 between the base plate 300 and the cover plate 500.
  • the connecting pin 134 of the connecting rod 133 is inserted into the receiving opening 412 of the pumping membrane 410 and locked in this releasably.
  • the pump diaphragm 410 is pressed against the cover plate 500 by the connecting rod 133 via the connecting rod 134 and the support ring 135.
  • the pumping membrane 410 lies with its central zone 411 on the central region 551 of the membrane support 550.
  • the pumping membrane 410 With its ring zone 413, the pumping membrane 410 lies correspondingly on the cone region 553 of the membrane support 550.
  • the connecting rod 133 pulls the diaphragm 410 from the starting position of FIG. 11 to the end position of FIG. 12.
  • the central zone 411 is at a distance from the central region 551 of the membrane support 550.
  • the annular zone 413 is due to the elasticity of the pump diaphragm changed its orientation and now extends angled to the cone portion 553 of the diaphragm support 550.
  • the already mentioned working space W has formed, and through the inlet valve VI gas is introduced into this working space.
  • the connecting rod 133 via its mandrel 134 and the support ring 135 presses the pump diaphragm 410 back into its starting position.
  • the working space W decreases, and the gas therein is expelled through the outlet valve V2.
  • the already mentioned net-like emptying channels 552 are formed in the membrane support 550.
  • FIGS. 13 and 14 illustrate the different valve positions of the intake valve VI and the exhaust valve V2 during the intake phase and the exhaust phase, respectively.
  • the intake valve flap 420 is deflected in the distal direction (ie, in the direction of the cover plate 500) and thereby projects into the intake valve chamber 520.
  • the inlet valve flap 420 releases a passage between the inlet channel section 321 in the base plate 300 and the inlet channel section 521 in the cover plate 500, allowing gas to enter from the filter 600 to the working space W.
  • the outlet valve flap 430 rests on the cover plate 500 and closes
  • the inlet valve flap 420 rests on the base plate 300, thus closing the passage between the inlet channel section 321 in the base plate 300 and the base plate 300
  • the exhaust valve 430 of the exhaust valve V2 is deflected in the proximal direction (ie, toward the base plate 300) and thereby protrudes into the exhaust valve space 330.
  • the exhaust valve door 430 releases a passage between the exhaust passage portion 531 in the cover plate 500 and the exhaust passage portion 331 in the base plate 300, thereby allowing the gas to be expelled from the work space W via the exhaust ports 431, 532 to the exhaust port 562.
  • FIG. 15 illustrates the positioning of the filter membrane 600.
  • the filter membrane 600 is clamped between the base plate 300 and the cover plate 500 and lies on both sides on the support structures 340, 540.
  • the permeated filtered gas is collected from the channels of the support structure 340 and directed to the inlet channel section 321, not visible in FIG.
  • the region accommodating the filter 600 is sealed to the outside by the sealing beads 452, 453 of the elastomer insert 400 and the sealing grooves 353, 572 of the base plate 300 and the cover plate 500 cooperating therewith.
  • FIG. 15 illustrates the positioning of the filter membrane 600.
  • the filter membrane 600 is clamped between the base plate 300 and the cover plate 500 and lies on both sides on the support structures 340, 540.
  • FIG. 16 illustrates in a highly schematic way a possible use of the diaphragm pump of FIGS. 1-15 in the context of a laparoscopic procedure.
  • a gas cylinder 710 C0 2 gas passes via an insufflator 720 to a first trocar 730 in the abdominal wall of the patient.
  • This trocar 730 C0 2 gas is passed into the abdominal cavity of the patient (insufflation) to fill it with gas.
  • the trocar 730 also introduces a surgical instrument 740 into the abdominal cavity.
  • a second trocar 750 is passed through the abdominal wall. Through this, the catheter 762 of a laparoscopic spray applicator 760 is inserted into the abdominal cavity.
  • the spray applicator 760 With the help of the spray applicator 760, two components of a tissue adhesive are sprayed inside the abdominal cavity.
  • the spray applicator 760 is supplied in a connection region 761 C0 2 gas under pressure.
  • the membrane pump 1 with drive module 100 and pump cartridge 200 is used.
  • the inlet tube 211 is connected to the trocar 750.
  • the pump cartridge 200 C0 2 gas is supplied from the abdominal cavity.
  • the diaphragm pump 1 delivers the gas thus supplied under pressure through the outlet hose 212 to the spray applicator 760, where it is used for spraying the components in the abdominal cavity.
  • FIG. 17 illustrates in a highly schematic way a possible use of the diaphragm pump of FIGS. 1-15 in the context of an open engagement.
  • the membrane pump draws in via the intake manifold 561 (which for the sake of simplicity is greatly shortened here) ambient air and conveys it under pressure to a spray applicator 770.
  • the pump cartridge 200 can be completely separated from the drive module 100 in a very simple manner.
  • the pump cartridge 200 together with the already pre-assembled outlet hose 212 and possibly also with the already pre-assembled inlet hose 211 in a common packaging sterile or sterilizable (eg sterilized by gamma radiation or can be sterilized by gassing).
  • a package 800 is indicated in the figure 14 by way of example and very schematically by a dashed line.
  • the surgeon removes the unit of pumping cartridge 200, outlet tubing 212, and optionally inlet tubing 211 of the package, clicks the pump cartridge 200 into the drive module 100, and connects the outlet tubing 212 to the spray applicator 760 and 770 and optionally the inlet tubing 211 to the trocar 750.
  • the unit of the pump cartridge 200, outlet hose 212 and optionally inlet hose 211 is released and disposed of completely. This results in a very simple handling.
  • the integrated gas filter filter membrane 600 not only ensures that germs and other impurities are effectively filtered out of the gas to be pumped, but also has a strong sound-absorbing effect. As a result, a particularly quiet operation of the diaphragm pump 1 is achieved.
  • the diaphragm pump is designed as a gas pump for generating a compressed gas.
  • the principles of the present invention can also be applied to diaphragm pumps for conveying other fluid media, for example for conveying liquids, emulsions, suspensions, liquid-gas mixtures, etc. Accordingly, the applications are not limited to the field of medical technology.
  • a membrane pump according to the invention can also be used, for example, in chemical laboratory technology or analytics.
  • the diaphragm pump can also be configured as a suction pump.
  • the filter membrane 600 with the associated structures gas distributor, gas collector
  • the membrane, the valves and the channels inside the pump cartridge can be dimensioned differently.
  • the pumping membrane is formed integrally with the valve flaps of the inlet and outlet valve in a common elastomer insert. Instead, it is also conceivable to form the valve flap (s) of the inlet and / or outlet valve in separate elastomeric inserts.
  • the base body and the cover body plate-shaped. Instead, it is also conceivable to form these bodies eg stepped.
  • the base body and the cover body can be made in one piece with one another and connected to one another via one or more film hinges.
  • the manner of connecting the pump cartridge 200 to the drive module 100 may also be configured differently than in the exemplary embodiment explained above. Thus, another form of locking connection can be provided.
  • a latching connection other easily detachable types of connection between the housing of the pump cartridge and the housing of the drive module are conceivable, for example a bayonet connection.
  • Inlet valve flap 600 filters

Abstract

Eine auswechselbare Pumpkartusche (200) für eine Membranpumpe weist einen Basiskörper (300) und einen Deckkörper (500) auf. Zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper ist eine Pumpmembran (410) angeordnet. Die Pumpmembran und der Deckkörper begrenzen gemeinsam einen Arbeitsraum. Lateral von der Pumpmembran sind zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper ausserdem Ventilklappen (420, 430) eines Einlassventils und eines Auslassventils angeordnet. Der Basiskörper und der Deckkörper weisen jeweils zu den Ventilklappen weisende Oberflächen auf. In den genannten Oberflächen sind Vertiefungen ausgebildet, die lateral verlaufende Fluidkanäle (521, 531) zwischen dem Einlassventil, dem Arbeitsraum und dem Auslassventil bilden. Zusätzlich kann eine Filtermembran (600) in der Pumpkartusche integriert sein. Zur Verbindung mit einem Pleuel eines Antriebsmoduls kann die Pumpmembran eine sacklochartige Öffnung (412) aufweisen.

Description

TITEL MEMBRANPUMPE MIT MEDIENTRENNUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranpumpe, bei der alle Teile, die mit dem Pumpmedium in Kontakt kommen, vollständig auswechselbar sind, eine auswechselbare Pumpkartusche für eine solche Membranpumpe, sowie ein Set, das eine solche Pumpkartusche umfasst.
STAND DER TECHNIK
Membranpumpen (auch als Diaphragmapumpen bezeichnet) finden in so unterschiedlichen Bereichen wie der Labortechnik, der Verfahrenstechnik oder der Medizintechnik Verwendung. Sie können zur Förderung von gasförmigen oder flüssigen Medien dienen. Aus der WO 2007/013049 AI ist eine Membranpumpe bekannt, die als Vakuumsystem zur Wunddrainage ausgebildet ist. Die Pumpe weist eine Antriebseinheit mit einem Antriebsmotor und einem von diesem zu einer oszillierenden Antriebsbewegung angetriebenen Pleuel auf. Eine wegwerfbare Pumpeinheit ist mittels einer Bajonettverbindung lösbar mit der Antriebseinheit verbindbar. Die Pumpeinheit enthält sämtliche Teile, die mit dem zu fördernden Pumpmedium in Kontakt kommen. Die Pumpeinheit weist eine Einlasskammer, ein Einlassventil, eine elastische Pumpmembran, ein Auslassventil und eine Auslasskammer auf. Die Pumpmembran wird durch den Pleuel zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung angetrieben. Zur Verbindung mit dem Pleuel ist eine Antriebsstange fest an der Pumpmembran angebracht. Diese Antriebsstange wird in einen Hohlraum des Pleuels eingeschoben und mit diesem bajonettartig verriegelt.
Allerdings ist die aus diesem Dokument bekannte Pumpeinheit relativ kompliziert aufgebaut und beansprucht viel Platz. Zudem ist die Handhabung, insbesondere die Art und Weise der Verbindung zwischen der Pumpeinheit und der Antriebseinheit, verbesserungsfähig. Insbesondere kann es geschehen, dass je nach der Stellung des Pleuels beim Verbinden der Pumpeinheit mit der Antriebseinheit keine sichere Verbindung zwischen dem Pleuel und der Antriebsstange möglich ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäss einem ersten Aspekt Ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine auswechselbare Pumpeinheit einer Membranpumpe anzugeben, die alle Teile enthält, die mit dem Pumpmedium in Kontakt kommen, wobei die Pumpeinheit einfach aufgebaut ist und kostengünstig gefertigt werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Pumpeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausfuhrungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die vorliegende Erfindung stellt eine Pumpkartusche für eine Membranpumpe zur Förderung eines Pumpmediums zur Verfügung. Die Pumpkartusche ist derart ausgebildet, dass sie lösbar mit einem Antriebsmodul der Membranpumpe verbindbar ist. Sie weist auf: einen Basiskörper;
einen Deckkörper;
ein Einlassventil, das eine elastische Einlassventilklappe umfasst;
ein Auslassventil, das eine elastische Auslassventilklappe umfasst; und
eine elastische Pumpmembran, die zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper angeordnet ist und die lösbar mit einem Pleuel des Antriebsmoduls verbindbar ist, um die Pumpmembran zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung entlang einer Längsrichtung anzutreiben.
Die Pumpmembran und der Deckkörper begrenzen gemeinsam einen Arbeitsraum, der ein durch die oszillierende Arbeitsbewegung der Pumpmembran veränderliches Volumen aufweist. Die Einlassventilklappe ist bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran (d.h. neben der Pumpmembran) zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper angeordnet. Ebenso ist die Auslassventilklappe bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran und von der Einlassventilklappe (d.h. neben der Pumpmembran und der Einlassventilklappe) zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper angeordnet, d.h. die Ausgangsventilklappe, die Eingangsventilklappe und die Pumpmembran überlappen nicht entlang der Längsrichtung. Der Basiskörper und der Deckkörper weisen jeweils zur Eingangsventilklappe und zur Ausgangsventilklappe hin weisende Oberflächen auf, wobei in mindestens einer dieser Oberflächen (vorzugsweise im Deckkörper) Vertiefungen ausgebildet sind, die bezüglich der Längsrichtung lateral (d.h. quer zur Längsrichtung) verlaufende Fluidkanäle zwischen dem Einlassventil, dem Arbeitsraum und dem Auslassventil bilden.
Indem die Einlassventilklappe und die Auslassventilklappe lateral von der Pumpmembran angeordnet sind und die lateralen Verbindungen zwischen den Ventilen und dem Arbeitsraum durch Vertiefungen in Oberflächen des Basiskörpers und/oder des Deckkörpers gebildet sind, resultiert ein sehr einfacher Aufbau und eine sehr einfache Montage der Pumpkartusche. Die Montage kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Pumpmembran, die Eingangsventilklappe und die Ausgangsventilklappe einfach in den Basiskörper eingelegt werden, und dass anschliessend der Deckkörper aufgelegt und mit dem Basiskörper verbunden wird, z.B. durch Laserschweissen oder eine Schnappverbindung. Gleichzeitig ermöglicht die vorgeschlagene Bauweise eine einfache Anpassung der Dimensionierung des Arbeitsraums, der Ventile und der Fluidkanäle an unterschiedliche Anforderungen (z.B. an unterschiedliche zu fördernde Medien, an unterschiedliche Förderdrücke und Förderraten usw.). Ausserdem wird durch die vorgeschlagene Gestaltung eine sehr kompakte und flache Bauweise der Pumpkartusche möglich.
Die Pumpmembran, die Eingangsventilklappe und die Ausgangsventilklappe können im Wesentlichen koplanar angeordnet werden, d.h. es gibt in diesem Fall mindestens eine Ebene, die diese Elemente schneidet, wobei diese Ebene vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung verläuft.
Um einen besonders einfachen Aufbau zu erreichen, weist der Basiskörper vorzugsweise mindestens einen plattenförmigen Abschnitt auf. Ebenso weist der Deckkörper vorzugsweise mindestens einen plattenförmigen Abschnitt auf. Die plattenförmigen Abschnitte haben dann zueinander weisende, ebene Oberflächen. In mindestens einer dieser Oberflächen sind dann die genannten Vertiefungen ausgebildet. Um den Aufbau weiter zu vereinfachen, können die Pumpmembran, die Einlassventilklappe und die Auslassventilklappe einstückig in einer gemeinsamen Elastomereinlage ausgebildet sein. Die Elastomereinlage ist dann insgesamt zwischen dem Basiselement und dem Deckelement gehalten. Sie kann zusätzlich dazu dienen, die Fluidkanäle zu begrenzen und abzudichten.
Zusätzlich können die genannten Vertiefungen einen Einlassventilraum und einen Auslassventilraum bilden. Dabei ist der Einlassventilraum dazu ausgebildet, die Einlassventilklappe aufzunehmen, wenn das Einlassventil öffnet, und der Auslassventilraum ist dazu ausgebildet, die Auslassventilklappe aufzunehmen, wenn das Auslassventil öffnet. Indem auch die Ventilräume als Vertiefungen ausgebildet sind, wird der Aufbau zusätzlich vereinfacht. Die Pumpkartusche kann ausserdem eine Filtermembran aufweisen, die derart zwischen dem Basiskörper und dem Deckkörper angeordnet ist, dass das Pumpmedium die Filtermembran passiert, wenn es durch die Pumpkartusche hindurch gefördert wird. Dabei ist die Filtermembran bevorzugt bezüglich der Förderrichtung stromaufwärts vom Arbeitsraum angeordnet, d.h. das Pumpmedium passiert die Filtermembran vorzugsweise vor seinem Eintritt in den Arbeitsraum. Besonders bevorzugt ist die Filtermembran stromaufwärts von Einlassventil angeordnet, um das Eintreten von Verunreinigungen in die beweglichen Elemente der Pumpkartusche zu vermeiden. Die Filtermembran kann insbesondere dazu ausgebildet sein, Keime wie Bakterien oder Viren zurückzuhalten. Filtermembranen zu diesem Zweck sind im Stand der Technik wohlbekannt. Um weiterhin einen einfachen und flachen Aufbau zu ermöglichen, ist die Filtermembran vorzugsweise bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran, der Einlassventilklappe und der Auslassventilklappe angeordnet. Die genannten Vertiefungen können dann mindestens einen Abschnitt eines Verbindungskanals bilden, der die Filtermembran lateral mit dem Einlassventil, dem Arbeitsraum oder dem Auslassventil verbindet.
Um die Filtermembran zwischen Basiskörper und Deckkörper zu halten und das Pumpmedium effizient durch die Filtermembran zu leiten, kann am Basiskörper eine erste Stützstruktur ausgebildet sein, auf der der Filter mit einer ersten Seite aufliegt. Am Deckkörper kann entsprechend eine zweite Stützstruktur ausgebildet sein, auf der der Filter mit einer zweiten Seite aufliegt. Eine der Stützstrukturen kann dann eine Vielzahl von Verteilkanälen zur Zuführung des Pumpmediums zur Filtermembran und die andere Stützstruktur eine Vielzahl von Sammelkanälen zum Sammeln und Zusammenführen des durch die Filtermembran hindurchgetretenen Pumpmediums bilden.
Um einen effizienten Pumpbetrieb zu ermöglichen, kann der Deckkörper eine Membranauflage bilden, auf der die Pumpmembran in einer Ausgangsstellung, in der das Volumen des Arbeitsraums minimiert ist, aufliegt. In der Membranauflage können eine Mehrzahl Entleerungskanäle ausgebildet sein, die mit dem Einlassventil und dem Auslassventil kommunizieren. Die Entleerungskanäle können insbesondere sternförmig oder netzförmig in der Membranauflage angeordnet sein. Dadurch werden eine effiziente Entleerung des Pumpmediums aus dem Arbeitsraum am Ende eines Arbeitszyklus und eine effiziente Verteilung des Pumpmediums in den Arbeitsraum zu Beginn des folgenden Arbeitszyklus ermöglicht, obwohl sich die Pumpmembran dann nahe der Membranauflage befindet.
Um eine besonders einfache Verbindung des Pleuels mit der Pumpmembran zu ermöglichen, kann die Pumpmembran eine sich entlang der Längsrichtung erstreckende, proximal offene, sacklochartige Aufnahmeöffnung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen Verbindungsdom des Pleuels durch Einschieben aufzunehmen und mit diesem zu verrasten. Der Verbindungsdom kann eine Verdickung aufweisen, wobei sich diese Verdickung in distaler Richtung verjüngen kann, um das Einführen zu erleichtern. Die Aufnahmeöffnung kann einen elastisch dehnbaren verjüngten Abschnitt und in distaler Richtung daran anschliessend einen aufgeweiteten Abschnitt mit vergrössertem Querschnitt bilden, um die Verdickung des Verbindungdoms aufzunehmen. Auf diese Weise kann durch die Aufnahme der Verdickung in den aufgeweiteten Abschnitt der Aufnahmeöffnung sehr einfach eine elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel und der Pumpmembran hergestellt werden. Komplizierte Verbindungsvorgänge über ein Gewinde, eine Bajonettverbindung usw., wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, können entfallen. Auch kann ein separates Verbindungselement, das fest mit der Pumpmembran verbunden ist, um eine Verbindung zum Pleuel herzustellen, entfallen. Zwischen einer proximalen Oberfläche der Pumpmembran und dem verjüngten Abschnitt kann ein sich in distaler Richtung trichterartig verjüngender Einfuhrtrichter ausgebildet sein, um das Einschieben des Verbindungsdorns in die Aumahmeöffhung zu erleichtern. Die vorliegende Erfindung stellt ausserdem ein Set zur Verfügung, welches aufweist:
eine Pumpkartusche der vorstehend angegebenen Art;
einen Auslassschlauch, der mit der Pumpkartusche verbunden ist, um das aus dem Arbeitsraum geförderte Pumpmedium von der Pumpkartusche wegzuleiten; und
eine Verpackung, die die Pumpkartusche und den Auslassschlauch steril oder sterilisierbar aufnimmt.
Ein solches Sterilset erleichtert die Arbeit, wenn die Membranpumpe im medizinischen Kontext eingesetzt werden soll, z.B. in einem Operationssaal. So kann die Membranpumpe z.B. als Gaspumpe zum Erzeugen eines Druckgases ausgebildet sein, um dieses einem medizinischen Sprayapplikator zuzuführen. Um die Pumpe in Betrieb zu nehmen, öffnet die Bedienperson die Verpackung und entnimmt die sterilisierte Einheit aus Pumpkartusche und Auslassschlauch aus der Verpackung. Die Bedienperson verbindet die Pumpkartusche mit dem Antriebsmodul und schliesst den Auslassschlauch mit seinem freien distalen Ende am Sprayapplikator an. Die Pumpe kann nun in Betrieb genommen werden, um das Druckgas zu erzeugen und den Sprayvorgang durchzuführen. Nach Beendigung des Sprayvorgangs wird die Einheit aus Pumpkartusche und Auslassschlauch vom Antriebsmodul getrennt und kann komplett entsorgt werden. Auf diese Weise resultiert eine einfache Handhabung, und es ist sichergestellt, dass alle Teile, die mit dem zu fördernden Gas in Kontakt kommen, steril bereitgestellt werden können, ohne dass eine aufwändige Sterilisierung der Antriebselemente der Pumpe zu erfolgen braucht.
Je nach Anwendung kann das Set ausserdem einen Einlassschlauch aufweisen, der mit der Pumpkartusche verbunden ist, um das zu fördernde Pumpmedium zur Pumpkartusche zuzuführen. In diesem Fall ist der Einlassschlauch vorteilhaft ebenfalls in der Verpackung aufgenommen. Ein Einlassschlauch kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn ein Druckgas zu einem laparoskopischen Sprayapplikator zugeführt werden soll. Bei laparoskopischen Eingriffen wird in der Regel ein Druckgas (meist C02-Gas) in die Bauchhöhle geleitet, um diese zu vergrössem (Insufflation). Um diesen Vorgang bei einer laparoskopischen Sprayapplikation möglichst wenig zu stören, ist es von Vorteil, das für die Sprayapplikation benötigte Gas der Bauchhöhle zu entnehmen, mit der Membranpumpe zum Sprayapplikator fördern und durch den Sprayvorgang wieder in die Bauchhöhle zurückzuführen.
Zudem stellt die vorliegende Erfindung eine Membranpumpe mit einer Pumpkartusche der vorstehend genannten Art zur Verfügung. Diese weist auf:
ein Antriebsmodul mit einem Antriebsmotor und einem Pleuel, der vom Antriebsmotor zu einer oszillierenden Antriebsbewegung antreibbar ist; und
eine Pumpkartusche der vorstehend genannten Art, wobei die Pumpkartusche auswechselbar mit dem Antriebsmodul verbindbar ist.
Gemäss einem zweiten Aspekt ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Membranpumpe mit einem Antriebsmodul und einer auswechselbaren Pumpkartusche anzugeben, bei der die Verbindung zwischen dem Pleuel des Antriebsmoduls und der Pumpmembran der Pumpkartusche auf eine besonders einfache und sichere Art möglich ist.
Die Membranpumpe weist auf:
ein Antriebsmodul mit einem Antriebsmotor und einem Pleuel, der vom
Antriebsmotor zu einer oszillierenden Antriebsbewegung antreibbar ist; und
eine Pumpkartusche, die lösbar mit dem Antriebsmodul verbindbar ist und die eine elastische Pumpmembran, ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweist. Die Pumpmembran ist mit dem Pleuel verbindbar, um die Pumpmembran zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung entlang einer Längsrichtung anzutreiben. Dazu weist der Pleuel einen sich entlang der Längsrichtung distal erstreckenden Verbindungsdorn auf. Die Pumpmembran weist eine sich entlang der Längsrichtung erstreckende, proximal offene, sacklochartige Aufnahmeöffnung für den Verbindungsdorn auf. Der Verbindungsdorn und die Aufnahmeöffhung sind derart komplementär zueinander ausgebildet, dass eine elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel und der Pumpmembran herstellbar ist, indem der Verbindungsdorn entlang der Längsrichtung vollständig in die Aufnahmeöffnung eingeschoben wird. Dadurch erfolgt die Verbindung zwischen der Pumpmembran und dem Pleuel auf eine äusserst einfache Weise. Es sind keine weiteren Verbindungselemente an der Pumpmembran oder komplizierte Vorgänge erforderlich, um die Verbindung herzustellen.
Der erste und der zweite Aspekt der Erfindung können ohne weiteres beliebig kombiniert werden.
Vorteilhaft wird die Rastverbindung dadurch hergestellt, dass ein die Aufnahmeöffnung umgebender Bereich der Pumpmembran während des Einschiebens des Verbindungsdorns aufgedehnt wird und sich anschliessend elastisch zusammenzieht, nachdem der Verbindungsdorn vollständig in die Aufnahmeöffnung eingeschoben wurde. Dazu kann der Verbindungsdorn die schon erwähnte Verdickung mit vergrössertem Querschnitt aufweisen, wobei diese Verdickung insbesondere in die distale Richtung zulaufend ausgebildet sein kann, um das Einführen des Verbindungsdorns in die Aufnahmeöffnung zu erleichtern. Die Aufnahmeöffnung kann entsprechend einen verjüngten Abschnitt und in distaler Richtung daran anschliessend einen aufgeweiteten Abschnitt mit vergrössertem Querschnitt bilden, um die Verdickung des Verbindungdorns aufzunehmen. Beim Einschieben des Verbindungsdorns weitet die Verdickung den verjüngten Abschnitt auf. Nach der Aufnahme der Verdickung in den aufgeweiteten Abschnitt kann sich die Pumpmembran im verjüngten Abschnitt wieder zusammenziehen. Dadurch entsteht dann eine elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel und der Pumpmembran.
Um das Einschieben des Verbindungsdorns in die Aufnahmeöffnung zu erleichtern, kann zwischen einer proximalen Oberfläche der Pumpmembran und dem verjüngten Abschnitt ein sich in distaler Richtung trichterartig verjüngender Einführtrichter ausgebildet sein. Dieser Einführtrichter stellt sicher, dass der Verbindungsdorn die Aufnahmeöffnung selbst dann findet, wenn er leicht versetzt zur zentralen Mittelachse der Einführungsöffnung oder leicht verkippt auf diese zubewegt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Verbindung zwischen dem Pleuel und der Pumpmembran im Pumpbetrieb automatisch hergestellt, indem der Verbindungsdorn durch die Antriebsbewegung in die Emführöffnung hineingestossen wird. In anderen Worten kann der Pleuel derart mit dem Antriebsmotor verbunden sein, dass bei einer Verbindung der Pumpkartusche mit dem Antriebsmodul die elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel und der Pumpmembran automatisch durch die vom Antriebsmotor erzeugte Antriebsbewegung des Pleuels herstellbar ist. Dies kann durch eine geeignete Dimensionierung und Anordnung von Antriebsmotor, Pleuel und Pumpmembran erreicht werden.
Der Pleuel kann einen Stützring umfassen, der den Verbindungsdom bezüglich der Längsrichtung lateral umgibt und auf der Pumpmembran aufliegt, um diese zu stützen. Insbesondere kann der Stützring sicherstellen, dass der Pleuel die Pumpmembran mit ihrer gesamten Fläche gleichmässig vorschiebt, um das Volumen des Arbeitsraums zu verringern, ohne dass die Pumpmembran verkippt oder sich in unerwünschter Weise verformt. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Pumpkartusche mit dem Antriebsmodul über eine einfache lösbare Rastverbindung. Dazu kann die Pumpkartusche ein Rasteiement zur Herstellung einer lösbaren Rastverbindung zwischen der Pumpkartusche und einem gehäusefesten Befestigungsbereich des Antriebsmoduls aufweisen. Der gehäusefeste Befestigungsbereich kann eine Schwenkaufnahme für die Pumpkartusche bilden, so dass die Pumpkartusche durch eine Schwenkbewegung in der Schwenkaufnahme mit dem Antriebsmodul verbindbar ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. l eine perspektivische Ansicht einer Membranpumpe mit Antriebsmodul und
Pumpkartusche gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, im zusammengesetzten Zustand;
Fig. 2 eine Frontansicht der Membranpumpe;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Membranpumpe in einem Zwischenzustand während der Anbringung oder Entfernung der Pumpkartusche;
eine perspektivische Ansicht der Membranpumpe in einem Zustand, in dem die Pumpkartusche vom Antriebmodul getrennt ist;
eine Schnittdarstellung der Membranpumpe in der Ebene A-A der Fig. 2 im zusammengesetzten Zustand;
eine Schnittdarstellung der Membranpumpe in der Ebene A-A im Zwischenzustand;
eine Explosionszeichnung der Pumpkartusche der Membranpumpe aus einer ersten Blickrichtung;
eine Explosionszeichnung der Pumpkartusche aus einer zweiten Blickrichtung;
einen vergrösserten Ausschnitt der Fig. 6 zur Illustration der Verbindung zwischen Pleuel und Pumpmembran;
eine schematische Prinzipskizze zur Illustration des Funktionsprinzips der Membranpumpe;
eine Schnittdarstellung der Membranpumpe in der Ebene B-B der Fig. 5 in einer ersten Stellung;
eine Schnittdarstellung gemäss Fig. 11 in einer zweiten Stellung; eine Schnittdarstellung der Membranpumpe in der Ebene C-C der Fig. 5 während des ersten Teils des Arbeitszyklus (Ansaugphase);
eine Schnittdarstellung gemäss Fig. 13 während des zweiten Teils des
Arbeitszyklus (Ausstossphase);
eine vergrösserte Darstellung des Details E der Fig. 5;
eine Prinzipskizze zur Illustration der Verwendung der Membranpumpe im
Kontext laparoskopischer Eingriffe; und
eine Prinzipskizze zur Verwendung der Membranpumpe im Kontext von offenen Eingriffen.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Figuren 1 bis 15 ist eine Membranpumpe 1 gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Zuständen und Ansichten illustriert. Diese Membranpumpe ist als Gaspumpe zur Erzeugung eines Druckgases wie Luft oder C02 konzipiert, wobei das Druckgas z.B. einem medizinischen Sprayapplikator zugeführt werden kann. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch auch auf Membranpumpen für andere fluide Medien als Gase anwenden, z.B. zum Fördern von Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspensionen, Flüssigkeits-Gas-Gemischen usw. Statt als Druckpumpe zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Mediums kann die Membranpumpe auch als Saugpumpe konfiguriert sein.
Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, umfasst die Membranpumpe 1 ein Antriebsmodul 100 und eine auswechselbare Pumpkartusche 200. Das Antriebsmodul 100 weist ein Gehäuse 110 auf, in welchem verschiedene für den Antrieb und die Steuerung der Membranpumpe benötigte Teile aufgenommen sind, sowie eines oder mehrere Bedienelemente, im vorliegenden Beispiel in Form eines Einstellknopfes 111, die zur Bedienung der Membranpumpe durch den Benutzer dienen. Auf einer Stirnseite des Gehäuses ist eine Befestigungsplatte 120 ausgebildet, um die Pumpkartusche 200 lösbar mit dem Antriebsmodul 100 zu verbinden. Dazu ist die Pumpkartusche an ihrem unteren Ende in eine Schwenkaufnahme 122, die am unteren Ende der Halteplatte 120 ausgebildet ist, eingesetzt und mit Hilfe eines Handgriffs 510 in die Befestigungsplatte 120 eingeklickt. Mit der Pumpkartusche 200 sind ein Einlassschlauch 211 für das angesaugte Gas (Ansaugrichtung Fl) und ein Auslassschlauch 212 für das austretende Druckgas (Auslassrichtung F2) verbunden.
Die Figuren 3 und 4 illustrieren, wie die Pumpkartusche 200 mit dem Antriebsmodul 100 verbunden oder von diesem gelöst wird. In der Figur 3 ist die Pumpkartusche 200 mit ihrem unteren Ende in die Schwenkaufnahme 122 eingesetzt, aber wurde noch nicht fest mit der Befestigungsplatte 120 verbunden. Um die Verbindung zwischen Antriebsmodul 100 und Pumpkartusche 200 herzustellen, weist die Befestigungsplatte 120 eine schlitzförmige Rastöffnung 121 auf, und am Handgriff 510 ist ein Rasthaken oder eine Rastklinke 512 ausgebildet, welche in die Rastöffnung 121 einführbar ist. Wenn die Rastklinke 512 in die Rastöffnung 121 eingeführt wird, hintergreift sie eine Rastnase in der Rastöffnung 121 und verrastet auf diese Weise den Handgriff 510 lösbar mit der Befestigungsplatte 120. In der Figur 4 erkennt man die Gestaltung des Antriebsmoduls 100 in demjenigen Bereich, in dem dieses mit der Pumpkartusche 200 verbunden wird. Neben der schon erwähnten Rastöffhung 121 und der Schwenkaufnahme 122 weist die Befestigungsplatte 120 eine als Membrangegenlager dienende, leicht konisch in Richtung des Inneren des Gehäuses 110 verlaufende Vertiefung 123 auf, die eine kreisrunde Öffnung begrenzt. In diese Öffnung hinein ragen von innen her Teile eines nachstehend noch näher beschriebenen Pleuels, insbesondere ein Verbindungsdorn 134 zur Verbindung des Pleuels mit der nachstehend noch näher beschriebenen Pumpmembran sowie ein Stützring 135 für die Pumpmembran. Eine untere Auflagerippe 125 dient zur exakten Positionierung der Pumpkartusche 200 an der Befestigungsplatte 120. Eine obere Auflagerippe 124 stellt einen definierten Abstand zwischen der Befestigungsplatte 120 und der proximalen Seite der Pumpkartusche 200 sicher.
In den Figuren 5 und 6 ist die Membranpumpe im Längsschnitt dargestellt. In den Figuren 5 und 6 ist insbesondere erkennbar, wie der Handgriff 510 mittels der Rastklinke 512 mit der schon erwähnten Rastnase 126 in der Rastöffnung 121 verrastet.
Wie aus den Figuren 5 und 6 hervorgeht, ist im Inneren des Gehäuses 110 unter anderem ein Antriebsmotor 130 aufgenommen, welcher mit seiner Motorwelle 131 eine Exzenterscheibe 132 zu einer Drehung antreibt. Die Exzenterscheibe 132 ist von einem Laufring 136 umgeben, welcher mit seiner Innenumfangsfläche auf der Aussenumfangsfläche der Exzenterscheibe 132 läuft. Der Antriebsmotor 130, die Motorwelle 131, die Exzenterscheibe 132 sowie der Laufring 136 sind in den vorliegenden Zeichnungen nur in stark schematischer Weise dargestellt; so wurde unter anderem auf die Darstellung von Mitteln zur axialen Fixierung des Laufrings 136 an der Exzenterscheibe 132 verzichtet. Mögliche Verbindungen von Exzenter Scheibe und Laufring sind an sich aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Mit dem Laufring 136 ist das proximale Ende eines starren Pleuels 133 starr verbunden. Der Antriebsmotor 130 treibt über den Exzenter 132 und den Laufring 136 den Pleuel 133 zu einer oszillierende Antriebsbewegung entlang einer Längsrichtung L an. Am freien distalen Ende des Pleuels 133 sind einstückig der schon erwähnte Verbindungsdorn 134 sowie der Stützring 135 ausgebildet. Die nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 7 und 8 noch näher beschriebene Pumpkartusche 200 weist unter anderem die schon erwähnte Pumpmembran 410 auf. Die Pumpmembran 410 ist über den Verbindungsdorn 134 mit dem Pleuel 133 verbunden und wird vom Pleuel zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung entlang der Längsrichtung L angetrieben. Die Art und Weise der Verbindung der Pumpmembran 410 mit dem Verbindungsdom 134 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur 9 näher erläutert.
In den Figuren 7 und 8 ist die Pumpkartusche 200 in zwei Explosionsdarstellungen aus unterschiedlichen Blickrichtungen dargestellt. Die Pumpkartusche 200 besteht aus lediglich vier Bauelementen, nämlich einem plattenförmigen Basiskörper, der im Folgenden als Basisplatte 300 bezeichnet wird, einer Elastomereinlage 400, einem plattenförmigen Deckkörper, der im Folgenden als Deckplatte 500 bezeichnet wird, und einer flachen Filtermembran 600, der dazu dient, Verunreinigungen, insbesondere Keime wie Bakterien und ggfs. Viren, aus dem zu fördernden Gas zurückzuhalten.
Die Basisplatte 300 weist auf ihrer proximalen (d.h. zum Antriebsmodul 100 weisenden) Seite, die in der Figur 8 sichtbar ist, eine Ausrichtnut 301 auf, die bei der Montage der Pumpkartusche 200 am Antriebsmodul 100 mit der unteren Auflagerippe 125 zusammenwirkt, um die Pumpkartusche 200 bezüglich der vertikalen Richtung exakt am Antriebsmodul 100 auszurichten. In der Basisplatte 300 ist eine kreisrunde Öffnung 310 für die Pumpmembran ausgebildet, die sich durch die Basisplatte 300 hindurch erstreckt. Auf der distalen Seite der Basisplatte 300, welche in der Figur 7 sichtbar ist, ist eine Vertiefung ausgebildet, welche einen Auslassventilraum 330 eines nachstehend noch näher beschriebenen Auslassventils bildet, wobei dieser Auslassventilraum 330 eine Auslassventilklappe aufnimmt, wenn die Auslassventilklappe in proximaler Richtung ausgelenkt wird. An den Auslassventilraum 330 schliesst sich lateral eine kurze, nutförmige Vertiefung an, welche einen (hier horizontal verlaufenden) Auslasskanalabschnitt 331 bildet. Lateral versetzt vom Auslassventilraum 330 ist eine Stützstruktur 340 für die Filtermembran 600 ausgebildet. Diese Stützstruktur 340 steht in distaler Richtung über die Oberfläche, in der der Auslassventilraum 330 und der Auslasskanalabschnitt 331 ausgebildet sind, vor. Die Stützstruktur 340 umfasst einen Satz längs (in Fig. 7 vertikal) verlaufender Rippen, auf denen ein Satz quer (in Fig. 7 horizontal) verlaufender Rippen angeordnet ist. Dadurch weist die Stützstruktur 340 eine Vielzahl von Kanälen auf, die hier als Sammelkanäle zum Sammeln des durch die Filtermembran 600 hindurchgetretenen Gases ausgebildet sind. In anderen Worten wirkt die Stützstruktur 340 als Gassammler, um das durch die Filtermembran durchgetretene Gas von der verhältnismässig grossen Fläche der Filtermembran 600 in die verhältnismässig kleine Querschnittsfläche eines Einlasskanalabschnitts 321 zusammenzuführen. Der Einlasskanalabschnitt 321 leitet das eintretende Gas von der Stützstruktur 340 zu einem nachstehend noch näher beschriebenen Einlassventil. Die Stützstruktur 340 und der Einlasskanalabschnitt 321 sind gemeinsam von einer Dichtnut 353 umgeben.
Die Elastomereinlage 400 ist aus einem elastomeren Material, z.B. einem Silikongummi, gefertigt. Sie bildet insbesondere die Pumpmembran 410. Die Pumpmembran 410 weist mehrere Zonen auf, die unterschiedliche Funktionen der Pumpmembran verwirklichen. In einer Zentralzone 411 ist die Pumpmembran in proximaler Richtung stark verdickt (sie kann hier z.B. auch durch eine starre Einlage verstärkt sein) und weist dadurch eine erheblich grössere Steifigkeit als in den umliegenden Zonen auf. In dieser Zentralzone 411 ist eine sacklochartige zentrale Aufnahmeöffnung 412 für den Verbindungsdorn 134 des Pleuels 133 ausgebildet. Die Zentralzone 411 ist von einer Ringzone 413 von verhältnismässig geringer Materialstärke umgeben. Diese Ringzone 413 ist wiederum von einer ebenfalls ringförmigen Einspannzone 414 zur Fixierung der Pumpmembran 410 zwischen Basisplatte 300 und Deckplatte 500 umgeben. Lateral von der Pumpmembran 410 versetzt sind einstückig mit dieser sind eine Einlassventilklappe 420 und eine Auslassventilklappe 430 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel sind die Ventilklappen 420, 430 jeweils als ein ebenes, hier halbkreisförmiges Segment der Elastomereinlage 400 ausgebildet, das entlang seines Durchmessers elastisch und dadurch schwenkbar mit dem Rest der Elastomereinlage 400 verbunden ist, während es entlang des Umfangs des Halbkreises durch einen halbkreislinienförmigen Schnitt vom Rest der Elastomereinlage 400 getrennt ist. Dadurch kann die jeweilige Ventilklappe elastisch in die distale oder proximale Richtung verschwenkt werden. In einem geringen Abstand zur Auslassventilklappe 430 ist eine Auslassöffnung 431 in der Elastomereinlage 400 ausgebildet. Lateral von den Ventilklappen 420, 430 versetzt (in den Figuren 7 und 8 oberhalb davon) ist eine relativ grosse Fensteröffnung 440 ausgebildet, durch welche hindurch sich im montierten Zustand die Stützstruktur 340 der Basisplatte 300 erstreckt. Verschiedene Dichtwülste 451, 452, 453 dienen zur Abdichtung zwischen Basisplatte 300, Elastomereinlage 400 und Deckplatte 500. Ein erster Dichtwulst 451 umgibt auf der distalen Seite der Elastomereinlage 400 die Pumpmembran 410, die Ventilklappen 420, 430 und die Auslassöffnung 431 (siehe Figur 7). Ein zweiter Dichtwulst 452 umgibt auf der distalen Seite der Elastomereinlage 400 die Fensteröffnung 440. Ein dritter Dichtwulst 453 umgibt auf der proximalen Seite der Elastomereinlage 400 die Fensteröffnung 440 und die Ventilklappe 420 (siehe Figur 8); dieser Dichtwulst 453 wirkt im montierten Zustand dichtend mit der dazu komplementär ausgebildeten Dichtnut 353 der Basisplatte 300 zusammen.
Die Deckplatte 500 umfasst an ihrem in den Figuren 7 und 8 oben gelegenen Ende den schon erwähnten Handgriff 510 mit der Rastklinke 512 auf. Der Handgriff 510 ist über ein Filmscharnier 511 federnd schwenkbar mit der restlichen Deckplatte 500 verbunden. Auf der distalen Seite der Deckplatte 500, welche in der Figur 7 erkennbar ist, sind zwei Anschlussstutzen für den Einlassschlauch 211 und den Auslassschlauch 212 ausgebildet. Auf der proximalen Seite der Deckplatte 500, welche in der Figur 8 erkennbar ist, ist eine flache Vertiefung ausgebildet, welche als Membranauflage 550 dient. Diese Vertiefung weist einen ebenen zentralen Bereich 551 auf, in der netzförmig verlaufende Nuten ausgebildet sind, die Entleerungskanäle 552 bilden. Der zentrale Bereich 551 der Membranauflage 550 ist von einem sich konisch aufweitenden Konusbereich 553 umgeben. Der zentrale Bereich 551 dient als Auflage für die Zentralzone 411 der Pumpmembran, während der Konusbereich 553 als Auflage für die Ringzone 413 der Pumpmembran 410 dient. Lateral beabstandet von der Membranauflage 550 (in der Figur 8 oberhalb davon) ist eine Vertiefung ausgebildet, die die Einlassventilklappe 420 aufnimmt, wenn diese in distaler Richtung ausgelenkt wird. Diese Vertiefung wirkt somit als Einlassventilraum 520 eines Einlassventils. Der Einlassventilraum 520 ist über einen nutförmigen Kanalabschnitt 521 mit den Entleerungskanälen 551 im zentralen Bereich 550 der Membranauflage verbunden. Vom Kanalabschnitt 521 zweigt ein ebenfalls nutförmiger Auslasskanalabschnitt 531 ab. In geringem lateralen Abstand hiervon ist eine durchgehende Auslassöffnung 532 ausgebildet, welche in den Auslassstutzen auf der distalen Seite der Deckplatte 500 mündet. In einem in den Figuren 7 und 8 oben gelegenen Bereich der Deckplatte 500 ist eine rechteckförmige Vertiefung ausgebildet, in der eine Stützstruktur 540 vorhanden ist. Die Stützstruktur 540 ist analog zur Stützstruktur 340 gestaltet, das heisst sie bildet eine Vielzahl von längs und quer verlaufenden Rippen, zwischen denen eine Vielzahl von Kanälen ausgebildet sind, die hier nun als Verteilkanäle zur Verteilung des in die Pumpkartusche eintretenden Gases ausgebildet sind; in anderen Worten wirkt die Stützstruktur 540 als Gasverteiler, um das eintretende Gas auf die verhältnismässig grosse Fläche der Filtermembran 600 zu verteilen. Die Verteilkanäle werden von einer sich durch die Deckplatte 500 hindurch erstreckenden, nicht zeichnerisch dargestellten Einlassöffnung gespeist, die mit dem Einlassstutzen auf der distalen Seite der Deckplatte 500 kommuniziert. Der Bereich, in dem die Membranauflage 550, der Einlassventilraum 520, der Einlasskanalabschnitt 521, der Auslasskanalabschnitt 531 und die Auslassöffnung 532 ausgebildet sind, ist von einer ersten Dichtnut 571 umgeben, welche komplementär zum Dichtwulst 451 der Elastomereinlage ausgebildet ist und mit diesem dichtend zusammenwirkt. Die Stützstruktur 540 ist von einer zweiten Dichtnut 572 umgeben, welche komplementär zum Dichtwulst 452 der Elastomereinlage 400 ausgebildet ist und mit diesem dichtend zusammenwirkt.
Die Figur 9 illustriert, wie der Pleuel 133 mit der Pumpmembran 410 verbunden wird. Der Pleuel 133 weist den schon erwähnten Verbindungsdorn 134 auf. An seinem distalen (freien) Ende weist der Verbindungsdorn 134 eine sich in distaler Richtung verjüngende Verdickung 137 auf. Die sacklochartige Aufnahmeöffnung 412 der Pumpmembran 410 bildet, ausgehend von einer proximalen Begrenzungsfläche der Pumpmembran, zunächst einen Einführtrichter 415, der sich in distaler Richtung konisch verjüngt. An den Emführtrichter 415 schliesst sich in distaler Richtung ein verjüngter Abschnitt 416 an, der distal von einem aufgeweiteten Aufnahmeabschnitt 417 gefolgt ist.
Um den Pleuel 133 mit der Pumpmembran 410 zu verbinden, wird der Verbindungsdorn 134 in die Aufnahmeöffnung 412 emgeführt. Dies wird durch den Einführtrichter 415 erleichtert: Durch den Einführtrichter 415 findet der Verbindungsdorn 134 die Aufnahmeöffnung 412 selbst dann, wenn der Verbindungsdorn 134 nicht exakt mittig oder in einem Winkel zur Aufnahmeöffnung 412 eingeschoben wird. Beim Einführen weitet der Verbindungsdorn 134 mit der Verdickung 137 den verjüngten Abschnitt 416 der Aufnahmeöffnung 412 leicht auf. Sobald die Verdickung 137 den im Querschnitt entsprechend vergrösserten Aufhahmeabschnitt 417 der Aufnahmeöffnung 412 erreicht, kann sich der verjüngte Abschnitt 416 wieder zusammenziehen. Dadurch verrastet der Verbindungsdorn 134 elastisch mit der Pumpmembran 410 und wird sowohl auf Druck als auch auf Zug sicher mit der Pumpmembran 410 verbunden. Dabei liegt eine Besonderheit darin, dass diese Verbindung selbstverriegelnd ist: Wenn sich der Pleuel 133 bei der Verbindung der Pumpkartusche 200 mit dem Antriebsmodul 100 in der hinteren Stellung der Figur 12 befindet, erfolgt zunächst keine Verrastung, weil der Verbindungsdorn 134 nicht weit genug in die Aufnahmeöffnung 412 hinein gelangt. Erst wenn die Pumpe in Betrieb genommen wird und der Pleuel erstmals die Ausgangsstellung der Figur 11 erreicht, wird die Rastverbindung zwischen dem Verbindungsdorn 134 und der Pumpmembran 410 hergestellt.
Zum Lösen der Rastverbindung wird die Pumpkartusche 200 mit genügend grosser Kraft vom Antriebsmodul 100 abgezogen. Dabei wirkt eine Zugkraft zwischen der Pumpmembran 410 und dem Verbindungsdorn 134, die genügend gross ist, um die Verdickung 137 am Ende des Verbindungsdorns wieder aus der Aufhahmeöffnung 412 herauszuziehen.
Das Funktionsprinzip der vorliegenden Membranpumpe wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 10 erläutert. Die Membranpumpe definiert einen Arbeitsraum W, der von der Pumpmembran 410 und der Deckplatte 500 begrenzt wird. Die Membranpumpe weist zudem ein integriertes Einlassventil VI sowie ein integriertes Auslassventil V2 auf. Das Einlassventil wird durch den Einlasskanalabschnitt 321 in der Basisplatte 300, die Einlassventilklappe 420 der Elastomereinlage 400 und den Einlassventilraum 520 in der Deckplatte 500 gebildet. Das Auslassventil V2 wird durch den Auslassventilraum 330 in der Basisplatte 300, die Auslassventilklappe 430 der Elastomereinlage 400 und die Auslassöffnung 532 in der Deckplatte 500 gebildet. Durch den Einlassschlauch 211 gelangt das zu fördernde Gas in die Pumpkartusche 200. Das eintretende Gas wird mit Hilfe der Stützstruktur 540 der Deckplatte 500 auf eine verhältnismässig grosse Fläche verteilt und tritt durch die Filtermembran 600 hindurch. In der Stützstruktur 340 der Basisplatte 300 wird das so gefilterte Gas wieder gesammelt und gelangt durch den Einlasskanalabschnitt 321 zum Einlassventil VI und von dort weiter in den Arbeitsraum W. Im Arbeitsraum W wird durch die Pumpmembran 410 in einem ersten Teil des Arbeitszyklus (Ansaugphase) ein Unterdruck erzeugt und so Gas durch das geöffnete Ventil VI hindurch angesaugt; durch den Unterdruck bleibt das Auslassventil V2 automatisch geschlossen. In einem zweiten Teil des Arbeitszyklus (Ausstossphase) erzeugt die Pumpmembran 410 nun einen Überdruck im Arbeitsraum W. Dadurch schliesst das Einlassventil VI, das Auslassventil V2 öffnet, und das Gas wird durch die Auslassöffnung 532 in den Auslassschlauch 212 ausgestossen.
In den Figuren 11 und 12 ist der Arbeitszyklus der oszillierenden Pumpmembran 410 illustriert. Dabei zeigt die Figur 11 die Pumpmembran 410 in ihrer Ausgangsstellung, die Fig. 12 in ihrer Endstellung. Die Pumpmembran 410 ist mit ihrer Einspannzone 414 zwischen der Basisplatte 300 und der Deckplatte 500 eingespannt. Der Verbindungsdorn 134 des Pleuels 133 ist in die Aufhahmeöffnung 412 der Pumpmembran 410 eingeführt und in dieser lösbar eingerastet. In der Ausgangsstellung der Figur 11 wird die Pumpmembran 410 durch den Pleuel 133 via den Verbindungsdorn 134 und den Stützring 135 gegen die Deckplatte 500 gepresst. In dieser Stellung liegt die Pumpmembran 410 mit ihrer Zentralzone 411 auf dem zentralen Bereich 551 der Membranauflage 550 auf. Mit ihrer Ringzone 413 liegt die Pumpmembran 410 entsprechend auf dem Konusbereich 553 der Membranauflage 550 auf. Im ersten Teil des Arbeitszyklus (Ansaugphase) zieht der Pleuel 133 die Membran 410 von der Ausgangsstellung der Figur 11 in die Endstellung der Figur 12. Nun befindet sich die Zentralzone 411 in einem Abstand vom zentralen Bereich 551 der Membranauflage 550. Die Ringzone 413 hat aufgrund der Elastizität der Pumpmembran ihre Ausrichtung geändert und verläuft nun gewinkelt zum Konusbereich 553 der Membranauflage 550. Zwischen der Pumpmembran 140 und der Deckplatte 500 hat sich der schon erwähnte Arbeitsraum W ausgebildet, und durch das Einlassventil VI ist Gas in diesen Arbeitsraum gelangt. Im nun folgenden zweiten Teil des Arbeitszyklus (Ausstossphase) presst der Pleuel 133 via seinen Dorn 134 und den Stützring 135 die Pumpmembran 410 wieder zurück in ihre Ausgangsstellung. Dabei verkleinert sich der Arbeitsraum W, und das darin befindliche Gas wird durch das Auslassventil V2 ausgestossen. Um das Ausstossen des Gases am Ende des Arbeitszyklus und das Einströmen neuen Gases bei Beginn des nächsten Arbeitszyklus zu erleichtern, sind in der Membranauflage 550 die schon erwähnten netzartig angeordneten Entleerungskanäle 552 ausgebildet.
Der den Verbindungsdorn 134 umgebende Stützring 135 stellt während beider Phasen des Arbeitszyklus die korrekte Ausrichtung der Zentralzone 411 der Pumpmembran 410 sicher. Insbesondere stellt der Stützring sicher, dass während der Ausstossphase die Zentralzone 411 der Pumpmembran 410 möglichst gleichmässig in Richtung der Deckplatte 500 gepresst wird. Die Figuren 13 und 14 illustrieren die unterschiedlichen Ventilstellungen des Einlassventils VI und des Auslassventils V2 während der Ansaugphase bzw. der Ausstossphase. Während der Ansaugphase (Figur 13) ist die Einlassventilklappe 420 in die distale Richtung (d.h. in Richtung der Deckplatte 500) ausgelenkt und ragt dadurch in den Einlassventilraum 520 hinein. Dadurch gibt die Einlassventilklappe 420 einen Durchgang zwischen dem Einlasskanalabschnitt 321 in der Basisplatte 300 und dem Einlasskanalabschnitt 521 in der Deckplatte 500 frei und erlaubt so den Eintritt von Gas vom Filter 600 zum Arbeitsraum W. Dagegen liegt die Auslassventilklappe 430 auf der Deckplatte 500 auf und verschliesst so den Durchgang zwischen dem Auslasskanalabschnitt 531 der Deckplatte 500 und dem Auslasskanalabschnitt 331 der Basisplatte 300. Während der Ausstossphase (Figur 14) liegt nun die Einlassventilklappe 420 auf der Basisplatte 300 auf und verschliesst so den Durchgang zwischen dem Einlasskanalabschnitt 321 in der Basisplatte 300 und dem Einlasskanalabschnitt 521 in der Deckplatte 500. Stattdessen ist die Auslassventilklappe 430 des Auslassventils V2 in die proximale Richtung (d.h. in Richtung der Basisplatte 300) ausgelenkt und ragt dadurch in den Auslassventilraum 330 hinein. Dadurch gibt die Auslassventilklappe 430 einen Durchgang zwischen dem Auslasskanalabschnitt 531 in der Deckplatte 500 und dem Auslasskanalabschnitt 331 in der Basisplatte 300 frei und erlaubt so den Ausstoss von Gas vom Arbeitsraum W über die Auslassöffnungen 431 , 532 zum Auslassstutzen 562.
Die Figur 15 illustriert die Positionierung der Filtermembran 600. Die Filtermembran 600 ist zwischen Basisplatte 300 und Deckplatte 500 eingespannt und liegt dabei beidseitig auf den Stützstrukturen 340, 540 auf. Vom Einlassstutzen 561 gelangt Gas über eine in der Fig. 15 nicht sichtbare Einlassöffnung der Deckplatte 500 in den Bereich der Stützstruktur 540, wird von deren Kanälen auf die Fläche der Filtermembran 600 verteilt und tritt durch die Filtermembran 600 hindurch. Das hindurchgetretene, gefilterte Gas wird von den Kanälen der der Stützstruktur 340 gesammelt und zum in der Fig. 15 nicht sichtbaren Einlasskanalabschnitt 321 geleitet. Der den Filter 600 aufnehmende Bereich ist durch die Dichtwülste 452, 453 der Elastomereinlage 400 und die damit zusammenwirkenden Dichtnuten 353, 572 der Basisplatte 300 bzw. der Deckplatte 500 nach aussen hin abgedichtet. Die Figur 16 illustriert in stark schematischer Weise eine mögliche Verwendung der Membranpumpe der Figuren 1-15 im Kontext eines laparoskopischen Eingriffs. Von einem Gaszylinder 710 gelangt C02-Gas über einen Insufflator 720 zu einem ersten Trokar 730 in der Bauchdecke des Patienten. Durch diesen Trokar 730 wird C02-Gas in die Bauchhöhle des Patienten geleitet (Insufflation), um diese mit Gas zu füllen. Durch den Trokar 730 ist zudem ein chirurgisches Instrument 740 in die Bauchhöhle eingeführt. Um eine Blutung in der Bauchhöhle zu stillen, ist ein zweiter Trokar 750 durch die Bauchdecke geführt. Durch diesen ist der Katheter 762 eines laparoskopischen Sprayapplikators 760 in die Bauchhöhle eingeführt. Mit Hilfe des Sprayapplikators 760 werden zwei Komponenten eines Gewebeklebers im Innern der Bauchhöhle versprüht. Zum Versprühen der Komponenten wird dem Sprayapplikator 760 in einem Anschlussbereich 761 C02-Gas unter Druck zugeführt. Hierzu dient die Membranpumpe 1 mit Antriebsmodul 100 und Pumpkartusche 200. Der Einlassschlauch 211 ist am Trokar 750 angeschlossen. Dadurch wird der Pumpkartusche 200 C02-Gas aus der Bauchhöhle zugeführt. Die Membranpumpe 1 fördert das so zugeführte Gas unter Druck durch den Auslassschlauch 212 zum Sprayapplikator 760, wo es zum Versprühen der Komponenten in der Bauchhöhle eingesetzt wird. Indem zum Sprühen das vom Insufflator der Bauchhöhle ohnehin schon zugeführte C02-Gas verwendet wird, wird der Einfluss des Sprühvorgangs auf die Druckverhältnisse in der Bauchhöhle minimiert.
Die Figur 17 illustriert in stark schematischer Weise eine mögliche Verwendung der Membranpumpe der Figuren 1-15 im Kontext eines offenen Eingriffs. Die Membranpumpe saugt über den Ansaugstutzen 561 (der hier der Einfachheit halber stark verkürzt ist) Umgebungsluft an und fördert diese unter Druck zu einem Sprayapplikator 770.
In beiden Fällen ist es von grossem Vorteil, dass die Pumpkartusche 200 in äusserst einfacher Weise vollständig vom Antriebsmodul 100 trennbar ist. Die Pumpkartusche 200 kann gemeinsam mit dem schon vormontierten Auslassschlauch 212 und gegebenenfalls mit dem ebenfalls schon vormontierten Einlassschlauch 211 in einer gemeinsamen Verpackung steril oder sterilisierbar (z.B. durch Gammastrahlung oder durch Begasung sterilisierbar) bereitgestellt werden. Eine solche Verpackung 800 ist in der Figur 14 beispielhaft und stark schematisch durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Dadurch können alle Teile, die mit dem zu fördernden Gas in Kontakt kommen, steril bereitgestellt und nach. Verwendung auf einfache Weise entsorgt werden. Der Chirurg entnimmt die Einheit aus Pumpkartusche 200, Auslassschlauch 212 und gegebenenfalls Einlassschlauch 211 der Verpackung, klickt die Pumpkartusche 200 in das Antriebsmodul 100 und verbindet den Auslassschlauch 212 mit dem Sprayapplikator 760 bzw. 770 sowie gegebenenfalls den Einlassschlauch 211 mit dem Trokar 750. Nach Beendigung des Eingriffs wird die Einheit aus Pumpkartusche 200, Auslassschlauch 212 und gegebenenfalls Einlassschlauch 211 gelöst und komplett entsorgt. Auf diese Weise resultiert eine denkbar einfache Handhabung. Der integrierte Gasfilter (Filtermembran 600) sorgt nicht nur dafür, dass Keime und andere Verunreinigungen wirksam aus dem zu fördernden Gas ausgefiltert werden, sondern wirkt auch stark geräuschdämmend. Dadurch wird ein besonders leiser Betrieb der Membranpumpe 1 erreicht. Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Membranpumpe als Gaspumpe zur Erzeugung eines Druckgases konzipiert. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch auch auf Membranpumpen zum Fördern von anderen fluiden Medien anwenden, z.B. zum Fördern von Flüssigkeiten, Emulsionen, Suspensionen, Flüssigkeits- Gas-Gemischen usw. Entsprechend beschränken sich die Anwendungsmöglichkeiten nicht auf den Bereich der Medizintechnik. So kann eine erfindungsgemässe Membranpumpe auch z.B. in der chemischen Labortechnik oder Analytik eingesetzt werden. Statt als Druckpumpe zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Mediums kann die Membranpumpe auch als Saugpumpe konfiguriert sein. Je nach Anwendung kann dabei die Filtermembran 600 mit den zugeordneten Strukturen (Gasverteiler, Gassammler) entfallen. Je nach Anwendung können die Membran, die Ventile und die Kanäle im Innern der Pumpkartusche unterschiedlich dimensioniert sein.
Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Pumpmembran einstückig mit den Ventilklappen des Einlass- und Auslassventils in einer gemeinsamen Elastomereinlage ausgebildet. Stattdessen ist es auch denkbar, die Ventilklappe(n) des Einlass- und/oder Auslassventils in separaten Elastomereinlagen auszubilden.
Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind der Basiskörper und der Deckkörper plattenförmig ausgebildet. Stattdessen ist es auch denkbar, diese Körper z.B. gestuft auszubilden. Der Basiskörper und der Deckkörper können einstückig miteinander gefertigt sein und über ein oder mehrere Filmscharniere miteinander verbunden sein. Die Art und Weise der Verbindung der Pumpkartusche 200 mit dem Antriebsmodul 100 kann auch anders als im vorstehend erläuterten Ausfuhrungsbeispiel gestaltet werden. So kann auch eine andere Form von Rastverbindung vorgesehen sein. Statt einer Rastverbindung sind auch andere leicht lösbare Verbindungsarten zwischen dem Gehäuse der Pumpkartusche und dem Gehäuse des Antriebsmoduls denkbar, z.B. eine Bajonettverbindung.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass eine Vielzahl weiterer Modifikationen möglich ist, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Membranpumpe 135 Stützring
100 Antriebsmodul 136 Laufring
110 Gehäuse 137 Verdickung
111 Einstellknopf 200 Pumpkartusche
120 Befestigungsplatte 211 Einlassschlauch
121 Rastöffnung 212 Auslassschlauch
122 Schwenkaufnahme 300 Basisplatte
123 Vertiefung 301 Ausrichtnut
124 obere Auf lagerippe 310 Öffnung
125 untere Auflagerippe 321 Einlasskanalabschnitt
126 Rastnase 330 Auslassventilraum
130 Antriebsmotor 331 Auslasskanalabschnitt
131 Motorwelle 340 Stützstruktur
132 Exzenterscheibe 353 Dichtnut
133 Pleuel 400 Elastomereinlage
134 Verbindungsdom 410 Pumpmembran Zentralzone 551 zentraler Bereich
Aufhahmeöffnung 552 Entleerungskanäle
Ringzone 553 Konusbereich
Einspannzone 561 Einlassstutzen
Einruhrtrichter 562 Auslassstutzen verjüngter Abschnitt 571 Dichtnut
aufgeweiteter Abschnitt 572 Dichtnut
Einlassventilklappe 600 Filter
Auslassventilklappe 710 Gasflasche
Auslassöffhung 720 Gasregler
Fensteröffnung 730 Trokar
Dichtwulst 740 chirurgisches Instrument
Dichtwulst 750 Trokar
Dichtwulst 760 Austragvorrichtung
Deckplatte 761 Sprühkopf
Handgriff 762 Katheter
Filmscharnier 770 Sprayapplikator
Rastklinke 800 Verpackung
Einlassventilraum Fl Ansaugrichtung
Einlasskanalabschnitt F2 Auslassrichtung
Auslasskanalabschmtt VI Einlassventil
Auslassöffnung V2 Auslassventil
Stützstruktur W Arbeitsraum
Membranauflage

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Pumpkartusche (200) für eine Membranpumpe zur Förderung eines Pumpmediums, wobei die Pumpkartusche (200) lösbar mit einem Antriebsmodul (100) der Membranpumpe verbindbar ist, aufweisend:
einen Basiskörper (300);
einen Deckkörper (500);
ein Einlassventil (VI), das eine elastische Einlassventilkiappe (420) umfasst;
ein Auslassventil (V2), das eine elastische Auslassventilklappe (430) umfasst; und
eine elastische Pumpmembran (410), die zwischen dem Basiskörper (300) und dem Deckkörper (500) angeordnet ist und die lösbar mit einem Pleuel (133) des Antriebsmoduls (100) verbindbar ist, um die Pumpmembran (410) zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung entlang einer Längsrichtung (L) anzutreiben; dadurch gekennzeichnet,
dass die Pumpmembran (410) und der Deckkörper (500) gemeinsam einen Arbeitsraum (W) begrenzen, der ein durch die oszillierende Arbeitsbewegung der Pumpmembran (410) veränderliches Volumen aufweist,
dass die Einlassventilkiappe (420) bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran (410) zwischen dem Basiskörper (300) und dem Deckkörper (500) angeordnet ist,
dass die Auslassventilklappe (430) bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran (410) und von der Einlassventilkiappe (420) zwischen dem Basiskörper (300) und dem Deckkörper (500) angeordnet ist, und
dass der Basiskörper (300) und der Deckkörper (500) zueinander weisende Oberflächen aufweisen, wobei in mindestens einer dieser Oberflächen Vertiefungen ausgebildet sind, die bezüglich der Längsrichtung lateral verlaufende Fluidkanäle (331, 521, 531) zwischen dem Einlassventil (VI), dem Arbeitsraum (W) und dem Auslassventil
(V2) bilden.
Pumpkartusche (200) nach Anspruch 1, wobei die Pumpmembran (410), die Eingangsventilklappe (420) und die Ausgangsventilklappe (430) im Wesentlichen koplanar zueinander angeordnet sind.
3. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Basiskörper (300) mindestens einen plattenförmigen Abschnitt aufweist, wobei der Deckkörper (500) mindestens einen plattenförmigen Abschnitt aufweist, wobei die zueinander weisenden Oberflächen eben sind und an den plattenförmigen Abschnitten des Basiskörpers (300) und des Deckkörpers (500) ausgebildet sind, und wobei die Vertiefungen in mindestens einer dieser ebenen Oberflächen ausgebildet sind.
4. Pumpkartusche (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpmembran (410), die Emlassventilklappe (420) und die Auslassventilklappe (430) einstückig in einer gemeinsamen Elastomereinlage (400) ausgebildet sind, und wobei die Fluidkanäle (321, 331, 521, 531) zumindest teilweise durch die Elastomereinlage (400) begrenzt sind.
5. Pumpkartusche (200) nach einem der vorhergehende Ansprüche, wobei die Vertiefungen ausserdem einen Einlassventilraum (520) und einen Auslassventilraum (330) bilden, wobei der Einlassventilraum (520) dazu ausgebildet ist, die Emlassventilklappe (420) aufzunehmen, wenn das Einlassventil (VI) öffnet, und wobei der Auslassventilraum (330) dazu ausgebildet ist, die Auslassventilklappe (430) aufzunehmen, wenn das Auslassventil (V2) öffnet.
6. Pumpkartusche (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpkartusche (200) eine Filtermembran (600) aufweist, die derart bezüglich der Längsrichtung lateral von der Pumpmembran (410), von der Einlassventilklappe (420) und von der Auslassventilklappe (430) zwischen dem Basiskörper (300) und dem Deckkörper (500) angeordnet ist, dass das Pumpmedium bei der Förderung durch die Pumpkartusche (200) die Filtermembran (600) passiert.
7. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 6, wobei die Vertiefungen mindestens einen Abschnitt eines Verbindungskanals (321) bilden, der die Filtermembran (600) lateral mit dem Einlassventil (VI), dem Arbeitsraum (W) oder dem Auslassventil (V2) verbindet.
8. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 6 oder 7,
wobei am Basiskörper (300) eine erste Stützstruktur (340) ausgebildet ist, auf der die Filtermembran (600) mit einer ersten Seite aufliegt, und dass am Deckkörper (500) eine zweite Sttltzstruktur (540) ausgebildet ist, auf der die Filtermembran (600) mit einer zweiten Seite aufliegt, und
wobei eine der Stützstrukturen eine Vielzahl von Verteilkanälen zur Zuführung des Pumpmediums zur Filtermembran (600) und die andere Stützstruktur eine Vielzahl von Sammelkanälen zum Sammeln und Zusammenführen des durch die Filtermembran (600) hindurchgetretenen Pumpmediums bildet.
9. Pumpkartusche (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Deckkörper (500) eine Membranauflage (550) bildet, auf der die Pumpmembran (410) in einer Ausgangsstellung, in der das Volumen des Arbeitsraums (W) minimiert ist, aufliegt, und
wobei in der Membranauflage (550) eine Mehrzahl von Entleerungskanälen (552) ausgebildet sind, die mit dem Einlassventil (VI) und dem Auslassventil (V2) kommunizieren.
10. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 9, wobei die Entleerungskanäle (552) sternförmig oder netzförmig in der Membranauflage (550) angeordnet sind.
11. Pumpkartusche (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpmembran (410) eine sich entlang der Längsrichtung erstreckende, proximal offene, sacklochartige Aufnahmeöffnung (412) aufweist, die dazu ausgebildet ist, einen Verbindungsdorn (134) des Pleuels (133) durch Einschieben aufzunehmen und mit diesem zu verrasten.
12. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 11 , wobei die Aufhahmeöffhung (412) einen verjüngten Bereich und in distaler Richtung daran anschliessend einen aufgeweiteten Bereich mit vergrößertem Querschnitt bildet, um einen verdickten Abschnitt des Verbindungdorns aufzunehmen, so dass durch die Aufnahme des verdickten Abschnitts in den aufgeweiteten Bereich die elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel (133) und der Pumpmembran (410) herstellbar ist.
13. Pumpkartusche (200) nach Anspruch 12, wobei zwischen einer proximalen Oberfläche der Pumpmembran (410) und dem verjüngten Abschnitt ein sich in distaler Richtung trichterartig verjüngender Einführtrichter ausgebildet ist, um das Einschieben des Verbindungsdorns (134) in die Aufnahmeöffhung (412) zu erleichtern.
14. Set, aufweisend:
eine Pumpkartusche (200) nach einem der Ansprüche 1-13;
einen Auslassschlauch (212), der mit der Pumpkartusche (200) verbunden ist, um das von der Pumpkartusche (200) geförderte Pumpmedium von der Pumpkartusche (200) wegzuleiten; und
eine Verpackung (800), die die Pumpkartusche (200) und den Auslassschlauch (212) steril oder sterilisierbar aufnimmt.
15. Set nach Anspruch 14, welches ausserdem einen Einlassschlauch (211) aufweist, der mit der Pumpkartusche (200) verbunden ist, um das zu fördernde Pumpmedium zur Pumpkartusche (200) zuzuführen, wobei der Einlassschlauch (211) ebenfalls in der Verpackung (800) aufgenommen ist.
16. Membranpumpe zur Förderung eines fluiden Pumpmediums, aufweisend:
ein Antriebsmodul (100) mit einem Antriebsmotor (130) und einem Pleuel (133), der vom Antriebsmotor (130) zu einer oszillierenden Antriebsbewegung antreibbar ist; und
eine Pumpkartusche (200) nach einem der Ansprüche 1-13, wobei die Pumpkartusche (200) lösbar mit dem Antriebsmodul (100) verbunden ist.
17. Membranpumpe zur Förderung eines fluiden Pumpmediums, aufweisend: ein Antriebsmodul (100) mit einem Antriebsmotor (130) und einem Pleuel (133), der vom Antriebsmotor (130) zu einer oszillierenden Antriebsbewegung antreibbar ist; und
eine Pumpkartusche (200), die lösbar mit dem Antriebsmodul (100) verbindbar ist und die eine elastische Pumpmembran (410), ein Einlassventil (VI) und ein Auslassventil (V2) aufweist,
wobei die Pumpmembran (410) mit dem Pleuel (133) verbindbar ist, um die Pumpmembran (410) zu einer oszillierenden Arbeitsbewegung entlang einer Längsrichtung anzutreiben,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Pleuel (133) einen sich entlang der Längsrichtung distal erstreckenden Verbindungsdorn (134) aufweist,
dass die Pumpmembran (410) eine sich entlang der Längsrichtung erstreckende, proximal offene, sacklochartige Aufnahmeöffnung (412) aufweist, und
dass der Verbindungsdorn (134) und die Aufnahmeöffnung (412) derart ausgebildet sind, dass eine elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel (133) und der Pumpmembran (410) herstellbar ist, indem der Verbindungsdorn (134) entlang der Längsrichtung vollständig in die Aufnahmeöffhung (412) eingeschoben wird.
18. Membranpumpe nach Anspruch 17,
wobei der Verbindungsdom (134) in einem distalen Endbereich einen verdickten Abschnitt mit vergrössertem Querschnitt aufweist,
wobei die Aufnahmeöffhung (412) einen verjüngten Bereich und in distaler Richtung daran anschliessend einen aufgeweiteten Bereich mit vergrössertem Querschnitt bildet, um den verdickten Abschnitt des Verbindungdorns aufzunehmen, und
wobei durch die Aufnahme des verdickten Abschnitts in den aufgeweiteten Bereich die elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel (133) und der Pumpmembran (410) herstellbar ist.
19. Membranpumpe nach Anspruch 18, wobei zwischen einer proximalen Oberfläche der Pumpmembran und dem verjüngten Abschnitt ein sich in distaler Richtung trichterartig verjüngender Einführtrichter ausgebildet ist, um das Einschieben des Verbindungsdorns (134) in die Aufnahmeöffnung (412) zu erleichtern.
20. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 17-19, wobei der Pleuel (133) derart mit dem Antriebsmotor (130) verbunden ist, dass bei einer Verbindung der Pumpkartusche (200) mit dem Antriebsmodul (100) die elastische, lösbare Rastverbindung zwischen dem Pleuel (133) und der Pumpmembran (410) automatisch durch die vom Antriebsmotor (130) erzeugte Antriebsbewegung (133) des Pleuels (130) herstellbar ist.
21. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 17-20, wobei der Pleuel (133) einen Stützring (135) umfasst, der den Verbindungsdorn (134) bezüglich der Längsrichtung lateral umgibt und auf der Pumpmembran (410) aufliegt, um diese zu stützen.
22. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 17-21, wobei die Pumpkartusche (200) ein Rastelement (512) zur Herstellung einer lösbaren Rastverbindung zwischen der Pumpkartusche (200) und einem gehäusefesten Befestigungsbereich (120) des Antriebsmoduls (100) aufweist.
23. Membranpumpe nach einem der Ansprüche 17-22, wobei der gehäusefeste Befestigungsbereich (120) eine Schwenkaufnahme (122) für die Pumpkartusche (200) bildet, so dass die Pumpkartusche (200) durch eine Schwenkbewegung in der Schwenkaufnahme (122) mit dem Antriebsmodul (100) verbindbar ist.
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