DE1550612C2

DE1550612C2 - Selbsttaetiges Einweg-Klappenventil

Info

Publication number: DE1550612C2
Application number: DE19661550612
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-12-08
Filing date: 1966-12-08
Publication date: 1970-05-06
Also published as: SE354009B; NL6617152A; NL134103C; GB1167329A; FR1503297A; BE690790A; DE1550612B1; CH457712A; DK122499B; US3445863A; CH511017A

Description

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Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Einweg- Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Klappenventil, insbesondere zur Verwendung als Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt
künstliches Herzklappenventil, bei dem eine Öffnung Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform in Abhängigkeit der Strömungsrichtung eines durch- der vorliegenden Erfindung in Gestalt eines 'künstströmenden Mediums intermittierend geöffnet und 5 liehen Herzklappenventils,
verschlossen wird. F i g. 2 einen zentralen Längsschnitt durch die

Die bekannten Ventile, die als künstliche Herz- Ausführungsform in F ί g. 1,

klappenventil zur Anwendung kommen, besitzen Fig. 3 einen Längsschnitt ähnlich dem in Fig. 2, entweder schwimmende Ventileinsätze, wie beispiels- bei dem die Ventilklappe in geöffnetem Zustand geweise Kugeln oder Scheiben, in manchen Fällen sind io zeigt ist,

sie mit zusätzlichen Gelenken versehen oder be- F i g. 4 eine Draufsicht auf die Grundplatte,

sitzen einen sonstigen relativ komplizierten Mecha- Fig. 5 eine Draufsicht auf die Ventilklappe,

nismus, der die Schwenkbarkeit der Ventilklappe Fig. 6 einen Querschnitt ähnlich dem in Fig. 2,

gewährleistet. Diesen bekannten Ventilen haftet jedoch an einer modifizierten Ausführungsform,

durchweg der Nachteil an, daß sie entweder auf 15 F i g. 7 einen Querschnitt ähnlich dem der F i g. 6,

Grund der komplizierten Konstruktion relativ teuer jedoch an einer weiteren modifizierten Ausführungs-

in ihrer Herstellung sind oder nicht zufriedenstellend form,

genug arbeiten. Darüber hinaus macht der Einsatz F i g. 8 eine Draufsicht auf eine modifizierte Aus-

eines Kugelventils bei einem menschlichen Herz führungsform des erfindungsgemäßen Ventils mit

einen beträchtlichen Platzbedarf erforderlich, wo- 20 zwei Ventilklappen,

durch die Funktionsfähigkeit des Herzens merklich F i g. 9 und 10 Querschnitte der Ausführungsform

herabgesetzt wird. Das gleiche gilt für Scheiben- nach Fig. 8, in denen das Ventil in geschlossenem

ventile, die — ähnlich wie die Kugelventile — in und offenem Zustand gezeigt ist,

einem Gehäuse aufgenommen sind und dadurch Fig. 11 eine Draufsicht auf eine weitere Ausfüh-

die Herzkontraktion beeinträchtigen. Die Klappen- 25 rungsform mit zwei Ventilklappen, bei denen die

ventile, die zum Schwenken der Klappe mit Schwenkachsen jedoch gegenüber dem Ventil gemäß

einem zusätzlichen Scharnier versehen sind, neigen F i g. 8 unterschiedlich angeordnet sind,

dazu, geronnenes Blut an den Scharnieren an- Fig. 12 und 13 Querschnitte der Ausführungs-

zusetzen und dadurch die Herztätigkeit zu beein- form gemäß Fig. 11, in denen die Ventilklappen in

trächtigen. 3° geschlossenem und offenem Zustand gezeigt sind,

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fig. 14 eine Draufsicht auf eine dritte Ausfühscharnierloses Klappenventil vorzuschlagen, mit dem rungsform mit drei schwenkbaren Ventilklappen,
sich die obenerwähnten Nachteile vermeiden lassen, Fig. 15 einen Querschnitt durch die Ausführungsweiches einfach in der Konstruktion, geeignet zur form gemäß Fig. 14 in geöffnetem Zustand,
Massenproduktion bei niedrigen Kosten und trotz- 35 Fig. 16 eine Draufsicht auf eine weitere bevordem zufriedenstellend in seiner Wirkungsweise wäh- zugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen rend einer langen Zeitdauer ist. Außerdem soll das Ventilklappe,

Klappenventil leicht an das menschliche Herz an- Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie x-x in

paßbar sein, einen minimalen Platzbedarf aufweisen F i g. 16,

und dem Durchfluß des Blutes einen minimalen Strö- 40 Fig. 18 eine Draufsicht auf eine weitere bevor-

mungswiderstand entgegensetzen. zugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Grundplatte, die mit der Ventilklappe gemäß

oder eine Anzahl von Ventilklappen durch die in Fig. 16 zusammenarbeitet,

einer Grundplatte befindliche Öffnung durchgesteckt Fig. 19 einen Schnitt längs Linie y-y in Fig. 18. und in an den Rändern der Öffnung und/oder der 45 Die Grundplatte 1 besteht aus Kunstharz oder Ventilklappen befindlichen Schlitzen um in der einer ähnlichen synthetischen Masse und zeigt eine Ebene der Grundplatte oder der Ventilklappen lie- ringförmige Gestalt mit einer kreisrunden Öffnung 2, gende Schwenkachsen schwenkbar bis zur flüssig- die konzentrisch angeordnet ist. Eine schwenkbare keitsdichten Auflage auf dem Rand der Öffnung ge- Ventilklappe 3 ist in ähnlicher Weise aus Kunstlagert sind. 50 harz oder einem sonstigen Kunststoff hergestellt. Die In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegen- schwenkbare Ventilklappe 3 ist geringfügig größer den Erfindung sind zwei oder mehrere schwenkbare als die Öffnung 2 in der Grundplatte 1, so daß die Ventilklappen vorgesehen, die-imstande sind, die Ventilklappe 3 mit ihrem Randbereich -3'- die Öff-Öffnung in der Grundplatte ohne Verwendung zu- nung 2 überlappt, sobald sie in geschlossenem Zusätzlicher Gelenke zur öffnen und zu schließen. Da- 55 stand auf der Grundplatte 1 aufliegt. Im Rahmen der bei liegen die beiden oder mehrere Ventilklappen Voraussetzung, daß der für die Grundplatte 1 und nebeneinander auf der Öffnung der Grundplatte und die Ventilklappe 3 verwendete Werkstoff Nachgiesind auf ähnliche Weise, wie oben bereits erwähnt, bigkeit und vorteilhafterweise auch Elastizität besitzt mit seitlich vorgesehenen Schlitzen oder Einkerbun- und außerdem imstande ist, für eine sehr lange gen am Rande der Öffnung eingehängt. Ein Bereich 60 Zeit den Einflüssen der Stoffe, denen Einzelteile wähder Ventilklappen, die durch ihre Schwenkachse rend des Betriebes ausgesetzt sind, ohne Korrosion in zwei Bereiche unterteilt sind, ist von größerer und ähnlichen Verfallserscheinungen zu widerstehen, Fläche, so daß die Durchströmung des Klappen- ist die Werkstoffwahl frei. In der Grundplatte 1 und ventils in einer Richtung das öffnen des Ventils zu- der Ventilklappe 3 sind an korrespondierenden Stelfolge der Druckdifferenz zwischen der einen und an- 65 Jen symmetrisch zu einem gemeinsamen Durchmesser deren Seite der Ventilklappen bewirkt, während eine beider Teile Schlitze oder Einkerbungen 4, 5 vorStrömung in" entgegengesetzter Richtung das Schlie- gesehen. Die Ventilklappe 3 hat einen Außendurchßen des Klappenventils bewirkt. messer, der größer ist als der Durchmesser des in-

neren Randes der Schlitze 4 der Grundplatte 1, so unterteilt, so daß — wie in Fig. 10 dargestellt ist — daß die Ventilklappe 3 nicht aus der Grundplatte 1 die Strömung selbst in der Lage ist, die Ventilklappen herausrutschen kann. Das Einsetzen der Ventil- zu öffnen und, wie F i g. 9 zeigt, zu schließen. Selbstklappe 3 in die Grundplatte 1 und das Ineinander- verständlich zeigen die Ventilklappen 13, 13' greifen der entsprechenden Schlitze erfolgt unter 5 Kröpfungen 16, 16'.

Verformung eines oder beider Einzelteile, wobei Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine weitere Modifi-

sich auf Grund der dem Werkstoff innewohnenden kation der vorliegenden Erfindung. Grundsätzlich

Elastizität anschließend wieder der gestreckte Zu- sind die darin gezeigten Ventilklappen 23,23'in ihrer

stand herstellt. Die Grundplatte 1 ist mit einer Kröp- Form den in F i g. 8 gezeigten ähnlich, jedoch mit

fung 6 versehen, wodurch sie einen Z-Querschnitt 10 der Ausnahme, daß Schlitze 24, 25, 24', 25' eine

erhält und wobei die Ventilklappe 3 um die durch Grundplatte 21 mit den Ventilklappen 23, 23' in der

die Schlitze 4, 5 festgelegte Schwenkachse schwenk- Nähe eines gemeinsamen Durchmessers verbinden,

bar ist. Die Höhe der Kröpfung muß der Dicke der Auf diese Weise öffnen sich die Ventilklappen von

Ventilklappe 3 entsprechen, um ein exaktes Schlie- außen an Stelle vom Zentrum her, wie das in F i g. 8

ßen der Öffnung 2 in der Grundplatte 1 durch die 15 gezeigt ist.

Ventilklappe 3 zu gewährleisten. Ein Band 7 aus Die Ausführungsform gemäß den Fig. 14 und 15 kräftigem, weichem Kunststoff ist am Rand der besitzt drei benachbart liegende Ventilklappen 33, Grundplatte 1 befestigt und dient dazu, das Klap- 33', 33", die mit entsprechenden Schlitzen 34, 35, penventil an einem menschlichen Herz zu befestigen. 34', 35', 34", 35" in einer Grundplatte 31 eingehängt Voraussetzung ist, daß das Material des Bandes 7 für 20 sind und auf eine bereits oben näher bezeichnete Art den menschlichen Körper verträglich ist, um den ineinandergreifen. Die Betätigung der Ausführungsdauernden Gebrauch der Ventilanordnung innerhalb formen gemäß den F i g. 8 bis 15 erfolgt auf ähndes menschlichen Körpers ohne Schädigung garan- liehe Weise wie bei den Ausführungsformen gemäß tieren zu können. . Fig. 1. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl In der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 25 von Ventilklappen eingesetzt werden. Eine zu große ist die Kröpfung 6 in der Grundplatte 1 vorgesehen. Anzahl verbietet sich jedoch aus Gründen der Wirt-Es ist jedoch durchaus möglich, die Kröpfung, wie schaftlichkeit.

in Fig. 6 dargestellt ist, in die Ventilklappe 3 zu In den Fig. 16 bis ,19 ist eine weitere bevorzugte legen oder darüber hinaus entsprechend F i g. 7 Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klappen-Kröpfungen sowohl in der Grundplatte 1 als auch 30 ventils dargestellt, welches die Besonderheit aufweist, der Ventilklappe 3 vorzusehen. Die Kröpfung 6 muß daß auf eine Kröpfung verzichtet ist, d. h. sowohl die sich in Höhe der Schlitze an der Grundplatte und der Ventilklappe als auch die Grundplatte sind eben aus-Ventilklappe befinden, während der übrige Bereich gebildet.

der Ventilklappe im Interesse einer möglichst gerin- Die in den Fig. 16 und 17 dargestellte Ausfühgen Beeinflussung der Durchströmung flach bleibt. 35 rungsform einer Ventilklappe 41 hat einen in Ab-In den gezeigten Ausführungen sind sowohl der schnitte 42 und 43 unterteilten äußeren Rand. Die Rand der Ventilklappe als auch der Rand der öff- beiden Abschnitte 42 und 43 sind durch zwei Schlitze nung kreisförmig. Es ist jedoch durchaus denkbar, 44, 44 a getrennt, wodurch eine Schwenkachse 40 die Ventilanordnung beliebig auszubilden, beispiels- festgelegt wird. Die beiden Abschnitte 42 und 43 weise in elliptischer, rechteckiger oder vieleckiger 40 sind, wie durch Bezugszeichen 45 und 46 angedeutet, Form. Es ist lediglich nötig, daß die durch die abgeschrägt ausgebildet. Diese Schrägflächen 45 und Schwenkachse in zwei Bereiche aufgeteilte Ventil- 46 können gegen entsprechende Schrägflächen 47 und klappe eine unterschiedliche Größe dieser Bereiche 48 einer in Fig. 18 und 19 dargestellten Grundplatte aufweist. 49 anliegen. Im geschlossenen Zustand liegt der Ab-Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Ein- 45 schnitt 43 der Ventilklappe 41 unterhalb der Grundweg-Klappenventils ist folgende: Fließt die Strömung platte 49, wobei die Schrägfläche 46 mit der Schrägin Richtung nach unten von der Oberseite des Ven- fläche 48 in Berührung steht, während der Abschnitt tils, dann wird — wie in F i g. 2 gezeigt ist — die 42 oberhalb der Grundplatte 49 liegt und die Schräg-Ventilklappe 3 in die geschlossene Lage gebracht, da fläche 45 mit der Schrägfläche 47 in Berührung steht, die Gesamtdruckkraft, welche auf die rechte Seite 50 In der Grundplatte 49 sind zwei einander gegender Ventilklappe 3 wirkt, wegen der größeren Fläche überliegende Schlitze 50 a und 50 angeordnet, dieses Bereiches größer ist als die Gesamtdruckkraft Die in den Fig. 16 bis 19 dargestellte bevorzugte auf die links von der Kröpfung 6 befindliche Fläche. Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß das Geht die Strömung in umgekehrter Richtung von- Klappenventil, insbesondere die Ventilklappe, eben statten, nämlich von unten nach oben, so öffnet sich 55 ausgebildet ist, so daß ein glatter Durchfluß durch die Ventilklappe 3, wie in F i g. 3 dargestellt ist. Die das Ventil im geöffneten Zustand erzielt wird. Einwegwirkungsweise des Ventils ist offensichtlich. Auf Grund der Tatsache, daß das erfindungsge-In F i g. 8 ist eine modifizierte Ausführungsform mäße Klappenventil lediglich aus einer Grundplatte dargestellt, bei der zwei halbkreisförmig ausgebildete und einer oder mehreren Ventilklappen besteht, Ventilklappen 13, 13' symmetrisch zu einer Grund- 60 kann man seine Konstruktion als extrem einfach, ja platte 11 angeordnet sind. Schlitze 14, 15, 14', 15' in sogar primitiv bezeichnen. Diese einfache Konder Grundplatte 11 legen die Schwenkachsen fest und struktion bewirkt jedoch die Zuverlässigkeit der gewährleisten die Schwenkbarkeit jeder der Ventil- Funktionsweise und die Billigkeit bei der Herstelklappen 13, 13', sobald die entsprechenden Schlitze lung. Wird das erfindungsgemäße Ventil als Herzan den Ventilklappen in die Schlitze an der Grund- 65 klappenventil verwendet, so werden die Klappen platte 11 eingreifen. Wiederum ist die Gesamtfläche durch die Tätigkeit des Herzens selbst bewegt, wojeder der beiden Ventilklappen durch die Schwenk- bei sie in geschlossenem Zustand jegliche Rückströachse in einen größeren und einen kleineren Bereich mung von Blut unterbinden.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttätiges Einweg-Klappenventil, insbesondere zur Verwendung als künstliches Herzklappenventil, bei dem eine Öffnung in Abhängigkeit der Strömungsrichtung eines durchströmenden Mediums intermittierend geöffnet und verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder eine Anzahl von Ventilklappen (3, 13, 23, 33) durch die in einer Grundplatte (1) befindliche Öffnung (2) durchgesteckt und in an den Rändern der Öffnung und/oder der Ventilklappen befindlichen Schlitzen (4, 5) um in der Ebene der Grundplatte oder der Ventilklappen liegende Schwenkachsen schwenkbar bis zur flüssigkeitsdichten Auflage auf dem Rand der Öffnung (2) gelagert sind.

2. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) und/oder die Ventilklappen in ihrer Ebene an den Schlitzen (4, 5) gekröpft sind.

3. Einweg-Klappenventil nach Anspruch !,.dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Ventilklappen durch ihre Schwenkachsen in zwei Flächenbereiche ungleicher Größe unterteilt sind.

4. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (2) in der Grundplatte (1) und die Ventilklappe oder die Ventilklappen (3, 13, 23, 33) in ihrer gesamten Fläche vorzugsweise kreisförmig sind.

5. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei halbkreisförmige Ventilklappen vorgesehen sind, deren jeweilige Schwenkachse in Scheitelnähe des Halbkreises angeordnet ist.

6. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei halbkreisförmige Ventilklappen vorgesehen sind, deren jeweilige Schwenkachse in der Nähe des Durchmessers der Ventilklappen vorgesehen ist.

7. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Ventilklappen sowie die Gestalt der Öffnung eine beliebige, aber einander entsprechende Form besitzen.

8. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Ventilklappen etwas größer als die der Öffnung ist. '

9. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) und/oder die ,Ventilklappe oder die Ventilklappen aus einem sehr nachgiebigen elastischen Material bestehen.

10. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) und/oder die Ventilklappen (3) aus nachgiebigem Kunststoff bestehen.

11. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsmittel für die Befestigung des Ventils an einem menschlichen Herzen vorgesehen sind.

12. Einweg-Klappenventil nach Anspruch 1 und einem der darauffolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Ventilklappe oder der Ventilklappen und der Öffnung in der Grundplatte komplementär zueinander angefast sind und sich aufeinanderliegend überdecken.

13. Einweg-Klappenventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (41) am äußeren Umfang zwei Abschnitte (42, 43) mit entgegengesetzt geneigten Schrägflächen (45, 46) hat, die durch zwei gegenüberliegende Schlitze (44, 44 a) getrennt sind, daß die Grundplatte (49) am inneren Rand zwei durch zwei einander gegenüberliegende Einschnitte (50 a, 50) getrennte Abschnitte mit einander entgegengesetzten Schrägflächen (47, 48) hat und daß im geschlossenen Zustand die Schrägflächen (45, 46) gegen die Schrägflächen (47, 48) anliegen.

14. Einweg-Klappenventil gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen von Ventilklappe (41) und Grundplatte (49), die miteinander in Berührung stehen, die gleiche Neigung haben.

15. Einweg-Klappenventil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine innerhalb des Bereiches der Schlitze (44 a, 44 bzw. 50 a, 50) liegende Schwenkachse (44), nicht durch den Schwerpunkt der Ventilklappe (41) hindurchgeht.

16. Einweg-Klappenventil gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Ventilklappe größer ist als der Innendurchmesser der Grundplatte im Bereich der Schlitze.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen