DE3542264C2

DE3542264C2 -

Info

Publication number: DE3542264C2
Application number: DE19853542264
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 7474 Bitz De Beck
Original assignee: Ergo-Line Ergometriesysteme & Co Kg Blutdruckmessgeraete 7474 Bitz De GmbH
Current assignee: Ergo-Line Ergometriesysteme & Co Kg Blutdruckmessgeraete 7474 Bitz De GmbH
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1990-08-09
Also published as: DE3542264A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum steuerbaren Ablaß von Fluiden aus Drucksystemen, insbesondere zur Steuerung eines Luftablasses für pneumatische Druckmanschetten von Blutdruck-Meßgeräten, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei bekannten Luftablässen von Blutdruck-Meßgeräten wird der Schließkörper des Ablasses mittels eines Schraubteiles verstellt, welches die Steuerung des Ablasses für Ungeübte relativ schwierig macht, weil in der Regel eine längere Zeitspanne benötigt wird, bis der Ablaß nach Öffnung durch Verstellung des Schraubteiles wieder verschlossen werden kann. Dies ist aber gleichbedeutend damit, daß sich der Luftdruck in der Druckmanschette nur schwer einstellen läßt.

Des weiteren gibt es an Blutdruck-Meßgeräten Druckablässe, die mittels einer hebelartigen Taste od. dgl. gesteuert werden, welche ihrerseits mit dem Ventilkörper eines Absperrventiles gekoppelt ist. Der Ventilkörper besitzt einen die Öffnung des zugeordneten Ventilsitzes in Schließstellung des Ventilsitzes durchsetzenden kegelartigen Fortsatz, so daß bei Verstellung des Ventilkörpers in dessen Offenlage ein mehr oder weniger breiter Querschnitt in Abhängigkeit vom Verstellweg des Ventilkörpers freigegeben wird. Derartige Ablässe lassen sich zwar wegen der gut steuerbaren Drosselwirkung leicht handhaben, jedoch sind Ventilkörper und/oder Ventilsitz relativ verschleißanfällig und/oder herstellungsmäßig relativ teure Teile.

In der FR-OS 20 34 123 werden Ventile beschrieben, welche sich für Spraydosen u. dgl. eignen. Dabei ist ein schlauch- bzw. rohrförmiger Elastomerkörper zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Widerlagern angeordnet, derart, daß der Elastomerkörper durch Verschiebung der Widerlager relativ zueinander auf Druck beansprucht und damit verformt werden kann. Diese Verformung wird ausgenutzt, um eine Auslaßöffnung freizugeben, die an einem dornartigen Teil innerhalb des Elastomerkörpers oder an einem zylindrischen Teil außerhalb des Elastomerkörpers angeordnet ist und bei nicht verformtem Elastomerkörper durch dessen Innen- oder Außenwand abgeschlossen wird. Bei derartigen Ventilen lassen sich Zwischenstellungen zwischen dem vollständig geschlossenen und dem vollständig geöffneten Zustand vergleichsweise schwer einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein vor allem zur Steuerung eines Luftablasses für pneumatische Druckmanschetten von Blutdruck-Meßgeräten geeignetes Ventil zu schaffen, welches sich durch hohe Lebensdauer und leichte Handhabung auszeichnet, jedoch gleichwohl aus äußerst preisgünstigen Elementen aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Ventil der eingangs angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die den Öffnungsquerschnitt des Ventiles steuernden Teile als einfachste Kunststoffteile mit vergleichsweise großen Herstellungstoleranzen hergestellt werden können und gleichwohl eine lange Lebensdauer des Ventiles gewährleisten.

Besonders vorteilhaft ist, daß eine sehr gute Steuerbarkeit erreicht wird, weil die je nach mechanischer Spannung des Elastomerkörpers, entsprechend der relativen Verstellung der Widerlager erzielte Ausbauchung aufgrund der Querschnittsänderung des Elastomerkörpers zwischen seinen Endabschnitten eine besonders gut reproduzierbare Form erhält. Dies dürfte darauf beruhen, daß der Endabschnitt mit geringerem Außen durchmesser bei zunehmender Annäherung der beiden Widerlager aneinander eine sich zum Übergangsbereich hin trichterartig erweiternde Form anzunehmen sucht, wobei der Öffnungswinkel des Trichters kontinuierlich mit der Abstandsänderung der Widerlager zu- bzw. abnimmt. Dementsprechend wird eine besonders feinfühlige Steuerung des Öffnungsquerschnittes des Ventiles gewährleistet.

Außerdem besitzt das erfindungsgemäße Ventil Sicherungs funktion, indem es bei unzulässigem Überdruck zwangsläufig öffnet, weil der Elastomerkörper sich unter dem Druck, welcher in seinem Innenraum bzw. an der vom Elastomerkörper abgeschlossenen Öffnung ansteht, unter Öffnung des Ventiles ausweitet, wenn ein vorgegebener Bereich des Druckes überschritten wird.

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung zu entnehmen. Dabei zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ventilgehäuses mit daran angeordnetem Balg zum Aufpumpen einer Druckmanschette eines Blutdruck-Meßgerätes,

Fig. 2 den Ausschnitt II in Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Gehäuses entsprechend dem Pfeil III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine abgewandelte Einzelheit aus Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 läßt sich eine nur schematisch dargestellte Druckmanschette 1 mittels eines Balges 2 auf mehr oder weniger starken Druck aufpumpen. Der Balg 2 ist mit der Druckmanschette 1 über eine Druckleitung 3 sowie eine zwischen der Druckleitung 3 und dem Balg 2 angeordnete Ventilanordnung 4 verbunden, welche es gestattet, aus der Druckmanschette 1 steuerbar Luft abzulassen.

Die Ventilanordnung 4 besitzt ein Gehäuse 5 mit einer darin angeordneten Längsbohrung 6, welche sich durch einen den Balg 2 tragenden Stutzen 7 bis zu einem Anschlußstutzen 8 für die schlauchförmige Druckleitung 3 erstreckt. Im Stutzen 7 ist noch ein nicht dargestelltes Rückschlagventil angeordnet, welches den Durchtritt von Luft nur vom Balg 2 in Richtung der Druckleitung 3 gestattet, in umgekehrter Richtung jedoch sperrt. Dieses Rückschlagventil besteht beispielsweise aus einem hülsenartigen Körper aus Elastomer-Material, welcher an seinem dem Balg 2 zugewandten Stirnende geöffnet und am anderen Stirnende geschlossen ist und auf seiner Umfangswandung Schlitze aufweist, welche sich bei hinreichendem Überdruck im Balg 2 gegenüber der Druckleitung 3 öffnen, bei Druckgefälle in umgekehrter Richtung jedoch schließen.

Von der Längsbohrung 6 zweigt nahe des Stutzens 7 eine Querbohrung 9 ab, die ihrerseits in eine nach außen führende, leicht schräg zur Längsbohrung 6 angeordnete Bohrung 10 mündet. Die Bohrung 10 besitzt nahe der Querbohrung 9 einen Abschnitt 10′ mit engem Durchmesser, an den sich unter Bildung einer Stufe 11 der nach außen führende längere Abschnitt 10′′ mit größerem Durchmesser anschließt.

In der Bohrung 10 sind die weiter unten erläuterten Elemente eines Ablaßventiles 12 angeordnet, welches mittels einer kipphebelartigen Taste 13 betätigt wird. Die Taste 13 ist auf seitlichen Zapfen 14 des Gehäuses 5 schwenkgelagert und läßt sich bis in eine durch einen gehäuseseitigen Anschlag 15 begrenzte Endlage gegen das Gehäuse 5 niederdrücken. In dieser Endlage, in der das Ablaßventil 12 vollständig geöffnet ist, übergreifen Seitenteile der Taste 13 rastartig seitliche Rastvorsprünge 16 am Gehäuse 5, so daß die Taste 13 gegebenenfalls in der angegebenen Endlage bleibt und das Ablaßventil 12 dauernd geöffnet halten kann. Damit besteht die Möglichkeit, die Druckmanschette 1 vollständig zu entlüften bzw. im vollständig entlüfteten Zustand anzulegen, wie es für eine hohe Meßgenauigkeit eines Blutdruck-Meßgerätes wünschenswert ist.

Im Abschnitt 10′′ der Bohrung 10 ist ein rohrförmiger Elastomer-Körper 17 angeordnet, welcher einen Abschnitt 17′ mit größerem Außendurchmesser und einen Abschnitt 17′′ mit kleinerem Außendurchmesser sowie einen dazwischen angeordneten Übergangsbereich 17′′′ mit trichterförmiger Außenkontur besitzt. Innerhalb des Elastomer-Körpers 17 erstreckt sich ein Kanal 18, welcher im Bereich des Abschnittes 17′ einen relativ großen Kreisquerschnitt und im Bereich des Abschnittes 17′′ einen relativ kleinen Kreisquerschnitt aufweist, wobei diese Bereiche unter Bildung einer Ringstufe 19 im Abschnitt 17′′′ ineinander übergehen. Die Querschnitte des Kanales 18 sind bevorzugt derart bemessen, daß die Wandstärke des Elastomer-Körpers im Abschnitt 17′ etwas geringer ist als im Abschnitt 17′′.

Der Außendurchmesser des Abschnittes 17′ ist geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrung 10, während der Außendurchmesser des Abschnittes 17′′ geringer als der Bohrungsdurchmesser ist. Dementsprechend ist die Außenwandung des Elastomer-Körpers 17 im Bereich des Abschnittes 17′ elastisch dichtend gegen die Wandung der Bohrung 10 gespannt, während zwischen der Wandung der Bohrung 10 und dem Abschnitt 17′′ ein Ringraum verbleibt.

Wie dargestellt, ist der Elastomer-Körper 17 derart in die Bohrung 10 eingesetzt, daß die freie Stirnseite des Abschnittes 17′ an der Stufe 11 der Bohrung 10 anliegt.

Des weiteren ist in der Bohrung 10 ein kolbenartiges Teil 20 verschiebbar angeordnet, welches einen zur Gleitführung in der Bohrung 10 bemessenen dickeren Bereich 20′ und einen daran anschließenden dünneren Bereich 20′′ besitzt, welcher nach außen etwas aus der Bohrung 10 heraussteht. Auf der vom dünneren Bereich 20′′ abgewandten Seite des dickeren Bereiches 20′ ist am kolbenartigen Teil 20 ein in den Abschnitt 17′′ des Elastomer-Körpers 17 hineinragender Dorn bzw. Fortsatz 21 angeordnet, dessen axiale Länge etwas kürzer als die axiale Länge des Abschnittes 17′′ ist und dessen Außendurchmesser das Maß des Innendurchmessers des Abschnittes 17′′ des Elastomer-Körpers 17 geringfügig übersteigt, derart, daß der Abschnitt 17′′ des Elastomer- Körpers 17 den Fortsatz 21 mit entsprechend elastischer Spannung umschließt.

Nahe des ballig geformten freien Endes des Fortsatzes 21 ist an demselben eine Ringnut 22 angeordnet, so daß ein entsprechender Ringraum zwischen den Wandungen der Ringnut 22 und der Innenwandung des Abschnittes 17′′ des Elastomer-Körpers 17 gebildet wird. Dieser Ringraum ist über eine Radialbohrung 23 im Bereich der Ringnut 22 mit einem Axialkanal 24 verbunden, welcher innerhalb des kolbenartigen Teiles 20 angeordnet und am freien Ende des Bereiches 20′′ des kolbenartigen Teiles 20 nach außen geöffnet ist, während das andere Stirnende des Axialkanals 24 im Bereich des balligen Endes des Fortsatzes 21 verschlossen ist. Um zu verhindern, daß das kolbenartige Teil 20 versehentlich aus der Bohrung 10 herausgezogen wird, ist in derselben ein ringförmiger Anschlag 25 angeordnet, welcher mit dem dickeren Bereich 20′ des kolbenartigen Teiles als Gegenanschlag zusammenwirkt.

Das durch den Elastomer-Körper 17 sowie das kolbenartige Teil 20 gebildete Ablaßventil 12 funktioniert in der folgenden Weise:
Wird die Taste 13 gegen das Gehäuse 5 niedergedrückt, so wird das kolbenartige Teil 20 zunehmend in die Bohrung 10 hineingeschoben. Dabei wirkt die dem Elastomer teil 17 zugewandte Stirnseite des dickeren Bereiches 20′ des kolbenartigen Teiles, an der das freie Stirnende des Abschnittes 17′′ des Elastomer-Körpers anliegt, als bewegliches Widerlager des Elastomer-Körpers 17, während die Stufe 11 in der Bohrung 10 als festes Widerlager gegenüber der zugewandten Stirnseite des Abschnittes 17′ des Elastomer-Körpers 17 dient. Entsprechend der genannten Verschiebung des kolbenartigen Teiles 20 wird der Elastomer-Körper 17 zwischen den genannten Widerlagern zunehmend gestaucht, mit der Folge, daß sich das freie Ende bzw. die Ringnut 22 des Fortsatzes 21 des kolben artigen Teiles 20 zunehmend in Richtung des Übergangs bereiches 17′′′ des Elastomer-Körpers bzw. in Richtung der Ringstufe 19 verschiebt. Gleichzeitig sucht sich der Elastomer-Körper 17 im Übergangsbereich 17′′′ sowie im daran anschließenden Bereich des Abschnittes 17′′ auszubauchen, d. h. die Innenwandung des Elastomer- Körpers 17 hebt nach einem gewissen Verstellweg des kolbenartigen Teiles 20 mehr oder weniger weit vom freien Ende des Fortsatzes 21 ab, so daß eine durchlässige Verbindung zwischen dem Axialkanal 24 und der Längsbohrung 6 des Gehäuses über die Querbohrung 9, den Abschnitt 10′ der Bohrung 10 sowie den Kanal 18 im Elastomer-Körper 17 gegeben ist. Je nach Verstellweg des kolbenartigen Teiles 20 ist dieser Verbindungsweg mehr oder weniger stark gedrosselt, weil die Ausbauchung des Elastomer- Körpers 17 entsprechend dem genannten Verstellweg mehr oder weniger stark ausgeprägt ist.

Wenn die Kipp- bzw. Wipptaste 13 in ihre verrastete Lage niedergedrückt ist, befindet sich das Ventil 12 in einer ungedrosselten Offenstellung, welche einerseits zu einer Schnellentlüftung der Druckmanschette 1 führt und andererseits auch einen ungestörten Ablaß der Restluft aus der Druckmanschette gewährleistet. Dies ist insbesondere beim erneuten Anlegen der Druckmanschette 1 wichtig, denn für eine hohe Meßgenauigkeit bei der Blutdruckmessung ist wesentlich, daß die möglichst vollständig entlüftete Druckmanschette 1 möglichst eng anliegend umgelegt wird.

Die Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Dornes 21. Hier ist das an die Ringnut 22 anschließende freie Ende des Dornes 21 nach Art eines Kegelstumpfes geformt.

Außerdem ist zwischen der Ringnut 22 und dem Kegelstumpf - am dickeren Ende desselben - ein zylindrischer schmaler Bereich angeordnet, dessen Durchmesser vorzugsweise geringfügig größer als der Durchmesser des auf der anderen Seite der Ringnut 22 anschließenden Teilstückes des Dornes 21 ist. Die Ringnut 22 besitzt ein etwa halbkreisförmiges Profil. Schließlich ist der Axialkanal 24 bis in die Nähe der Ringnut 22 erweitert, so daß er der durchströmenden Luft einen besonders geringen Strömungswiderstand bietet.

Claims

1. Ventil zum steuerbaren Ablaß von Fluiden aus Drucksystemen, insbesondere zur Steuerung eines Luftablasses für pneumatische Druckmanschetten von Blutdruck- Meßgeräten,
wobei ein hohler Elastomer-Körper, dessen Innenraum zur einen Seite (z. B. Einlaßseite) des Ventiles führt, zwischen zwei Widerlagern angeordnet ist, welche gegeneinander zwischen zwei Lagen unter elastischer Stauchung bzw. Dehnung sowie damit verursachter elastischer Querschnittsveränderung des Elastomer-Körpers verschiebbar sind,
wobei der Elastomer-Körper einen relativ steifen Hohlkörper zumindest bereichsweise umschließt, dessen Innenraum zur anderen Seite (z. B. Auslaßseite) des Ventiles führt, und
wobei die Innenräume von Elastomer-Körper und Hohlkörper steuerbar miteinander verbindbar bzw. gegeneinander abschließbar sind, indem die Wandung des Elastomer-Körpers im gedehnten bzw. ungestauchten Zustand, wenn der Elastomer-Körper zumindest bereichs weise einen relativ geringen Querschnitt hat, auf einer Öffnung des Hohlkörpers bzw. einer Umgebung dieser Öffnung elastisch dichtend aufliegt, bei Verschiebung der Widerlager in eine andere Lage, bei der der ungedehnte bzw. gestauchte Zustand und somit ein zumindest bereichsweise relativ großer Querschnitt des Elastomer-Körpers vorliegen, zunehmend von der Öffnung und/oder deren Umgebung abhebt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elastomer-Körper (17) als schlauch- bzw. rohrartiges Teil in einer von der Einlaßseite zur Auslaßseite des Ventiles (12) erstreckten Bohrung (10) eines Gehäuses (5) zwischen einem festen Widerlager (11) sowie einem in der Bohrung (10) kolbenartig verschiebbaren Widerlager (20 bzw. 20′) angeordnet ist,
daß der Elastomer-Körper (17) im Bereich eines Endabschnittes (17′) mit größerem Außendurchmesser in der Bohrung (10) radial festgelegt und im Bereich seines anderen Endabschnittes (17″) mit gegenüber dem Bohrungsdurchmesser vermindertem Außendurchmesser von der Bohrungswand radial beabstandet ist,
daß der Hohlkörper als relativ zum Widerlager (20 bzw. 20′) am anderen Endabschnitt (17″) feststehender, in diesem Endabschnitt (17″) erstreckter Dorn (21) mit Axialkanal (24) und damit verbundener, vom anderen Endabschnitt (17″) umschlossener radialer Öffnung (23) angeordnet ist, und
daß bei Verschiebung des kolbenartigen Widerlagers (20 bzw. 20′) in Richtung des festen Widerlagers (11) ein zwischen den Endabschnitten (17′, 17″) angeordneter Übergangsabschnitt (17″′) des Elastomer-Körpers (17) unter Ausbauchung in Richtung der Radialöffnung (23) verschiebbar ist, derart, daß der Innenraum des einen Endabschnittes (17′) entsprechend dem Maß der Ausbauchung steuerbar mit der Radialöffnung (23) sowie dem damit verbundenen Axialkanal (24) verbindbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (17″) mit geringem Außendurchmesser einen geringeren Innendurchmesser als der andere Endabschnitt (17′) aufweist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Endabschnittes (17″) mit dem kleineren Außendurchmesser größer ist als die Wandstärke des anderen Endabschnittes (17′).

4. Ventil nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt (17″′) eine zumindest bereichsweise gegenüber beiden Endabschnitten (17′, 17″′) verminderte Wandstärke besitzt.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (17′, 17″) innen unter Bildung einer Ringstufe (19) im Bereich des Übergangsabschnittes (17′′′) ineinander übergehen.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt (17″′) im ungestauchten Zustand des Elastomer-Körpers (17) eine trichterartige Außenkontur besitzt.

7. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (21) als Teil des kolbenartigen beweglichen Widerlagers (20) angeordnet ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenumfang des Dornes (21) im Bereich der radialen Öffnung (23) eine Umfangsnut (22) angeordnet ist.

9. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (21) ein kugelartiges bzw. balliges freies Ende besitzt.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (17″) mit dem kleineren Außendurchmesser am auslaßseitigen Widerlager (20) angeordnet ist.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenartige Widerlager (20) mittels einer Kipptaste (13) od. dgl. verstellbar ist, die in der der ungedrosselten Offenstellung des Ventiles zugeordneten einen Endlage verrastbar ist.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Körper (17) aus Silikonmaterial, z. B. Silikonkautschuk, besteht.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Dornes (21) eine kegelstumpfartige Mantelfläche besitzt.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Umfangsnut (22) und/oder an die radiale Öffnung (23) angrenzende Bereich des Dornes (21) einen geringfügig größeren Durchmesser als der auf der anderen Seite der Umfangsnut (22) bzw. Öffnung (23) erstreckte Bereich des Dornes (21) hat.

15. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endabschnitt (17″) des rohr- bzw. schlauchartigen Elastomerkörpers (17) den Dorn (21) mit radialem Druck umspannt.

16. Ventil nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endabschnitt (17′) des rohr- bzw. schlauchartigen Elastomerkörpers (17) in der Bohrung (10) mit radial nach außen gerichteter Spannung festgelegt ist.