WO1996036812A1 - Process, peristaltic pump and hose for delivering a fluid - Google Patents

Abstract

The object of the invention is to propose a process and provide a peristaltic pump and hose enabling a constant fluid delivery rate. This object is achieved in that the reduction in the delivery rate caused by hose material fatigue is eliminated by suitable enlargement of the original volume (20) which initially is reduced owing to expansion of the hose (10).

Description

Verfahren, Schlauchpumpe und Schlauch zum Fördern eines Fluids. Method, hose pump and hose for conveying a fluid.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Beim Injizieren von Flüssigkeiten wird empfohlen den Schlauch zum Fördern eines Medikamentes oder dergleichen nur für einen, maximal einen Tag dauernden, Pumpvorgang zu benutzen. Ein Pumpvorgang setzt sich aus aufeinander folgenden Pumpperioden zusammen. In jeder Pumpperiode wird nach dem Abgrenzen eines. Ausgangsvolumens der Ausgang geöffnet, eine Ausgangsmenge durch Zusammendrücken des Pumpabschnittes gefördert, dann nach dem Schließen des Ausgangs und Öffnen des Eingangs der Pumpabschnitt zum Aufnehmen neuen Fluids durch die radialen Rückstellkräfte aufgerichtet und schließlich das Ausgangsvolumen durch Schließen des Eingangs abgegrenzt.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. When injecting liquids, it is recommended to use the hose for conveying a medicament or the like only for one pumping operation, lasting a maximum of one day. A pumping process consists of successive pumping periods. In each pump period, after delimitation, one. Output volume of the outlet opened, an output amount is conveyed by compressing the pump section, then after closing the outlet and opening the inlet, the pump section is erected for receiving new fluids by the radial restoring forces, and finally the output volume is delimited by closing the inlet.

Durch die EP 459 113 AI ist eine Schlauchpumpe bekannt, bei der zum genauen Kalibrieren des oben genannten Ausgangsvolumens der Pumpabschnitt durch eine von Hand einstellbare Zugeinrichtung gedehnt wird.From EP 459 113 AI a peristaltic pump is known in which the pump section is stretched by a manually adjustable pulling device for the exact calibration of the above-mentioned output volume.

Durch das Zusammendrücken des Schlauches während eines Pumpvorganges ermüden die elastischen, zirkulär wirkenden Rückstellkräfte, so daß sich der Schlauch beim Auffüllen seines Pumpabschnittes nicht mehr auf seinen vollen Querschnitt öffnet. Dies führt bei den bekannten Schlauchpumpen dazu, daß die Fördermenge bei den aufeinanderfolgenden Pumpperioden und damit die Förderrate der Pumpe während des Pumpvorganges allmählich abnimmt.By compressing the hose during a pumping process, the elastic, circularly acting restoring forces tire, so that the hose no longer opens to its full cross-section when its pumping section is filled. In the known peristaltic pumps, this leads to the delivery rate gradually decreasing during the successive pumping periods and thus the delivery rate of the pump during the pumping process.

Bei der bekannten Schlauchpumpe nach der EP 459 113 AI wird die Förderrate derIn the known peristaltic pump according to EP 459 113 AI, the delivery rate of

Schlauchpumpe allein durch genaue Regulierung des Antriebes der Pumpmechanik konstant gehalten. Eine Berücksichtigung der Verkleinerung des Ausgangsvolumens des Pumpabschnittes während eines Pumpvorganges erfolgt nicht.Peristaltic pump kept constant by precise regulation of the drive of the pump mechanism. The reduction in the output volume of the pump section during a pumping operation is not taken into account.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, durch das diese Verkleinerung der Fördermenge vermieden und bei konstantem Antrieb der Pumpmechanik damit eine konstante Förderrate erreicht wird.The invention has for its object to provide a method by which this reduction in the delivery rate is avoided and thus a constant delivery rate is achieved with a constant drive of the pump mechanism.

Diese Aufgabe ist durch das im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene Verfahren gelöst Dadurch das gemäß der Erfindung beim Start eines jeden Pumpvorganges der Pumpabschnitt gedehnt wird und die Dehnung des Pumpabschnittes während der Förderung verkleinert wird, wird das durch die anfängliche Dehnung verkleinerte Ausgangsvolumen automatisch vergrößert und dadurch die Verkleinerung des Ausgangsvolumens kompensiert, die durch das Ermüden der radial wirkenden elastischen Rückstellkräfte beim Pumpen eintritt. Dies führt zu einer konstanten Förderrate während eines ganzen Pump Vorganges.This object is achieved by the method specified in the characterizing part of claim 1. As a result of the fact that, according to the invention, the pump section is stretched at the start of each pumping process and the stretch of the pump section is reduced during the conveyance, the initial volume reduced by the initial stretching is automatically increased and thereby compensates for the reduction in output volume that occurs due to the fatigue of the radially acting elastic restoring forces during pumping. This leads to a constant delivery rate during an entire pumping process.

ORIGINAL UNTERLAGEN Die Erfindung betrifft auch eine Schlauchpumpe. Bei der Schlauchpumpe nach Anspruch 3 wird durch die nachgiebige Verbindung eines Einspanngegenstückes der Pumpe mit dem Pumpabschnitt die Dehnung des Pumpabschnittes erfindungsgemäß während der Förderung verkleinert. Diese nachgiebige Verbindung kann durch das Einspanngegenstück berührende Teile des Schlauches oder durch einen zwischen dem Einspannglied und dem Pumpabschnitt befindlichen, geschwächten Schlauchabschnitt gemäß Anspruch 9 gebildet sein.ORIGINAL DOCUMENTS The invention also relates to a hose pump. In the peristaltic pump according to claim 3, the flexible connection of a clamping counterpart of the pump to the pump section reduces the expansion of the pump section according to the invention during the conveyance. This flexible connection can be formed by parts of the hose touching the clamping counterpart or by a weakened hose section located between the clamping member and the pump section.

Die Erfindung betrifft auch einen Schlauch. Durch den Ring gemäß Anspruch 15 wird erreicht, daß sich seine nachgiebige Fläche z. B. dadurch, daß an dem Einspanngegenstück vorgesehene Spitzen oder schneidenförmige Teile in sie eindringen, axial gegenüber dem Einspanngegenstück verschiebt und dadurch zur Verkleinerung der Schlauchdehnung führt.The invention also relates to a hose. The ring according to claim 15 ensures that its resilient surface z. B. characterized in that provided on the clamping counterpart tips or cutting-shaped parts penetrate them axially relative to the clamping counterpart and thereby leads to a reduction in hose expansion.

Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Schlauchpumpe und der erfindungsgemäße Schlauch sind in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung sind von der Schlauchpumpe nur diejenigen Teile schematisch angedeutet, die für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind.The method according to the invention, the hose pump according to the invention and the hose according to the invention are explained in detail in the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing, only those parts of the peristaltic pump are indicated schematically that are necessary for an understanding of the invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 , 2 und 3 oben Längsschnitte von drei Ausfuhrungsbeispielen von abgebrochen dargestellten Schläuchen und unten Längsschnitte der in einer Schlauchpumpe eingespannten Schläuche am Beginn einer Pumpperiode,1, 2 and 3 above longitudinal sections of three exemplary embodiments of hoses shown broken off and below longitudinal sections of the hoses clamped in a peristaltic pump at the beginning of a pumping period,

Fig. 4, 5, 7 und 8 Längsschnitte der Verbindung eines Einspanngegenstückes mit dem Schlauch bei vier weiteren verschiedenen Ausführungsbeispielen und4, 5, 7 and 8 longitudinal sections of the connection of a clamping counterpart with the hose in four further different exemplary embodiments and

Fig. 6 einen Schnitt nach der Schnittlinie VI - VI in Figur 56 shows a section along the section line VI - VI in FIG. 5

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt oben einen handelsüblichen Schlauch 10, auf dem als Einspannglieder 11 zwei Ringe aufgeklebt sind. In der unten nur teilweise dargestellten Schlauchpumpe sind zwei Einspanngegenstücke 12 und 12^' vorgesehen. Das Einspanngegenstück 12^' ist parallel zur Schlauchlängsachse 13 in der Schlauchpumpe verschiebbar gelagert, was in der Zeichnung durch den Doppelpfeil 14^' angedeutet ist. Am Einspanngegenstück 12^' greift ein Schrittmotor 14 an, mittels dessen er zwischen den Einspanngegenstücken 12 und 12^' auf verschiedene Längen gedehnt werden kann. Nach dem Einsetzen des Schlauches 10 in die Einspanngegenstücke 12 und 12^' wird der dazwischen liegende Schlauchabschnitt durch den Schrittmotor 14 gedehnt.The embodiment shown in Fig. 1 shows above a commercially available hose 10, on which two rings are glued as clamping members 11. Two clamping counterparts 12 and 12 ^'are provided in the hose pump, which is only partially shown below. The clamping counterpart 12 ^' is displaceably mounted parallel to the longitudinal axis 13 of the hose in the hose pump, which is indicated in the drawing by the double arrow 14 ^' . A stepping motor 14 engages the clamping counterpart 12 ^' , by means of which it can be stretched to different lengths between the clamping counterparts 12 and 12 ^' . After insertion of the hose 10 into the clamping counterparts 12 and 12 ^' , the hose section in between is stretched by the stepper motor 14.

Für das Pumpen ist in der Pumpe in bekannter Weise eine Pumpmechanik vorhanden, die ein Einlaßventil 15. ein Auslaßventil 16, und ein Pumpelement 17 aufweist, die als Druckelemente ausgebildet sind. Für diese Druckelemente ist (siehe EP-PS 409001 ) eine in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebswelle mit Nocken vorgesehen, mittels deren die Druckelemente in der folgenden Weise innerhalb einer Pumpperiode bewegt werden. Die Pumpperiode beginnt damit, daß, wie in Fig. 1 dargestellt, das Einlaßventil 15 und das Auslaßventil 16 sich in ihrer Schließstellung befinden, in der sie den Schlauch gegen eine Druckplatte 18 in der Schlauchpumpe zusammendrücken. Dadurch wird in dem zwischen den beiden Ventilen 15 und 16 liegenden Pumpabschnitt 19 des Schlauches ein Ausgangsvolumen 20 begrenzt. Anschließend wird das Ausgangsventil 16 geöffnet und der Schlauch mit demFor pumping, there is a pump mechanism in the pump in a known manner, which has an inlet valve 15, an outlet valve 16, and a pump element 17, which are designed as pressure elements. For these pressure elements (see EP-PS 409001) a drive shaft (not shown in the drawing) with cams is provided, by means of which the pressure elements are moved in the following manner within a pumping period. The pump period begins with that, as shown in Fig. 1, the inlet valve 15 and the outlet valve 16 are in their closed position, in which they compress the hose against a pressure plate 18 in the hose pump. As a result, an outlet volume 20 is limited in the pump section 19 of the hose lying between the two valves 15 and 16. Then the outlet valve 16 is opened and the hose with the

Pumpelement 17 zusammengedrückt, so daß aus dem Ausgangsvolumen 20 eine Fördermenge herausgedrückt und in der Förderrichtung gefördert wird. Sobald dieser Schritt beendet ist, schließt sich das Auslaßventil 16, öffnet sich das Einlaßventil 15 und hebt sich das Pumpelement 17 vom Schlauch ab. Dadurch richtet sich der Pumpabschnitt 19 des Schlauches durch die radialen Rückstellkräfte der Schlauchwandung auf, so daß neues Fluid in den Pumpabschnitt 19 einfließen kann. Dann schließt sich zum Beenden einer Pumpperiode das Einlaßventil 19 und eine neue Pumpperiode beginnt, wie oben beschrieben.Pump element 17 compressed so that a delivery quantity is pressed out of the output volume 20 and delivered in the delivery direction. As soon as this step has been completed, the outlet valve 16 closes, the inlet valve 15 opens and the pump element 17 lifts off the hose. As a result, the pump section 19 of the hose is raised by the radial restoring forces of the hose wall, so that new fluid can flow into the pump section 19. Then, to end a pump period, the inlet valve 19 closes and a new pump period begins, as described above.

Dadurch daß der Schlauch in der Schlauchpumpe durch den Schrittmotor 14 gedehnt ist, verengt sich sein Hohlraum zwischen den Ventilen 15 und 16, so daß durch diese Dehnung das Ausgangsvolumen 20 verkleinert ist. Während eines aus vielen Pumpperioden bestehendenBecause the hose in the hose pump is expanded by the stepping motor 14, its cavity between the valves 15 and 16 narrows, so that the output volume 20 is reduced by this expansion. During one of many pumping periods

Pumpvorganges werden durch daß Zusammendrücken, insbesondere durch das Pumpelement 17, die radialen Rückstellkräfte von Pumpperiode zu Pumpperiode durch Ermüden schwächer, so daß sich das Ausgangsvolumen 20 und damit die Fördermenge bei jeder Pumpperiode verkleinern. Um dieser Verkleinerung entgegenzuwirken, wird das Einspanngegenstück 12^' vom gesteuert angetriebenen Schrittmotor 14^' langsam in Richtung des festen Einspanngegenstückes 12 bewegt, so daß die Dehnung im Pumpabschnitt 19 in einem solchen Maße abnimmt, daß durch diese Abnahme der Dehnung die durch sie verursachte Verkleinerung des Ausgangsvolumens 20 im wesentlichen im gleichen Maße rückgängig gemacht wird, wie die zunehmende Verkleinerung des Ausgangsvolumens durch die Verkleinerung der radialen Rückstellkräfte. Dadurch bleibt die Fördermenge bei jeder Pumpperiode im wesentlichen unverändert.Pumping become weaker due to the fact that they are compressed, in particular by the pump element 17, the radial restoring forces from pumping period to pumping period due to fatigue, so that the output volume 20 and thus the delivery rate decrease with each pumping period. In order to counteract this reduction, the clamping counterpart 12 ^'is slowly moved by the controlled stepper motor 14 ^' in the direction of the fixed clamping counterpart 12, so that the expansion in the pumping section 19 decreases to such an extent that this reduction in the expansion causes the reduction in it caused by it Output volume 20 is reversed substantially to the same extent as the increasing reduction in the output volume due to the reduction in the radial restoring forces. As a result, the delivery rate remains essentially unchanged with each pumping period.

In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 2 bis 8 werden für diejenigen Teile, die den oben für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebenen Teilen in ihrer Funktion im wesentlichen entsprechen, Bezugszahlen benutzt, die bei jedem weiteren Ausführungsbeispiel je um 100 größer sind als bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so daß durch diese Bezugszahlen auf die Beschreibung nach Fig. 1 hingewiesen wird und die Beschreibung der weiteren Ausführungsbeispiele sich auf die Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschränken kann.In the description of the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 8, reference numerals are used for those parts which essentially correspond in function to the parts described above for the exemplary embodiment according to FIG. 1, which in each further exemplary embodiment are each 100 larger than in the case of the previous embodiment, so that these reference numbers refer to the description of FIG. 1 and the description of the other embodiments may be limited to the differences from the embodiment of FIG. 1.

Das Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß hier beide Einspanngegenstücke 112 in der Schlauchpumpe fest in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der größer ist als der Abstand zwischen den Einspanngliedern 1 1 1 und daß der zwischen den beiden Einspannglieder 111 befindliche Schlauchteil in den für die Einwirkung des Pumpgliedes 1 17 vorgesehenen Pumpabschnitt 21 und einen Schlauchabschnitt 22 mit verdünnter Schlauchwand unterteilt ist. Beim Einspannen dieses Schlauches 1 10 in die Einspanngegenstücke 112 wird der Schlauchabschnitt 22 wegen seiner dünnen Wand mehr gedehnt, als der Pumpabschnitt 21. Dadurch ermüdet das Schlauchmaterial im Schlauchabschnitt 22 schneller als im Pumpabschnitt 21. Das hat zur Folge, daß die auf den Pumpabschnitt 21 wirkende Zugkraft des Schlauchabschnittes 22 allmählich abnimmt, und das vom Pumpabschnitt umschlossene Ausgangsvolumen 120 allmählich zunimmt. Durch Versuche kann für jede Art von Schläuchen die Längenaufteilung und/oder das Wanddickenverhältnis zwischen dem Pumpabschnitt 21 und dem Schlauchabschnitt 22 für eine bestimmte Zugkraft so ermittelt werden, daß die Vergrößerung des Ausgangsvolumens 120 dessen Verkleinerung durch die Materialermüdung beim Pumpen aufhebt und dadurch eine konstante Förderrate für einen ganzen Pumpvorgang erreicht wird. Wenn die Abnahme der Axialspannung im Schlauchabschnitt 22 von der Größe der Förderrate abhängig gemacht werden muß, kann im stromab befindlichen Ende des Schlauchabschnittes 22 eine Drossel 24 vorgesehen sein. Bei dieser Ausführung erspart man sich den Schrittmotor 14 und seine Steuerung.The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 in that both clamping counterparts 112 are fixedly arranged in the peristaltic pump at a distance from one another which is greater than the distance between the clamping members 1 1 1 and that between the two Clamping elements 111 located hose part is divided into the pump section 21 provided for the action of the pump member 11 and a hose section 22 with a thinned hose wall. When clamping this hose 1 10 in the Clamping counterparts 112, because of its thin wall, the hose section 22 is stretched more than the pump section 21. As a result, the hose material in the hose section 22 tires more quickly than in the pump section 21. This has the consequence that the tensile force of the hose section 22 acting on the pump section 21 gradually decreases, and the output volume 120 enclosed by the pump section gradually increases. Experiments can determine the length distribution and / or the wall thickness ratio between the pump section 21 and the hose section 22 for a certain tensile force for each type of hose in such a way that the increase in the output volume 120 abolishes its reduction due to the material fatigue during pumping and thereby a constant delivery rate for an entire pumping process. If the decrease in the axial tension in the hose section 22 has to be made dependent on the size of the delivery rate, a throttle 24 can be provided in the downstream end of the hose section 22. This embodiment saves the stepper motor 14 and its control.

Bei den bekannten Schlauchpumpen hat das in der Zeichnung nicht dargestellte Pumpengehäuse einen Deckel, der beim Auswechseln des Schlauches geöffnet werden muß. Dieser Deckel ist mit der Druckplatte 1 18 der Pumpmechanik so gekoppelt, daß, wenn er geöffnet wird, die Druckplatte sich vom Schlauch 110 abhebt und dadurch diesen von der Pumpmechanik freigibt.In the known peristaltic pumps, the pump housing, not shown in the drawing, has a cover which must be opened when the hose is replaced. This cover is coupled to the pressure plate 118 of the pump mechanism so that when it is opened, the pressure plate lifts off the hose 110 and thereby releases it from the pump mechanism.

Wird beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das Einspanngegenstück 112 wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 axial verschiebbar gelagert, dann kann es so mit dem Deckel gekoppelt werden, daß beim Schließen des Deckels das Einspanngegenstück 112 zum Dehnen des Pumpabschnittes 21 axial aus seiner den Schlauch ungedehnt haltenden Ausgangsstellung in die Spannstellung bewegt wird. Diese Kopplung des Deckels mit dem Einspanngegenstück 1 12 hat den weiteren Vorteil, daß wenn bei gelegentlichen Unterbrechungen eines Pumpvorganges der Deckel für eine Pause geöffnet wird, das Einspanngegenstück 112 sich in seine Ausgangsstellung zurück bewegt, so daß der Schlauch nicht mehr gedehnt wird . Dadurch wird auch die bei der Dehnung zeitlich fortschreitende Vergrößerung des Ausgangsvolumens 120 unterbrochen und eine Überkompensierung der durch die Arbeit der Pumpmechanik verursachten Volumenverkleinerung vermieden, die wegen der Unterbrechung dieser Arbeit während der Pause nicht mehr eintritt. Das hat zur Folge, daß beim Fortsetzen des Pumpvorganges nach einer kurzen Pause das Ausgangsvolumen etwa so groß ist wie vor der Pause und nach langen Pausen, wie am Anfang des Pumpvorganges. Dadurch wird eine unerwünscht erhöhte Förderung nach der Pause vermieden, die eingetreten wäre, wenn die Dehnung des Schlauches während der ganzen Pause aufrecht erhalten wäre.If the clamping counterpart 112 is mounted axially displaceably in the exemplary embodiment according to FIG. 2, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, then it can be coupled to the cover in such a way that when the cover is closed the clamping counterpart 112 is axially unstretched from the hose for expanding the pump section 21 holding starting position is moved to the clamping position. This coupling of the cover with the clamping counterpart 1 12 has the further advantage that if the cover is opened for a break during occasional interruptions of a pumping process, the clamping counterpart 112 moves back into its starting position, so that the hose is no longer stretched. This also interrupts the increase in the output volume 120, which progresses in time during the expansion, and overcompensation for the volume reduction caused by the work of the pump mechanism, which no longer occurs due to the interruption of this work during the pause, is avoided. The result of this is that when the pumping process is continued after a short pause, the initial volume is approximately as large as before the pause and after long pauses, as at the beginning of the pumping process. This avoids an undesirably increased delivery after the break, which would have occurred if the stretching of the hose had been maintained throughout the break.

Die oben vom Deckel der Schlauchpumpe erfüllten beiden Aufgaben, einerseits den Schlauch zu dehnen und andererseits ihn von der Pumpmechanik, freizugeben können zwei Teilen zugeordnet werden, nämlich einer besonderen Klappe einerseits und wie bekannt dem Deckel andererseitsThe two tasks at the top of the peristaltic pump cover, on the one hand stretching the hose and on the other hand releasing it from the pump mechanism, can be assigned to two parts, namely a special flap on the one hand and, as is known, the cover on the other

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Der Unterschied besteht nur darin, daß die Ermüdung des Schlauchmaterials zur Schwächung der axialen Zugkräfte im Pumpabschnitt nicht wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch einen Schlauchabschnitt mit verdünnter Schlauchwand sondern durch umlaufende Nuten 23 erreicht wird. Der Boden dieser Nuten bildet auch verdünnte schmale umlaufende Schlauchwandstreifen, die beim Einspannen des Schlauches 210 in die Einspanngegenstücke 212 stärker parallel zur Schlauchachse 213 gestreckt werden als die übrigen Schlauchteile. Durch entsprechende Bemessungen der Nutenbreite, Nutentiefe und Nutenanzahl kann dadurch in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Konstanz der Förderrate erreicht werden.The embodiment of Fig. 3 corresponds essentially to the embodiment of Fig. 2. The only difference is that the fatigue of the hose material to The weakening of the axial tensile forces in the pump section is not achieved by a hose section with a thinned hose wall, as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, but by circumferential grooves 23. The bottom of these grooves also forms thinned narrow circumferential hose wall strips which, when the hose 210 is clamped in the clamping counterparts 212, are stretched more parallel to the hose axis 213 than the other hose parts. By appropriate dimensioning of the groove width, groove depth and number of grooves, the constancy of the delivery rate can be achieved in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 2.

Ein Vorteil des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3 gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 besteht darin, daß die Länge des Schlauchteiles zwischen den beiden Einspanngliedern 212 wesentlich kürzer ausgebildet werden kann als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und im Extremfall sich auf die Länge des Pumpabschnittes 219 beschränken kann.An advantage of the exemplary embodiment according to FIG. 3 compared to the exemplary embodiment according to FIG. 2 is that the length of the hose part between the two clamping members 212 can be made significantly shorter than in the exemplary embodiment according to FIG. 2 and in extreme cases the length of the pump section 219 can restrict.

Die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Ermüdung des Schlauchmaterials kann auch durch eine längs des Umfanges und/oder axial sich ändernde Wandstärke und/oder sich ändernde Materialeigenschaften des Schlauches 1 10, 210 gesteuert werden.The fatigue of the hose material required to carry out the method according to the invention can also be controlled by a wall thickness and / or axially changing wall thickness and / or changing material properties of the hose 110, 210.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist zwischen dem Schlauch 310 und einem Einspanngegenstück 312 eine in Bezug auf die axiale Zugspannung des Schlauches nachgiebige Verbindung vorhanden, die durch einen, mit dem Schlauch 310 fest verbundenen weichen Ring als Einspannglied 311 und an diesem angreifende Spitzen 325 des Einspanngegenstückes 312 gebildet ist. Durch die in Richtung des Pfeiles 326 infolge seiner Dehnung wirkende Zugspannung des Schlauches 310 dringen die Spitzen 325 langsam in das weiche Material des Einspanngliedes 311 ein, so daß dadurch die Dehnung des nicht dargestellten Pumpabschnittes langsam verkleinert und sein Volumen zur Kompensation des Volumenverlustes langsam vergrößert wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 dadurch, daß hier die Spitzen 325 durch Kanten von leistenförmigen Einspanngegenstücken 412 gebildet sind, die an einer weichen zylindrischen oder konusartigen Fläche 427 eines mit dem Schlauch 410 fest verbundenen, als Einspannglied 41 1 dienenden Ringes anliegen und dadurch die nachgiebige Verbindung zwischen dem Einspannglied 41 1 und den Einspanngegenstücken 412 gebildet wird, wobei durch den Konuswinkel der Fläche 427 die Nachgiebigkeit dieserIn the embodiment according to FIG. 4, between the hose 310 and a clamping counterpart 312 there is a flexible connection with respect to the axial tensile stress of the hose, which is connected by a soft ring, firmly connected to the hose 310, as a clamping member 311 and tips 325 of the latter which act on it Clamping counterpart 312 is formed. Due to the tension of the hose 310 acting in the direction of arrow 326 as a result of its expansion, the tips 325 slowly penetrate into the soft material of the clamping member 311, so that the expansion of the pump section, not shown, is slowly reduced and its volume is slowly increased to compensate for the loss of volume . The exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 4 in that the tips 325 are formed here by edges of strip-shaped clamping counterparts 412, which are attached to a soft cylindrical or conical surface 427 of a fixedly connected to the hose 410, serve as a clamping member 41 1 serving ring and thereby the flexible connection between the clamping member 41 1 and the clamping counterparts 412 is formed, the flexibility of the surface 427 by the cone angle of this

Verbindung in weiten Grenzen geregelt werden kann. Der das Einspannglied 411 bildende Ring weißt einen Anschlag 432 auf, der die Dehnungsveringerung begrenzt.Connection can be regulated within wide limits. The ring forming the clamping member 411 has a stop 432 which limits the reduction in elongation.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 besteht das Einspannglied 51 1 ähnlich wie bei dem vorhergehende Ausführungsbeispiel aus einem Ring, der jedoch mit dem Schlauch 510 nur durch radial in den Schlauch eingreifende Schneiden 525 verbunden ist, so das der Schlauch 510 relativ zu seinem Einspannglied 511 durch die Zugkraft verschiebbar ist. Anstelle der Schneiden 525 können die aneinanderliegenden Flächen des Ringes und des Schlauches für eine die gewünschte Nachgiebigkeit ergebende Reibung verbunden sein. Auch diese nachgiebige Verbindung zwischen Schlauch und Einspannglied ermöglicht die Kompensation der Volumenverkleinerung des Ausgangsvolumens während eines Pumpvorganges. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 besteht das Einspannglied 611 aus einem Ring 629 und einer um den Schlauch 610 umlaufenden Rippe 628, die mit ihrem radial äußeren Rand 630, mit dem Ring 629 und mit ihrem radial inneren Rand 631 irrt dem Schlauch 610 verbunden ist. Liegt der Ring 629 so an dem Einspanngegenstück 612 der Pumpe an, daß er dem Zug in Richtung des Pfeiles 626 im Schlauch 610 nicht folgen kann, dann bildet die Rippe 628 ein axial nachgiebiges Glied, das durch die Zugspannung im Schlauch 610 in Richtung des Pfeiles 626 gegen seine elastischen Rückstellkräfte axial gespannt wird. Durch die Wahl ihrer radialen Ausdehnung und ihres Materials kann erreicht werden, daß die elastischen Rückstellkräfte der Rippe 628 früher ermüden, als die der Dehnung entgegenwirkenden axialen Rückstellkräfte des Schlauches 610 was zur Folge hat, daß die Rippe 628 allmählich der Zugspannung im Schlauch nachgibt und der Pumpabschnitt des Schlauches sich so verkürzt, daß die beim Pumpen bewirkte Verkleinerung des Ausgangsvolumens durch die dadurch bewirkte Verkleinerung der Dehnung des Pumpabschnittes kompensiert wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 7, the clamping member 51 1 consists, similarly to the previous exemplary embodiment, of a ring which, however, is connected to the hose 510 only by cutting edges 525 engaging radially in the hose, so that the hose 510 is relative to its clamping member 511 through the Tractive force is displaceable. Instead of cutting 525 The adjoining surfaces of the ring and the hose can be connected for a friction which gives the desired flexibility. This flexible connection between the hose and the clamping member also enables compensation for the reduction in volume of the initial volume during a pumping process. In the exemplary embodiment according to FIG. 8, the clamping member 611 consists of a ring 629 and a rib 628 encircling the hose 610, which is connected to the hose 610 with its radially outer edge 630, with the ring 629 and with its radially inner edge 631. If the ring 629 lies against the clamping counterpart 612 of the pump in such a way that it cannot follow the train in the direction of the arrow 626 in the hose 610, then the rib 628 forms an axially flexible member which is caused by the tension in the hose 610 in the direction of the arrow 626 is axially tensioned against its elastic restoring forces. Through the choice of their radial expansion and their material it can be achieved that the elastic restoring forces of the rib 628 tire earlier than the axial restoring forces of the hose 610 counteracting the expansion, which has the consequence that the rib 628 gradually yields to the tensile stress in the hose and that Pump section of the hose is shortened so that the reduction in the initial volume caused during pumping is compensated for by the reduction in the elongation of the pump section caused thereby.

Die Erfindung läßt sich bei allen Schlauchpumpen anwenden, wie z. B. bei Fingerperistaltikpumpen, bei denen viele als Druckelemente dienende Finger in einem wellenförmigen Bewegungsablauf einwirkt, und Schlauchrollenpumpen, bei denen die Förderung des Fluids durch ganzes oder teilweises Zusammendrücken des Schlauches erfolgt.The invention can be applied to all peristaltic pumps, such as. B. in finger peristaltic pumps, in which many fingers act as pressure elements in a wave-shaped movement, and hose roller pumps, in which the fluid is conveyed by wholly or partially compressing the hose.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß der Schlauch unter einer axialen Spannung gehalten wird, und damit jeder neu eingelegte Schlauch sich im Bereich der Pumpmechanik immer in eine gleiche geradlinige Form legt und eine gleiche Anfangsspannung hat, was dazu führt, daß Abweichungen von einer Sollförderrate weitgehend vermieden werden. Another advantage of the invention is that the hose is kept under an axial tension, so that each newly inserted hose always has the same rectilinear shape in the area of the pump mechanism and has the same initial tension, which leads to deviations from a desired delivery rate largely avoided.

BezugszeichenlisteReference list

10, 110, 210, 310, 410, 510, 610 Schlauch10, 110, 210, 310, 410, 510, 610 hose

11, 111, 211, 311, 411, 511, 611 Einspannglied 12, 112, 212, 312, 412, 612 Einspanngegenstück11, 111, 211, 311, 411, 511, 611 clamping member 12, 112, 212, 312, 412, 612 clamping counterpart

12' Einspanngegenstück 13, 113, 213 Schlauchlängsachse 14 Schrittmotor 14^' Doppelpfeil 15, 115, 215 Einlaßventil12 'clamping counterpart 13, 113, 213 longitudinal tube axis 14 stepper motor 14 ^' double arrow 15, 115, 215 inlet valve

16, 116, 216 Auslaßventil16, 116, 216 exhaust valve

17, 117, 217 Pumpelement17, 117, 217 pump element

18, 118, 218 Druckplatte18, 118, 218 printing plate

19, 119, 219 Pumpabschnitt 20, 120, 220 Ausgangsvolumen19, 119, 219 pump section 20, 120, 220 output volume

21 Pumpabschnitt21 pumping section

22 Schlauchabschnitt22 hose section

23 Nut23 groove

24 Drossel 325 Spitzen24 throttle 325 tips

326, 626 Pfeil 427 Fläche 432 Anschlag 628 Rippe 629 Ring326, 626 arrow 427 surface 432 stop 628 rib 629 ring

630 äußerer Rand630 outer edge

631 innerer Rand 631 inner margin

Claims

Patentansprüche:Claims:

1) Verfahren zum Fördern eines Fluids in einem Schlauch (10), insbesondere zum Injizieren einer Flüssigkeit, bei dem ein Pumpabschnitt (19) des Schlauches gegen seine elastischen, radial wirkenden Rückstellkräfte periodisch zusammengedrückt und dadurch bei jeder Pumpperiode eine Fluidmenge gefördert wird, die vom Volumen des Pumpabschnittes abhängt, das durch Dehnen desselben regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start eines jeden Pumpvorganges der Pumpabschnitt gedehnt wird und daß die Dehnung des Pumpabschnittes während der Förderung verkleinert und dadurch die durch das Pumpen verursachte Verkleinerung des Volumens des Pumpabschnittes kompensiert wird.1) Method for conveying a fluid in a hose (10), in particular for injecting a liquid, in which a pump section (19) of the hose is periodically compressed against its elastic, radially acting restoring forces and thereby a fluid quantity is conveyed at each pumping period, which Volume of the pumping section depends, which is adjustable by stretching the same, characterized in that at the start of each pumping operation the pumping section is stretched and that the stretching of the pumping section is reduced during the delivery and thereby the reduction in the volume of the pumping section caused by the pumping is compensated.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnung des Pumpabschnittes2) Method according to claim 1, characterized in that the expansion of the pump section

(119) während des Pumpvorganges dadurch verkleinert wird, daß der von der Pumpmechanik beanspruchte Teil des Schlauches mit dem Einspanngegenstück der Pumpe durch einen nachgiebigen Teil verbunden wird. 3) Schlauchpumpe zum Fördern eines Fluids durch einen Schlauch, insbesondere zum Injizieren einer Flüssigkeit, a) mit einem Pumpengehäuse, daß zwei Einspanngegenstücke (112) für den Schlauch (110) aufweist, die den Schlauch mit einer axialen Zugspannung in einem axial gedehnten Zustand in der Pumpe halten und b) zwischen denen eine Pumpmechanik angeordnet ist, deren Druckmittel (115, 116, 117) auf den gedehnten Pumpabschnitt (119) des Schlauches einwirken und diesen gegen seine radial wirkenden Rückstellkräfte zusammendrücken, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, c) daß zwischen mindestens einem Einspanngegenstück (112) und dem Pumpabschnitt (119) eine in Bezug auf die axiale Zugspannung nachgiebige Verbindung (220) vorhanden ist und d) daß diese nachgiebige Verbindung so ausgebildet ist, daß die dadurch stattfindende langsame Verkleinerung der Dehnung des Schlauches die beim Pumpen verursachte Volumenverkleinerung des Pumpabschnittes des Schlauches kompensiert.(119) is reduced during the pumping process in that the part of the hose which is used by the pump mechanism is connected to the counterpart of the pump by a flexible part. 3) Peristaltic pump for conveying a fluid through a hose, in particular for injecting a liquid, a) with a pump housing that has two clamping counterparts (112) for the hose (110), which in an axially stretched state in an axial tension in the hose hold the pump and b) between which a pump mechanism is arranged, the pressure means (115, 116, 117) of which act on the extended pump section (119) of the hose and compress it against its radially acting restoring forces, for carrying out the method according to claim 1 or 2 characterized in that c) that there is a flexible connection (220) with respect to the axial tensile stress between at least one clamping counterpart (112) and the pump section (119) and d) that this flexible connection is designed in such a way that the slow reduction that occurs as a result the expansion of the hose, the volume reduction of the pump section caused during pumping compensated for the hose.

4) Schlauchpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) daß zwischen mindestens einem Einspanngegenstück (612) und dem Schlauch (610) ein Verbindungsglied (628) vorhanden ist, das einen gegenüber dem Schlauch und einen gegenüber dem Einspanngegenstück (612) im Sinne der axialen Zugspannung nicht verschiebbaren Teil (631 bzw. 630) aufweist, b) daß diese beiden Teile (631 bzw. 630) elastisch nachgiebig miteinander verbunden sind.4) peristaltic pump according to claim 3, characterized in a) that between at least one clamping counterpart (612) and the hose (610) there is a connecting member (628), one part relative to the hose and one opposite the clamping counterpart (612) in the sense of the axial tension (631 or 630 ), b) that these two parts (631 and 630) are elastically flexible.

5) Schlauchpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspanngegenstück (412) mit dem Schlauch (410) für die nachgiebige Verbindung über eine Reibfläche (427) verbunden ist.5) Peristaltic pump according to claim 3, characterized in that the clamping counterpart (412) is connected to the hose (410) for the flexible connection via a friction surface (427).

6) Schlauchpumpe nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspanngegenstück (312) mit dem Schlauch für die nachgiebige Verbindung durch an einer6) peristaltic pump according to claim 3 or 5, characterized in that the clamping counterpart (312) with the hose for the flexible connection by at one

Gegenfläche anliegende Vorsprünge (325) verbunden ist und daß die Vorsprünge und/oder die Gegenfläche aus einem nachgiebigen Material bestehen.Protrusions (325) abutting the mating surface and that the protrusions and / or the mating surface are made of a resilient material.

7) Schlauchpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge für einen leichten Eingriff in eine nachgiebige Gegenfläche Spitzen oder Schneiden bilden. 8) Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß7) peristaltic pump according to claim 6, characterized in that the projections form tips or cutting for easy engagement in a resilient counter surface. 8) peristaltic pump according to one of claims 3 to 7, characterized in that

Berührungspunkte zwischen Schlauch und Einspanngegenstück in einer, mindestens teilweise zur Schlauchachse axial konusartigen Fläche (427) liegen.Points of contact between the hose and the clamping counterpart lie in a surface (427) which is at least partially axially conical to the hose axis.

9) Schlauchpumpe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlauchabschnitt (22), der den Pumpabschnitt (119) mit mindestens einem Einspanngegenstück (112) verbindet eine geschwächte Wandung aufweist, die die nachgiebige Verbindung bildet.9) Peristaltic pump according to claim 3, characterized in that a hose section (22) which connects the pump section (119) with at least one clamping counterpart (112) has a weakened wall which forms the flexible connection.

10) Schlauchpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 3 bei dem mindestens ein Einspanngegenstück (12') parallel zur Längsachse des Schlauches (10) verschiebbar und einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der verschiebbaren Einspanngegenstückes (12') ein steuerbarer Antrieb oder eine steuerbare Bremseinrichtung vorhanden ist.10) peristaltic pump according to the preamble of claim 3 in which at least one clamping counterpart (12 ') is displaceable and adjustable parallel to the longitudinal axis of the hose (10), characterized in that a controllable drive or a controllable drive for displacing the displaceable clamping counterpart (12') Braking device is available.

11) Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Einspanngegenstück parallel zur Längsachse des Schlauches verschiebbar ist und das zum Dehnen des Schlauches als Spanneinrichtung eine Klappe vorhanden ist, durch die beim Schließen der Klappe das Einspanngegenstück in die Spannstellung bewegbar ist.11) Peristaltic pump according to one of claims 3 to 10, characterized in that at least one clamping counterpart is displaceable parallel to the longitudinal axis of the hose and that a flap is provided for stretching the hose as a clamping device, through which the clamping counterpart can be moved into the clamping position when the flap is closed is.

12) Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sensor für die Zugspannung aufweist.12) Peristaltic pump according to one of claims 3 to 11, characterized in that it has a sensor for the tension.

13) Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sensor für die durch die Zugspannung bewirkte Dehnung des Pumpabschnittes des Schlauches aufweist. 14) Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 13 die einen Deckel aufweist, der beim Öffnen den Schlauch von der Pumpmechanik freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit einem axial bewegbaren Einspanngegenstück (112) so gekoppelt ist, daß beim Öffnen des Deckels das Einspanngegenstück in eine Stellung bewegt wird, in der der Schlauch nicht gedehnt ist.13) peristaltic pump according to one of claims 3 to 12, characterized in that it has a sensor for the expansion of the pumping section of the hose caused by the tensile stress. 14) Peristaltic pump according to one of claims 3 to 13, which has a cover which releases the hose from the pump mechanism when opened, characterized in that the cover is coupled to an axially movable clamping counterpart (112) in such a way that the clamping counterpart when the cover is opened is moved to a position in which the hose is not stretched.

15) Schlauch für die Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlauch als Einspannglied (311, 411) ein Ring vorhanden ist, der mit einer nachgiebigen Fläche (427) für einen an dem Einspanngegenstück (312, 412) vorhandenen Teil (325) versehen ist. 16) Schlauch für die Schlauchpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlauch (510) als Einspannglied (511) ein Ring vorhanden ist, der gegen eine Kraft auf dem Schlauch verschiebbar ist.15) Hose for the hose pump according to one of claims 3 to 14, characterized in that a ring is present on the hose as a clamping member (311, 411), which has a resilient surface (427) for a on the clamping counterpart (312, 412) existing part (325) is provided. 16) Hose for the hose pump according to one of claims 3 to 14, characterized in that on the hose (510) as a clamping member (511) there is a ring which is displaceable against a force on the hose.

17) Schlauch für die Schlauchpumpe nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß am Schlauch (610) ein Einspannglied (611) mit seinem radial inneren Rand (631) fest verbunden ist, der mit dem radial äußeren Rand (629) des Einspanngliedes (611) durch ein elastisch nachgiebiges Verbindungsglied (628) verbunden ist, dessen durch eine axiale Belastung entstehenden Rückstellkräfte schneller ermüden als die durch die gleiche axiale Belastung entstehenden elastischen Rückstellkräfte des Schlauches (610).17) Hose for the hose pump according to claim 4, characterized in that on the hose (610) a clamping member (611) with its radially inner edge (631) is fixedly connected to the radially outer edge (629) of the clamping member (611) an elastically resilient connecting member (628) is connected, the restoring forces caused by an axial load tire more quickly than the elastic restoring forces of the hose (610) resulting from the same axial load.

18) Schlauch nach einem der Ansprüche 15 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß das Einspannglied (411) einen mit dem Schlauch (410) fest verbundenen Teil (432) aufweist, der als Anschlag für das Einspanngegenstück (412) dient. 18) Hose according to one of claims 15 to 17, characterized in that the clamping member (411) has a part (432) which is fixedly connected to the hose (410) and serves as a stop for the clamping counterpart (412).