EP2275681B1

EP2275681B1 - Rollenpumpe

Info

Publication number: EP2275681B1
Application number: EP10009784A
Authority: EP
Inventors: Manfred Baumann; Berthold Breitkopf; Elmar HÜGEL; Herbert Neubauer; Thomas NÜRNBERGER; Jochen Schneider; Gerhard Spengler; Ralf Wamsiedler; Wolfgang Biesel; Christian Busse; Marco Caronna; Jörg Jonas; Reinhold Reiter; Jörn APEL; Martin Lauer
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: BRPI0511100B1; AU2005243476B2; CN101655083B; WO2005111424A1; US9046095B2; EA017078B1; AU2011202262B2; ES2356026T3; EP1985858B1; CA2872585C; EP1763636A1; EA012669B1; HK1099898A1; PL1763636T3; BR122017015660B1; CA2872585A1; KR20070012449A; SI1763636T1; CA2814817A1; CA2566054C

Description

Die Erfindung besteht aus einem Verfahren zum Betreiben einer Rollenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Rollenpumpen sind beispielsweise aus der U.S. 4,545,744 A bekannt. Sie bestehen aus einem Stator mit einem in diesem ausgeformten Pumpenbett und einem Rotor zur Beaufschlagung eines bogenförmig in das Pumpenbett einlegbaren Schlauches. Hier ist bereits vorgeschlagen, das Pumpenschlauchsegment, das in das Pumpenbett der Rollenpumpe eingelegt wird, über ein Anschlußstück mit einem ankommenden und einem wegführenden Flüssigkeitsschlauch zu verbinden. Dieses Anschlußstück verhindert ein Verrutschen des Pumpenschlauchsegments während des Pumpvorgangs. Gleichzeitig wird aufgrund einer Asymmetrie im Anschlußstück vermieden, daß das vormontierte Schlauchsegment seitenverkehrt eingesetzt wird. Durch das Anschlußstück wird das Pumpenschlauchsegment bogenförmig vorgeformt. Der ankommende und wegführende Flüssigkeitsschlauch wird dagegen parallel aus dem Anschlußstück herausgeführt. Das führt dazu, daß der ankommende und wegführende Flüssigkeitsschlauch jeweils außerhalb des Pumpenbetts recht viel Platz benötigt, um bei einer richtungsändernden Schlauch führung nicht abgeknickt zu werden. Ein einfaches Abbiegen der Schläuche außerhalb des Pumpenbetts ist nicht möglich, da sonst der Flüssigkeitsdurchfluss unterbunden würde.
US 5,630,711 , welche als näckstkommender Stand der Technik angesehen wird, US 4,674,962 und GB 2 290 582 A offenbaren jeweils eine Rollenpumpe, die ein Pumpenbett und einen Rotor zur Beaufschlagung eines bogenförmig in das Pumpenbett eingelegten Schlauches aufweist. Ferner weist die Rollenpumpe einen Bereich auf, in dem sich der Schlauch kreuzt. Der Bereich ist unterhalb der Rotorachse angeordnet.
EP 0 394 442 A1 offenbart eine Rollenpumpe mit einem Pumpenbett und einem Rotor. Der Rotor dient zur Beaufschlagung eines bogenförmig in das Pumpenbett eingelegten Schlauches. Eine Kreuzung des Schlauchs erfolgt in einem Bereich, der oberhalb der Rotorachse angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Rollenpumpe derart weiterzubilden, daß flüssigkeitsführende Schläuche in besonders platzsparender Art und Weise einsetzbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Rollenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Eine Rollenpumpe besteht aus einem Stator mit einem in diesem ausgeformten Pumpenbett und einem Rotor zur Beaufschlagung eines bogenförmig in das Pumpenbett eingelegten Schlauches, wobei sich die aus dem Pumpenbett herausgeführten Enden des Schlauches unmittelbar nach Austritt aus dem Pumpenbett kreuzen. Es ergibt sich somit ein Pumpensegment in Form eines griechischen Alpha. Aufgrund dieser Formgebung können die Schläuche unmittelbar unterhalb bzw. neben der Rollenpumpe platzsparend weitergeführt werden, ohne daß die Gefahr des Abknickens besteht.
Der Schlauch ist durch ein Anschlußstück in der Rollenpumpe fixierbar sein. Der in die Rollenpumpe eingelegte Schlauch kann durch das Anschlußstück führbar sein und somit als einstückiger Schlauch ausgebildet sein. Alternativ kann aber auch in dem Anschlußstück ein getrenntes in das Pumpenbett einlegbares Schlauchstück sowie das zuführende bzw. wegführende Schlauchstück angeschlossen sein.
Das Anschlußstück kann vorteilhaft als Adapter ausgebildet sein, wobei der Adapter aufgrund seiner Form in entsprechend Aufnahmeausnehmungen in der Rollenpumpe einsetzbar ist. Durch diesen jeweiligen Formschluss kann eine Codierung realisiert werden, die noch durch eine entsprechende Farbgebung unterstützt werden kann. Die Aufnahmeausnehmungen des Adapters greifen seitlich in zwei Clipsaufnahmen, vorzugsweise unterschiedlicher Form. An die entsprechende Formgebung der Clipse ist der einclipsbare Adapter angepasst.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist am Adapter eine Einrichtung, vorzugsweise ein Noppen, angeordnet, die mit einem in der Rollenpumpe bzw. in dem die Rollenpumpe bildenden Gehäuse integrierten Sensor zusammenwirkt. Der Sensor bestätigt das funktionsgerechte Einsetzen des Adapters an der entsprechenden Stelle.
Besonders vorteilhaft besteht der Adapter aus einem weichen Kunststoff, vorzugsweise Weich-PVC.
Die Vorteile der Schlauchführung ergeben sich erfindungsgemäß, wenn das Anschlußstück bei waagerechter Ausrichtung der Rotorachse seitlich am Pumpenbett angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann in Zusammenwirkung mit einer entsprechenden Drehrichtung des Rotors eine optimale Entlüftung des Schlauchsegments erreicht werden. Es wird nämlich sichergestellt, daß Luft, die im Eingangsbereich liegt, durch die Auftriebskraft nach oben steigt. Noch innerhalb des Anstiegs greifen die entsprechenden Andruckrollen des Rotors in das im Pumpenbett liegende Schlauchsegment ein und garantieren eine Zwangsförderung der entsprechenden Luftblasen. Am Ausgang des Schlauchsegments ist es ähnlich. Wenn die Andruckrollen das Schlauchsegment wieder freigeben, befindet sich die mitgeführte Luft bereits im aufsteigenden Bereich des Schlauchsegments. Hierdurch gibt es keine die Luft in die Pumpe zurücktreibende Kraft. Diese Vorteile sind weder bei einer U-förmigen Anordnung noch bei einer Ω-förmigen Anordnung des Schlauchsegments im Pumpenbett, wie sie im Stand der Technik bekannt waren, erzielbar.
Um die optimale Entlüftung zu erreichen, weist die Rollenpumpe erfindungsgemäß eine Steuereinheit auf, die die entsprechende Drehrichtung des Rotors in Abhängigkeit von der seitlichen Ausrichtung des Anschlußstückes vorgibt. So wird der Rotor gegen Uhrzeigerrichtung gedreht, wenn sich die Schläuche auf der rechten Seite kreuzen, und in Uhrzeigerrichtung, wenn sich die Schläuche auf der linken Seite kreuzen.
Der in die Rollenpumpe einlegbare Schlauch kann auch an ein Anschlußstück angeschlossen sein, das als integrierte Kassette ausgebildet ist. Ferner ist ein Schlauchset mit einem Anschlußstück, wie es zuvor beschrieben wurde, sowie einem in das Pumpenbett einzulegenden und mit dem Anschlußstück verbundenen Schlauch vorgesehen.
Ferner ist ein Anschlußstück vorgesehen, das in eine Rollenpumpe einsetzbar ist.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

Fig. 1:: eine schematische Ansicht einer Rollenpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2:: ein Rollenpumpengehäuse in verschiedenen Ansichten,
Fig. 3:: ein Adapterstück in verschiedenen Ansichten und Schnitten, das in die Rollenpumpe gemäß Fig. 2 einsetzbar ist und
Fig. 4:: eine schematische Darstellung des in eine hier nicht näher dargestellte Rollenpumpe einlegbaren Schlauchstücks, das an eine Kassette ange- schlossen ist.

In Fig. 1 ist eine Rollenpumpe 10 mit einem Pumpenbett 22 und einem eingelegten Schlauch 12 gezeigt, der an ein als Adapter ausgeführtes Anschlußstück 14 angeschlossen ist. Am Anschlußstück 14 sind als Schlauchset auch ein zuführender Schlauch 16 und ein wegführender Schlauch 18 gezeigt. Die Pfeilrichtung gibt die Flussrichtung der Flüssigkeit innerhalb des Schlauchs an. Die aus dem Pumpenbett herausgeführten Enden des Schlauches kreuzen sich auf diese Weise in dem Anschlußstück 14.
Durch einen Rotor 11 der Rollenpumpe 10 wird mit entsprechenden Rollen 13 der flexible Schlauch 12 in Pfeilrichtung A fortlaufend zusammengedrückt, so daß sich der entsprechende Pumpeffekt für die Flüssigkeit ergibt. Aufgrund der sich aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ergebenden sich kreuzenden Führung des Schlauches 12 bzw. der durch die Schlauchteile 12, 16 und 18 und dem Anschlußstück 14 gebildeten Schlauchführung unmittelbar neben der Öffnung 24 des Pumpenbettes 22 ist eine Platz sparende Zu- und Wegführung des Schlauches 12 bzw. der Schlauchteile 16 und 18 möglich. Die in Fig. 1 dargestellte Schlauchform kann als Alpha-Form beschrieben werden, bei der die aus dem Pumpenbett 22 herausgeführten Enden des Schlauches 12 tangential und sich kreuzend aus dem Pumpenbett 22 herausgeführt werden. So können die Schlauchteile 16 und 18 auch direkt seitlich (nicht gezeigt) aus der Pumpe herausgeführt werden.
In Fig. 2 sind verschiedene Ansichten eines als Spritzgussteil ausgeführten Rollenpumpengehäuses 20 gezeigt. Hier ist lediglich der Stator der Rollenpumpe 10 gezeigt. Die Fig. 2 a) zeigt eine Draufsicht von oben, die Fig. 2 b) eine Seitenansicht, Fig. 2 c) eine Ansicht von vorne und die Fig. 2 d) eine perspektivische Ansicht von oben, während die Fig. 2 e) eine perspektivische Ansicht von unten zeigt. Im Rollenpumpengehäuse 20 ist ein Pumpenbett 22 ausgeformt, in welches der bogenförmig geformte Schlauch 12 in hier nicht näher dargestellter Art und Weise einsetzbar ist. Das Pumpenbett 22 weist zu einer Seite hin eine Öffnung 24 auf. Die seitlichen Abschlussbereiche der Öffnung 24 werden durch Clipsaufnahmen 26 und 28 unterschiedlicher Formgebung gebildet. Die Clipsaufnahmen 26 und 28 sind, wie aus der Fig. 2 d) ersichtlich von dem Rollenpumpengehäuse 20 trennbar. Sie sind mit entsprechenden Befestigungsstiften 30 an dem Gehäuse 20 befestigbar und austauschbar. Der jeweilige Rotor mit den entsprechenden Rollen zur Beaufschlagung des bogenförmig in das Pumpenbett einlegbaren Schlauchs 12 ist hier nicht näher dargestellt.
Die Fig. 3 a) zeigt eine Draufsicht auf ein Adapterstück 32, das die Öffnung 24 des Gehäuses 20 gemäß Fig. 2 verschließen kann. In der Fig. 3 b) ist eine entsprechende Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IIIb-IIIb durch Fig. 3 a) gezeigt. In Fig. 3 c) ist eine entsprechende Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie Illc-Illc in Fig. 3 a) gezeigt. Zunächst ist der Fig. 3 zu entnehmen, daß der Adapter 32 entsprechende Anschlussbereiche 36 bzw. 38 für die Schläuche 16 und 18 und Anschlussbereiche 34 für den Schlauch 12 aufweist. Wenn die entsprechenden Schlauchstücke angeschlossen sind, können sie zusammen mit dem Adapter 32 in das Gehäuse 20 eingeclipst werden, wobei sie durch die entsprechenden Clipsaufnahmen 26 und 28 festgelegt werden. Die entsprechenden Ausnehmungen 40 und 42 im Adapter 32 sind jeweils an die Formen der Clipsaufnahmen 26 und 28 angepasst. Durch entsprechende Zuordnung der Formung des Adapters 32 in den Clipsaufnahmen 26 und 28 kann hier eine bestimmte Zuordnung des mit dem Adapter 32 versehenen Schlauchs 12 zu einer entsprechenden Rollenpumpe 10 erfolgen. Um für den Benutzer hier eine einfache Erkennbarkeit sicherzustellen, können die Adapter 32 farblich unterschieden sein, um sie einfacher der jeweiligen Rollenpumpe 10 zuordnen zu können. An der Unterseite des Adapters 14 ist ein Noppen (nicht gezeigt) angeordnet, der mit einem in der Rollenpumpe integrierten Sensor zusammenwirkt, um die sachgemäße Montage des Anschlußstücks bzw. des entsprechend vormontierten Schlauchsets durch die Steuereinheit der Rollenpumpe überprüfbar zu machen. Ein solches Schlauchset kann einen mit dem Adapter verbundenen und in das Pumpenbett einzulegenden Schlauch sowie entsprechende von der Pumpe wegführende Schläuche umfassen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Rollenpumpe 10. Hier ist nur der Schlauch 12 ohne Rollenpumpengehäuse dargestellt. Die Drehrichtung des Rotors 11 ist durch die Richtung des Pfeils A angegeben. Als Anschlußstück ist hier eine integrierte Kassette 50 vorgesehen, in der verschiedene Funktionseinheiten verwirklicht sein können. Beispielhaft ist hier eine Druckmesseinrichtung 52 integriert. Auch in dieser Ausführungsform kreuzen sich die aus dem Pumpenbett herausgeführten Enden des Schlauches im Anschlußstück unmittelbar neben dem Rotorbereich der Pumpe, d. h. der Öffnung des Pumpenbettes.
Bei der hier dargestellten Flüssigkeitsführung ergibt sich ebenfalls eine optimale Entlüftung des Schlauchsegments 12. Luft die im Eingangsbereich des Schlauchs 12 liegt, steigt durch die Auftriebskraft nach oben, wird innerhalb des Anstiegs durch die Andruckrollen des Rotors entlang des Schlauchs 12 zwangsgeführt. Soweit sie am Endbereich des Schlauchs 12 (in Pfeilrichtung A gesehen) ankommen, befindet sich die mitgeführte Luft ebenfalls im aufsteigenden Bereich des Schlauchs 12, so daß sie weiter aufsteigen und durch den Schlauch 18 ausgetragen werden. Diese vorteilhafte Entlüftung ergibt sich, wenn der sich kreuzende Teil des Schlauches auf der rechten Seite angeordnet ist und sich der Rotor 11 gleichzeitig gegen den Uhrzeigersinn dreht. Alternativ ergibt sich die vorteilhafte Entlüftung für den Fall, daß der sich kreuzende Teil des Schlauches auf der linken Seite ist, wenn sich der Rotor im Uhrzeigersinn dreht.
Allgemein ermöglicht der Aufbau der Rollenpumpe auch bei einer integrierten Kassette eine flexiblere und platzsparende Gestaltung der Fluidführung.
Der Adapter 32 ist, wie zuvor ausgeführt, in das Gehäuse 20 einclipsbar. Wie sich insbesondere aus der Fig. 2 b) ergibt, weisen die Clipaufnahmen 26 und 28 am oberen Ende nasenartige Vorsprünge 51, 53 auf. Bei Einlegen des Adapters 34 gelangt dieser unter diese Vorsprünge, was die eigentliche Clipsfunktion darstellt. Der eine Seite der Clipsaufnahme bildende rechte Vorsprung 51 steht über den Rand der Ausnehmung des eingelegten Adapters weiter über als auf der linken Seite der Vorsprung 53 (z.B. ca. 1 mm gegenüber wenigen 10tel mm). Auf der linken Seite ist die Ausformung 42 des Adapterstücks (vgl. Fig. 3) rundlich (hier an einen Kreisbogen angenähert), während sie auf der rechten Seite dagegen eckig ist (Bezugszeichen 40 in Fig.3). Diese spezielle geometrische Codierung führt zu dem Vorteil, daß sich der Adapter 34 beim Herausnehmen aus dem Gehäuse 20 leichter auf der runden als auf der eckigen Seite lösen lässt. Dies wird nun einerseits durch den unterschiedlichen Überlapp der Vorsprünge 51, 53 (auf Seiten des Gehäuses 20) und andererseits über die bessere Elastizität der runden Seite 42 gegenüber der eckigen Seite 40 (seitens des Adapters) gewährleistet.
Der Auswurf des Adapters erfolgt über einen Stift 54 (vgl. Fig. 2). Der Stift ist nahe der runden Clipaufnahme 28 ausgeführt, so daß beim entsprechenden Betätigen des Stifts 54 der Adapter 34 zunächst auf der runden Anlageseite vom Gehäuse getrennt wird. Der entsprechende Stift 54 kann in hier nicht näher dargestellter Art und Weise von dem pumpenseitigen Gehäuse gesteuert ausgefahren werden, so daß die runde Seite 42 des Adapters 32 aus der Clipsaufnahme schnappt.
Durch die Ausführung der einerseits runden Ausnehmung 42 in Verbindung mit dem runden Vorsprung 53 des Gehäuses und der eckigen Ausnehmung 40 in Verbindung mit dem eckigen Vorsprung 51 des Gehäuses ergibt sich eine Art Schlüssel/Schlossprinzip, für das gesondert Schutz beansprucht wird.
Die durch die Anordnung des Stifts 54 erzeugte Kippbewegung beim Auswerfen des Adapters hat noch einen anderen Vorteil. Die Rollenpumpe 10 ist mit zwei radialen Stiften ausgestattet, wie dies beispielsweise auch in der US 4,545,744 A beschrieben ist. Die beiden Stifte sind auf sich gegenüberliegenden Seiten angebracht. Wenn die linke Seite des Adapters 34 angehoben ist und die rechte Seite des Adapters 34 nicht angehoben ist, kann der untere Stift im Uhrzeigersinn leicht unter den Schlauch fahren, um diesen anzuheben, während der obere Stift prob lemlos zunächst über den noch eingelegten Schlauch verlaufen kann. Bei gleichzeitigem Anheben beider Stifte kann sich ein Stift im Pumpenschlauchsystems verfangen. Dies wird durch die Kippbewegung beim Auswerfen des Adapters 32 verhindert.
Der Adapter 32 ist derart ausgeführt, daß er eine kantenfreie Verbindung zwischen dem Pumpenschlauchsegment 12 und den äußeren Schlauchsegmenten 16, 18 ermöglicht, die, wie beispielsweise in der Fig. 1 ersichtlich, unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen. Dies ist auch in den Fig. 3b und 3c zu erkennen, in denen die Öffnungen 34 eine erste Weite und die Öffnungen 36 und 38 eine zweite, kleinere Weite aufweisen. Unmittelbar an dieser Öffnung schließt ein Übergangsbereich an. Die Öffnungen des Übergangsbereichs entsprechen den Inndurchmessern der einzulegenden Schlauchsegmente. Der Übergangsbereich ist dabei durch einen stetigen Übergang des Innendurchmessers ausgezeichnet, um eine möglichst blutkompatible, homogene Strömung zu erreichen.
Des Weiteren liegt der Kreuzungsbereich der beiden Schlauchsegmente 16 und 18 bereits in einem Bereich, bei dem die Innendurchmesser der beiden Leitungen erheblich reduziert sind. Dies ermöglicht eine möglich gute und ebene Ausrichtung der gesamten Pumpschleife, damit es zu keinem übermäßigen Abrieb durch die Schlauchführungsstifte kommt.
Der Stift 54 gemäß Fig. 2 a) kann gleichzeitig als Sensor für einen am Adapter 32 vorgesehenen Noppen dienen. Hier wird der Stift 54 in nicht näher dargestellter Art und Weise durch Eindrücken des Noppens vertikal verschoben, was durch eine hier ebenfalls nicht näher dargestellte Lichtschranke erkannt werden kann.
Im Schnitt IIId-IIId, wie er in Fig. 3d gezeigt ist, ist zu erkennen, daß sich der Abstand an der runden Ausnehmung 42 und der eckigen Ausnehmung 40 des Adap ters 32 von oben nach unten verringert. Dies ermöglicht eine bessere Entformbarkeit des Adapters bei der Herstellung.
An der linken Clipaufnahme 52 kann ein in den Figuren nicht gezeigter zweiter Vorsprung vorgesehen sein, der als Anschlag des kippenden Adapters 32 fungiert.
Die in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigten geometrischen Zuordnungen bezüglich der linken und rechten Seite - nämlich die der Form der Clipsaufnahmen, die der Vorsprünge 51, 53, wie auch die Anordnung des Stiftes 54 , sowie des zweiten Vorsprunges - können nach Bedarf vertauscht werden.
Aus der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die die Schlauchsegmente 16 und 18 fortsetzenden Leitungen im Adapter sich im rechten Winkel kreuzen.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Rollenpumpe (10) bestehend aus einem Stator mit einem in diesem ausgeformten Pumpenbett (22) und einem Rotor (11) zur Beaufschlagung eines bogenförmig in das Pumpenbett (22) eingelegten Schlauches, wobei die Rotorachse horizontal ausgerichtet ist und wobei sich die aus dem Pumpenbett (22) herausgeführten Enden des Schlauches kreuzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Entlüften eines Schlauchsegments die Drehrichtung des Rotors (11) bei linksseitiger Anordnung des sich kreuzenden Teiles des Schlauches relativ und quer zur Rotorachse im Uhrzeigersinn und bei rechtsseitiger Anordnung des sich kreuzenden Teiles des Schlauches relativ und quer zur Rotorachse gegen den Uhrzeigersinn ist, wobei die Luft durch den Rotor derart gefördert wird, dass sich die geförderte Luft bei der Freigabe durch den Rotor in einem aufsteigenden Bereich des Schlauchs befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Rollenpumpe (10) durchgeführt wird.