DE102022116514A1

DE102022116514A1 - Dosiersystem

Info

Publication number: DE102022116514A1
Application number: DE102022116514.0A
Authority: DE
Inventors: Rasmus Köln; Sven Martschenko; Uwe Stumpp
Original assignee: Lenus Infusionstechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Lenus Infusionstechnik & Co KG GmbH
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2022-07-01
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Dosiersystem mit einer Spritze (10), die einen eine Düse (20) aufweisenden Spritzenkörper (30) und einen im Spritzenkörper (30) verschieblich angeordneten Spritzenkolben (40) aufweist, und einer Spritzenpumpe (100), die einen Pumpenkörper (110), eine am Pumpenkörper (110) angeordnete Spritzenhalterung (120) zur Lagerung der Spritze (10) an der Spritzenpumpe (100) und einen eine Gewindestange (130) antreibenden Motor (140) zum Antrieb des Spritzenkolbens (40) der Spritze (10) aufweist, gekennzeichnet durch ein vom Spritzenkolben (40) und vom Pumpenkörper (110) gemeinsam gebildetes erstes Linearpotentiometer, das einen ersten Schleifer (50) und einen ersten festen Widerstand (150) aufweist, ein vom Spritzenkolben (40) und vom Pumpenkörper (110) gemeinsam gebildetes zweites Linearpotentiometer, das einen zweiten Schleifer (60) und einen zweiten festen Widerstand (160) aufweist, und eine zum Erfassen des in Abhängigkeit einer vom Spritzenkolben (40) im Pumpenkörper (110) eingenommenen Position bewirkten Widerstands des ersten Linearpotentiometer im Verhältnis zum Widerstand des zweiten Linearpotentiometers in derselben vom Spritzenkolben (40) im Pumpenkörper (110) eingenommenen Position als eine die Größe der Spritze bestimmende Kennung eingerichtete Steuerung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem mit einer Spritze, die einen eine Düse aufweisenden Spritzenkörper und einen im Spritzenkörper verschieblich angeordneten Spritzenkolben aufweist, und einer Spritzenpumpe, die einen Pumpenkörper, eine am Pumpenkörper angeordnete Spritzenhalterung zur Lagerung der Spritze an der Spritzenpumpe und einen eine Gewindestange antreibenden Motor zum Antrieb des Spritzenkolbens der Spritze aufweist.
Als Spritzenpumpen werden allgemein Dosierpumpen bezeichnet, die als Verdrängerpumpen unabhängig von den Druckverhältnissen am Eingang und Ausgang der Dosierpumpe definierte Volumina pro Umdrehung, Hub oder Zeit liefern. Der Antrieb der Spritzenpumpe erfolgt zum Beispiel über eine von einem Motor angetriebene Gewindestange, die den Spritzenkolben entweder direkt oder mittels eines auf der Gewindestange schraubenden Schlittens in den Spritzenkörper drückt oder zieht, wodurch ein definiertes Volumen des im Spritzenkörper vorgehaltenen Medikaments durch die Düse der Spritze gefördert wird.
Eine besonders kompakt ausgeführte Spritzenpumpe, die insbesondere als mobile Spritzenpumpe verwendet werden kann, ist aus der DE 10 2020 121 665 A1 bekannt. Diese offenbart ein Dosiersystem mit einer Spritze, die einen eine Düse aufweisenden Spritzenkörper und einen im Spritzenkörper verschieblich angeordneten Spritzenkolben und eine Spritzenpumpe, die einen Pumpenkörper, eine am Pumpenkörper angeordnete Spritzenhalterung zur Lagerung der Spritze an der Spritzenpumpe und einen eine Gewindestange antreibenden Motor zum Antrieb des Spritzenkolbens der Spritze aufweist, wobei der Spritzenkolben eine zum Aufnehmen der Gewindestange eingerichtete erste Aufnahme und die Gewindestange einen mit der Gewindestange schraubenden, am Pumpenkörper drehfest gelagerten und auf den Spritzenkolben wirkenden Schlitten aufweist.
Wenngleich sich dieses Dosiersystem als besonders vorteilhaft erwiesen hat, besteht bei der Verwendung von unterschiedlichen Spritzen weiterhin das Problem einer besonders einfachen, sicheren und insbesondere fehlerfreien Anwendung durch den Patienten selbst. Laut der DE 10 2020 121 665 A1 sollten zwar Mittel zum Erfassen des Spritzentyps vorgesehen sein, aufgrund der die Pumpensteuerung den Antrieb der Spritzenpumpe entsprechend dem Spritzentyp ansteuern kann. Welche Mittel dieses sein sollten war jedoch nicht explizit genannt, sodass weiterhin der Wunsch besteht, Mittel bereitzustellen mit denen insbesondere eine Bestimmung der Spritzengröße sowie zugleich des aktuellen Füllvolumens und damit eine weitgehend automatisierte Verwendung des Dosiersystems ermöglicht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dosiersystem zu schaffen, mit dem die Größe und zugleich das aktuelle Füllvolumen einer in eine Spritzenpumpe eingesetzte Spritze bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Dosiersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Dosiersystem mit zwei Linearpotentiometern auszustatten, die nicht nur die Position des Spritzenkolbens innerhalb des Pumpenkörpers erfassen, sondern auch durch Vergleich der abgetasteten Widerstände den Spritzentyp bzw. die Spritzengröße bestimmen können. Die Linearpotentiometer werden gemeinsam vom Spritzenkolben und dem Pumpenkörper ausgebildet, wobei das eine Element jeweils einen festen Widerstand und das andere Element jeweils einen auf den jeweiligen festen Widerstand wirkenden Schleifer aufweist.
Die Linearpotentiometer können sich hinsichtlich des maximalen Betrags des festen Widerstands und/oder hinsichtlich der Position der Schleifer unterscheiden. So ist insbesondere vorgesehen, dass die Schleifer am Spritzenkolben ausgebildet sind und auf am Pumpenkörper angeordnete feste Widerstände wirken. Speziell handelt es sich bei den Linearpotentiometern um Folienpotentiometer, sodass ein mechanisches Einwirken der Schleifer auf die Widerstände ausreichend und keine elektrische Kontaktierung der von der Spritzenpumpe aufgenommenen Steuerung mit den am Spritzenkolben angeordneten Schleifern erforderlich ist.
Der Widerstandswert des einen Linearpotentiometer wird zur Bestimmung der absoluten Position des vom Pumpenkörper aufgenommenen Spritzenkolbens verwendet, wobei der Widerstandswert des zweiten Linearpotentiometers im Verhältnis zum Widerstandswert des ersten Linearpotentiometer als eine die Größe der Spritze bestimmende Kennung genutzt wird. Beispielsweise wird sich durch eine sich von der Position des ersten Schleifers des ersten Linearpotentiometers abweichende Positionierung des zweiten Schleifers des zweiten Potentiometers am Spritzenkolben bei ansonsten identischem maximal einstellbarem Widerstand der Linearpotentiometer und identischer absoluter Position des Spritzenkolbens im Pumpenkörper ein abweichender Widerstandswert ermittelt werden. Die die unterschiedliche Positionierung der Schleifer wiedergebenden unterschiedlichen Widerstandswerte sind dabei unterschiedlichen Spritzengrößen, d.h. Spritzen, die unterschiedliche maximale Füllvolumina aufweisen, zugeordnet. Diese Werte sind insbesondere tabellarisch hinterlegt, sodass die das Dosiersystem steuernde Steuerung bei Einnahme von wenigstens einer vorbestimmten Position des Spritzenkolbens im Pumpenkörper die Größe der Spritze bestimmen und zugleich das in der Spritze befindliche Volumen in Abhängigkeit von der Position des Spritzenkolbens unter Berücksichtigung der Spritzengröße berechnen kann. Speziell ist vorgesehen, dass die Erkennung der Spritzengröße bei maximal vom Pumpenkörper aufgenommenem Spritzenkolben, also bei maximal befüllter Spritze vorgenommen wird, sodass eine zuverlässige und kaum fehlerbehaftete Aussage über das maximale Füllvolumen und das über die Zeit abgegebene Volumen getroffen werden kann. Selbstverständlich ist dabei auch eine Anordnung der Schleifer auf identischer Höhe des Spritzenkolbens vorgesehen, wobei der von beiden Linearpotentiometern eingestellte identische Widerstandswert einer bestimmten Spritzengröße zugeordnet ist.
Jedenfalls ermöglicht die Kenntnis der Spritzengröße bei Verwendung unterschiedlich großer Spritzen, d.h. Spritzen mit unterschiedlichen maximalen Füllvolumina, mit derselben Spritzenpumpe die Berechnung der abgegebenen Füllmenge anhand der Position des Spritzenkolbens im Pumpenkörper.
Erfindungsgemäß wird also ein Dosiersystem vorgeschlagen, das aus einer Spritze, die einen eine Düse aufweisenden Spritzenkörper und einen im Spritzenkörper verschieblich angeordneten Spritzenkolben aufweist, und einer Spritzenpumpe, die einen Pumpenkörper, eine am Pumpenkörper angeordnete Spritzenhalterung zur Lagerung der Spritze an der Spritzenpumpe und einen eine Gewindestange antreibenden Motor zum Antrieb des Spritzenkolbens der Spritze aufweist, besteht, wobei weiter ein vom Spritzenkolben und vom Pumpenkörper gemeinsam gebildetes erstes Linearpotentiometer, das einen ersten Schleifer und einen ersten festen Widerstand aufweist, ein vom Spritzenkolben und vom Pumpenkörper gemeinsam gebildetes zweites Linearpotentiometer, das einen zweiten Schleifer und einen zweiten festen Widerstand aufweist, und eine zum Erfassen des in Abhängigkeit einer vom Spritzenkolben im Pumpenkörper eingenommenen Position bewirkten Widerstands des ersten Linearpotentiometer im Verhältnis zum Widerstand des zweiten Linearpotentiometers in derselben vom Spritzenkolben im Pumpenkörper eingenommenen Position als eine die Größe der Spritze bestimmende Kennung eingerichtete Steuerung vorgesehen sind.
Die Kennung besteht insbesondere in einem Vergleich der von beiden Linearpotentiometern eingestellten Widerstandswerte, die insbesondere durch unterschiedliche Positionierung der Schleifer im Verhältnis zu den festen Widerständen erreicht werden. Die Wertepaare des Widerstandswerts des einen Linearpotentiometers und des Widerstandswerts des anderen Linearpotentiometers (bzw. die gemessenen Spannungswerte-Messpaare) sind dabei einer Mehrzahl von vorbestimmten Spritzengrößen zugeordnet und können bei entsprechender Programmierung der Steuerung der Spritzenpumpe abgefragt werden. Entsprechend kann bei Kenntnis der Spritzengröße und vorbestimmter Positionierung des Spritzenkolbens im Pumpenkörper auf das von der Spritze aufgenommene Volumen geschlossen werden, sodass sich eine weitgehend automatisierte Verwendung des Dosiersystems ermöglicht ist.
Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerung mittels des von der Steuerung erfassten Widerstands eines der Linearpotentiometer zur Bestimmung der Position des Spritzenkolbens im Pumpenkörper eingerichtet ist. Besonders bevorzugt ist die Steuerung dabei zur Berechnung des von der Spritze aufgenommenen Volumens in Abhängigkeit von der vom Spritzenkolben im Pumpenkörper eingenommenen Position eingerichtet.
Der erste feste Widerstand und/oder der zweite feste Widerstand sind bevorzugt am Pumpenkörper angeordnet, wobei der jeweilige Schleifer entsprechend am Spritzenkolben angeordnet ist. Speziell ist vorgesehen, dass der erste Schleifer und der zweite Schleifer auf sich in Bezug zur Längsachse des Spritzenkolbens gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Dabei ist die Steuerung höchst bevorzugt derart eingerichtet, dass auf ein seitenrichtiges Einsetzen der Spritze in den Pumpenkörper nicht geachtet werden muss, da es lediglich auf einen Vergleich der Widerstandswerte, nicht aber auf die Absolutwerte des einen oder des anderen Linearpotentiometers ankommt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Schleifer und/oder der zweite Schleifer als Feder ausgebildet ist. Die Ausgestaltung wenigstens eines der Schleifer sorgt für eine besonders einfache, sichere und weitgehend verschleißfreie Kontaktierung des am Spritzenkolben angeordneten Schleifers mit dem vom Spritzenkörper aufgenommenen Bestandteil des jeweiligen Linearpotentiometers.
Das erste Linearpotentiometer und/oder das zweite Linearpotentiometer sind bevorzugt als Folienpotentiometer ausgebildet. Speziell sind die als Folienpotentiometer als Bestandteil eine für die Aufnahme des Spritzenkolbens eingerichtete Wandung im Pumpenkörper vorgesehen.
Das Dosiersystem ist weiter bevorzugt derart ausgebildet, dass der Spritzenkolben eine zum Aufnehmen wenigstens eines Teilabschnitts der Gewindestange eingerichtete erste Aufnahme und die Gewindestange einen mit der Gewindestange schraubenden, drehfest gelagerten und auf den Spritzenkolben wirkenden Schlitten aufweist. Gegebenenfalls kann der Schlitten Kontaktierungen aufweisen, die mit am Spritzenkolben vorgesehenen Kontaktierungen für den Fall zusammenwirken, dass der Schleifer als Gleitkontakt ausgebildet ist und elektrisch mit der Steuerung verbunden werden muss.
Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Spritzenhalterung als ein mit einem der Düse gegenüberliegenden Abschnitt des Spritzenkörpers zusammenwirkender Bajonettverschluss ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist für eine sichere Positionierung der Spritze an der Spritzenpumpe und damit ein sicheres Erfassen der Position des Spritzenkolbens im Pumpenkörper gesorgt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine geschnittene Ansicht der aus Spritze und Spritzenpumpe bestehenden Einzelbestandteile des besonders bevorzugt ausgestalteten Dosiersystems;
2 eine geschnittene Ansicht des aus einer Spritze und einer Spritzenpumpe gebildeten Dosiersystems bei vollständig gefüllter Spritze; und
3 eine geschnittene Ansicht des aus einer Spritze und einer Spritzenpumpe gebildeten Dosiersystems bei vollständig entleerter Spritze.

1 zeigt eine geschnittene Ansicht der aus Spritze und Spritzenpumpe bestehenden Einzelbestandteile des besonders bevorzugt ausgestalteten Dosiersystems. Insbesondere zeigt 1 eine Spritze 10, die einen eine Düse 20 aufweisenden Spritzenkörper 30 und einen im Spritzenkörper 30 verschieblich angeordneten Spritzenkolben 40 aufweist. Die Spritze 10, speziell der Spritzenkolben 40, weist im gezeigten Beispiel keine Daumenauflage auf, ist jedoch derart eingerichtet, dass der Spritzenkolben 40 mit einer Spritzenpumpe zum Befüllen und/oder Entleeren der Spritze 10 interagieren kann.
Weiter zeigt 1 eine bevorzugt ausgestaltete Spritzenpumpe 100, die einen Pumpenkörper 110, eine am Pumpenkörper 110 angeordnete Spritzenhalterung 120 zur Lagerung der Spritze 10 an der Spritzenpumpe 100 und einen eine Gewindestange 130 antreibenden Motor 140 zum Antrieb des Spritzenkolbens 40 der Spritze 10 aufweist.
Erfindungsgemäß ist ein vom Spritzenkolben 40 und vom Pumpenkörper 110 gemeinsam gebildetes erstes Linearpotentiometer vorgesehen, das einen am Spritzenkolben 40 angeordneten ersten Schleifer 50 und einen am Pumpenkörper 110 angeordneten ersten festen Widerstand 150 aufweist. Ebenso ist ein vom Spritzenkolben 40 und vom Pumpenkörper 110 gemeinsam gebildetes zweites Linearpotentiometer eingerichtet, das einen am Spritzenkolben 40 angeordneten zweiten Schleifer 60 und einen am Pumpenkörper 110 angeordneten zweiten festen Widerstand 160 aufweist.
Das erste Linearpotentiometer und das zweite Linearpotentiometer sind mit einer (nicht dargestellten) Steuerung verbunden, die zum Erfassen des in Abhängigkeit einer vom Spritzenkolben 40 im Pumpenkörper 110 eingenommenen Position bewirkten Widerstands des ersten Linearpotentiometer im Verhältnis zum Widerstand des zweiten Linearpotentiometers in derselben vom Spritzenkolben 40 im Pumpenkörper 110 eingenommenen Position als eine die Größe der Spritze bestimmende Kennung eingerichtet ist.
2, die eine geschnittene Ansicht des aus der Spritze 10 und der Spritzenpumpe 100 gebildeten Dosiersystems bei vollständig gefüllter Spritze 10 zeigt, macht deutlich, dass der relative Abstand d der Schleifer 50, 60 zueinander als die Größe der Spritze 10 bestimmende Kennung verwendet werden kann. Aufgrund der bei grundsätzlich gleichem maximal möglichem Widerstand der Linearpotentiometer zu jedem Zeitpunkt eingestellten unterschiedlichen Widerstandswerten wird eine Differenz der Widerstandswerte erfasst, die einer vorbestimmten Spritzengröße zugeordnet ist, sodass die Spritzengröße automatisch erfasst werden kann.
Die Kenntnis der Spritzengröße ermöglicht bei Verwendung unterschiedlich großer Spritzen, d.h. Spritzen mit unterschiedlichen maximalen Füllvolumina, die Berechnung der abgegebenen Füllmenge anhand der Position des Spritzenkolbens 40 im Pumpenkörper 110 bis die Spritze 10 - wie 3 zeigt - schließlich vollständig entleert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020121665 A1 [0003, 0004]

Claims

Dosiersystem mit - einer Spritze (10), die einen eine Düse (20) aufweisenden Spritzenkörper (30) und einen im Spritzenkörper (30) verschieblich angeordneten Spritzenkolben (40) aufweist, und - einer Spritzenpumpe (100), die einen Pumpenkörper (110), eine am Pumpenkörper (110) angeordnete Spritzenhalterung (120) zur Lagerung der Spritze (10) an der Spritzenpumpe (100) und einen eine Gewindestange (130) antreibenden Motor (140) zum Antrieb des Spritzenkolbens (40) der Spritze (10) aufweist, gekennzeichnet durch - ein vom Spritzenkolben (40) und vom Pumpenkörper (110) gemeinsam gebildetes erstes Linearpotentiometer, das einen ersten Schleifer (50) und einen ersten festen Widerstand (150) aufweist, - ein vom Spritzenkolben (40) und vom Pumpenkörper (110) gemeinsam gebildetes zweites Linearpotentiometer, das einen zweiten Schleifer (60) und einen zweiten festen Widerstand (160) aufweist, und - eine zum Erfassen des in Abhängigkeit einer vom Spritzenkolben (40) im Pumpenkörper (110) eingenommenen Position bewirkten Widerstands des ersten Linearpotentiometer im Verhältnis zum Widerstand des zweiten Linearpotentiometers in derselben vom Spritzenkolben (40) im Pumpenkörper (110) eingenommenen Position als eine die Größe der Spritze bestimmende Kennung eingerichtete Steuerung.
Dosiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung mittels des von der Steuerung erfassten Widerstands eines der Linearpotentiometer zur Bestimmung der Position des Spritzenkolbens (40) im Pumpenkörper (110) eingerichtet ist.
Dosiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung zur Berechnung des von der Spritze (10) aufgenommenen Volumens in Abhängigkeit von der vom Spritzenkolben (40) im Pumpenkörper (110) eingenommenen Position eingerichtet ist.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste feste Widerstand und/oder der zweite feste Widerstand am Pumpenkörper angeordnet ist, wobei der jeweilige Schleifer am Spritzenkolben (40) angeordnet ist.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schleifer und der zweite Schleifer auf sich in Bezug zur Längsachse des Spritzenkolbens (40) gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schleifer und/oder der zweite Schleifer als Feder ausgebildet ist.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Linearpotentiometer und/oder das zweite Linearpotentiometer als Folienpotentiometer ausgebildet ist.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzenkolben (40) eine zum Aufnehmen wenigstens eines Teilabschnitts der Gewindestange (130) eingerichtete erste Aufnahme (60) und die Gewindestange (130) einen mit der Gewindestange (130) schraubenden, drehfest gelagerten und auf den Spritzenkolben (40) wirkenden Schlitten aufweist.
Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzenhalterung (120) als ein mit einem der Düse (20) gegenüberliegenden Abschnitt (70) des Spritzenkörpers (30) zusammenwirkender Bajonettverschluss ausgebildet ist.