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Title:
PERISTALTIC PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/024192
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a peristaltic pump, provided with a two-piece housing (2, 3), in which a pumping body (1) and a pump tube (6), squeezed by the same, are housed. A tube holder (4) is provided in the housing (2, 3) for fixing the pump tube (6) and also a connector element (5) with connector pieces (14a, 14b) for fixing connector tubes (15a, 15b). In order to fix the pump tubes (6) to the tube holder, both ends of the pump tubes (6) are fixed in recesses (10a, 10b) in the tube holder (4), enclosing the outside of the pump tube (6) with a positive fit. The connector element (5) is fixed to the tube holder (4) by means of a snap connector. The connector pieces (14a, 14b) thereof thus have a sealed connection to the relevant pump tube (6).

Inventors:
MICHELS STEPHAN (CH)
CARR CHARLES (US)
IMBODEN DAVID (CH)
Application Number:
PCT/CH2005/000522
Publication Date:
March 09, 2006
Filing Date:
September 02, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ISMATEC SA LABORATORIUMSTECHNI (CH)
MICHELS STEPHAN (CH)
CARR CHARLES (US)
IMBODEN DAVID (CH)
International Classes:
F04B43/12; (IPC1-7): F04B43/12
Foreign References:
EP0577946A21994-01-12
US5846061A1998-12-08
US4976590A1990-12-11
US3079868A1963-03-05
DE3703124A11988-08-11
Attorney, Agent or Firm:
ROTTMANN, ZIMMERMANN + PARTNER AG (Zürich, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Peristaltische Pumpe, mit einem in einem Gehäuse (2, 3) aufgenommenen Förderorgan (1 ) und zumindest einem flexiblen Pumpschlauch (6), welcher zur peristaltischen Förderung eines Mediums von dem Förderorgan (1) abquetschbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe mit einem am Gehäuse (2) fixierbaren Schlauchhalter (4) versehen ist, an dem der Pumpschlauch (6) endseitig befestigt ist und zumindest ein mit Anschlussstutzen (14a, 14b) zum Befestigen von Anschlussschläuchen (15a, 15b) versehenes Anschlusselement (5) aufweist, dessen Anschlussstutzen (14a, 14b) beim Fixieren des Anschlusselements (5) am Schlauchhalter (4) dicht mit dem jeweiligen Pumpschlauch (6) verbunden werden.
2. Pumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchhalter (4) mit hohlzylindrischen oder konischen Aufnahmen (10a, 10b) versehen ist, in welchen der jeweilige Pumpschlauch (6) endseitig fixiert und auf seiner Aussenseite kraft und/oder formschlüssig umfasst ist.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (5) mit rohrförmigen Fortsätzen (13a, 13b) versehen ist, die konisch ausgebildet sind und beim Fixieren des Anschlusselements (5) am Schlauchhalter (4) in das Ende (6a, 6b) des jeweiligen Pumpschlauchs (6) eindringen und letzteren in radialer Richtung belasten.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (5) auf der einen Seite mit Anschlussstutzen (14a, 14b) zum Befestigen von Anschlussschläuchen (15a, 15b) und auf der gegenüberliegenden Seite mit Fortsätzen (13a, 13b) zum dichten Verbinden mit dem jeweiligen Pumpschlauch (6) versehen ist, wobei der jeweilige Anschlussstutzen (14a, 14b) über einen durchgehenden Kanal (18a, 18b) mit dem gegenüberliegenden Fortsatz (13a, 13b) verbunden ist.
5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Fortsätze (13a, 13b) eine glatte Aussenfläche aufweisen.
6. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Fortsätze (29a, 29b) mit widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b versehen sind.
7. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchhalter (4) mittels eines Schnellverschlusses, insbesondere einer Rast oder Schnappverbindung, am Gehäuse (2) fixierbar ist.
8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (5) mittels eines Schnellverschlusses, insbesondere einer Rast oder Schnappverbindung, am Schlauchhalter (4) fixierbar ist.
9. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (6a, 6b) des jeweiligen Pumpschlauchs (6) mit der Aufnahme (10a, 10b) verklebt ist.
10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlusselement (5) und am Schlauchhalter (4) Positioniermittel (24, 25) zum Positionieren des Anschlusselements (5) am Schlauchhalter (4) angeordnet sind.
11. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mit zumindest einem Positionierelement (19) zum lagerichtigen Positionieren des Schlauchhalters (4) am Gehäuse (2) versehen ist.
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchhalter (4) mit zwei parallelen Reihen von Aufnahmen (10a, 10b) zum Fixieren von mehreren Pumpschläuchen versehen ist, und dass zwei baugleiche Anschlusselemente (5a, 5b) vorgesehen sind, welche an je einer der parallelen Reihen von Aufnahmen (10a, 10b) anschliessbar sind.
13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (5a, 5b) unterschiedlich ausgebildet sind, und dass sowohl am jeweiligen Anschlusselement (5a, 5b) wie auch am Gehäuse Positionierelemente zum lagerichtigen Positionieren des jeweiligen Anschlusselements (5a, 5b) am Gehäuse (2) angeordnet sind.
Description:
Peristaltische Pumpe

Die Erfindung betrifft eine peristaltische Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Peristaltische Pumpen der hier zur Rede stehenden Art sind grundsätzlich bekannt. Sie werden zur Förderung verschiedenster flüssiger oder gasförmiger Medien eingesetzt.

Aus der DE 198 14 943 A1 ist eine gattungsgemässe Schlauchpumpe bekannt. Die Pumpe ist mit einem Pumpengehäuse versehen, in dem der Pumpenschlauch sowie ein mit zwei Einschnürmitteln in Form von Rollen versehener Rotor angeordnet ist. Um die beiden Enden des Pumpenschlauchs mit den Anschlussleitungen bzw. Anschlussstutzen zu verbinden, sind Flansche vorgesehen, welche mittels Gewindebolzen fixiert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Pumpe derart zu verbessern, dass sie kostengünstiger und einfacher hergestellt werden kann, und dass die Pumpschläuche bei Bedarf schnell und einfach ersetzt werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Pumpe gelöst, die mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeführten Merkmalen versehen ist.

Indem die Pumpe mit einem am Gehäuse fixierbaren Schlauchhalter versehen ist, an welchem der Pumpschlauch endseitig befestigt ist und zumindest ein mit Anschlussstutzen zum Befestigen von Anschlussschläuchen versehenes Anschlusselement aufweist, dessen Anschlussstutzen beim Fixieren des Anschlusselements am Schlauchhalter dicht mit dem jeweiligen Pumpschlauch verbunden werden, können die Pumpschläuche schon vor dem Zusammenbauen der Pumpe an dem Schlauchhalter fixiert werden. Der Schlauchhalter kann dann zusammen mit den Pumpschläuchen in die Schlauchaufnahme der Pumpe eingesetzt werden. Um die Pumpschläuche mit den Anschlussschläuchen zu verbinden, braucht danach nur noch das Anschlusselement am Schlauchhalter fixiert zu werden. Dies geschieht vorzugsweise mittels einer Schnappverbindung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der peristaltischen Pumpe sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13 definiert.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der peristaltischen Pumpe;

Fig. 2 einen Schlauchhalter, ein Anschlusselement sowie einen Pumpschlauch im Querschnitt;

Fig. 3 den Schlauchhalter mitsamt dem daran befestigten Pumpschlauch in einem Querschnitt;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Schlauchhalter, das Anschlusselement und den Pumpschlauch im zusammengesetzten Zustand,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Elemente gemäss Fig. 4, und

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Schlauch halte rs sowie zwei Anschlusselementen in vergrösserter Darstellung.

Die Figur 1 zeigt eine sechskanalige peristaltische Pumpe in einer Explosionsdarstellung. Da peristaltische Pumpen der hier zur Rede stehenden Art grundsätzlich bekannt sind, wird nachfolgend nicht detailliert auf die Elemente der Pumpe eingegangen, sonder vielmehr nur einige im Zusammenhang mit der Erfindung wichtige Komponenten. Die Pumpe besteht im wesentlichen aus einem Förderorgan 1 , einem Gehäuseoberteil 2, einem Gehäuseunterteil 3, einem Schlauchhalter 4 sowie einem gesamthaft mit dem Bezugszeichen 5 versehenen Anschlusselement, welches aus einem ersten Anschlusselement 5a und einem zweiten Anschlusselement 5b besteht. Im weiteren weist die Pumpe insgesamt sechs Pumpschläuche auf, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen nur ein einziger Pumpschlauch 6 dargestellt ist.

Das Gehäuseoberteil 2 ist als Tragrahmen ausgebildet, an welchem u.a. das Förderorgan 1 drehbar abgestützt wird. Auf der Oberseite des Gehäuseoberteils 2 ist eine Strebe 20 angeordnet. Das Gehäuseunterteil 3 wird mittels einer Schnappverbindung am Gehäuseoberteil 2 befestigt und dient der Aufnahme und formschlüssigen Abstützung der Pumpschläuche. Das Förderorgan 1 weist eine mittels eines Elektromotors (nicht dargestellt) angetriebene Welle 7 auf und ist mit drei Achsen 8 versehen, auf denen jeweils mehrere Förderrollen 9 drehbar aufgenommen sind.

Als erfindungswesentliches Bauteil ist der Schlauchhalter 4 zu erwähnen, an dem insgesamt sechs Pumpschläuche endseitig fixiert werden können. Dazu ist der Schlauchhalter 4 mit zwölf Aufnahmen 10a, 10b versehen, deren Innenseite hohlzylindrisch, vorzugsweise jedoch konisch ausgebildet ist. In je einem einander gegenüberliegenden Paar dieser Aufnahmen 10a, 10b kann ein Pumpschlauch mit seinen beiden Enden fixiert werden. Der Schlauchhalter 4 ist im zudem mit vier federelastisch nachgiebigen Haltebügeln 11 versehen, an denen die beiden Anschlusselemente 5a, 5b im Sinne eines Schnappverschlusses fixiert werden können, was anschliessend noch näher erläutert wird. Zum Fixieren des Schlauchhalters 4 am Gehäuse sind am Gehäuseoberteil 2 seitlich vier Schnapper 17 angeordnet. Im weiteren ist ein asymmetrisch am Gehäuseoberteil 2 angeordnetes Positionierelement 19 ersichtlich, welches in eine am Schlauchhalter 4 angeordnete Öffnung (nicht dargestellt) einzugreifen bestimmt ist und ein lagerichtiges Zusammenfügen von Schlauchhalter 4 und Gehäuseoberteil 2 sicherstellen soll. Die Endlage des Schlauchhalters 4 im Gehäuseoberteil 2 ist durch die Schnapper 17 sowie durch Anschläge 12 bestimmt, welch letztere an Vorsprüngen am Gehäuseoberteil 2 angebracht sind.

Die beiden Anschlusselemente 5a, 5b sind auf der Unterseite mit jeweils sechs rohrförmigen Fortsätzen 13a, 13b versehen, während auf der Oberseite jeweils sechs rohrförmige Anschlussstutzen 14a, 14b angeordnet sind. Der jeweilige Fortsatz 13a, 13b ist über einen durchgehenden Kanal 18a, 18b mit dem entsprechenden Anschlussstutzen 14a, 14b verbunden. Die auf der Unterseite angeordneten Fortsätze 13a, 13b sind auf der Aussenseite leicht konisch ausgebildet und bilden den männlichen Teil einer Steckverbindung zum Herstellen einer dichten Verbindung mit dem jeweiligen Pumpschlauch, und zwar ohne dass zusätzliche Dichtelemente vorgesehen werden müssen. An den auf der Oberseite angeordneten Anschlussstutzen 14a, 14b werden die Anschlussschläuche der Pumpe fixiert. Stellvertretend für die insgesamt zwölf Anschlussschläuche sind zwei Schlauchabschnitte 15a, 15b eingezeichnet. Die beiden Anschlusselemente 5a, 5b sind auf beiden Stirnseiten mit je einer Rastnase 16a, 16b versehen, mittels welchen sie an den Haltebügeln 11 des Schlauchhalters 5 fixiert werden können. Anstelle von zwei einzelnen Anschlusselementen 5a, 5b könnte auch ein einzelnes Anschlusselement vorgesehen werden, welches zwei parallele Reihen von Fortsätzen 13a, 13b und Anschlussstutzen 14a, 14b aufweist. Der Vorteil von zwei separaten Anschlusselementen 5a, 5b liegt zum einen in deren Befestigung, indem diese trotz der Strebe 20 am Gehäuseoberteil 2 schnell und einfach fixiert werden können. Zudem bringt es fertigungstechnische und damit kostenmässige Vorteile mit sich, wenn zwei weitgehend baugleiche Teile anstelle eines einzigen, komplizierteren Teils hergestellt werden können. Die beiden Anschlusselemente 5a, 5b sind vorzugsweise bis auf eine allfällige Codierung, welche eine Verwechslung und/oder einen falschen Einbau verhindern sollen, baugleich. Um die Anschlusselemente 5a, 5b vertauschungssicher zu kodieren, können beispielsweise am Schlauchhalter 4 Vorsprünge 24 und an den Anschlusselementen 5a, 5b korrespondierende Ausnehmungen (nicht dargestellt) angebracht werden.

In den nachfolgenden Figuren 2 bis 5 sind nur jeweils der Schlauchhalter 4, ein einzelner Pumpschlauch 6 und ggf. das Anschlusselement 5 ersichtlich. Auf eine Darstellung weiterer Elemente der Pumpe wurde verzichtet. Die Fig. 2 zeigt in einzelner Darstellung den Schlauchhalter 4, die beiden Anschlusselemente 5a, 5b und den Pumpschlauch 6 in einem Querschnitt. Nebst den beiden Haltebügeln 11 sind die hohlzylindrischen Aufnahmen 10a, 10b des Schlauchhalters 4 ersichtlich. Die Aufnahmen 10a, 10b sind mit einem konischen Einführbereich 21a, 21b versehen, welcher das Einführen des jeweiligen Endes 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 erleichtert. Obwohl von "hohlzylindrischen" Aufnahmen gesprochen wird, ist die Innenseite nicht zwingend zylindrisch ausgebildet, sondern der Innendurchmesser dieser Aufnahmen 10a, 10b verjüngt sich vorzugsweise nach oben hin leicht. Der Innendurchmesser der jeweiligen Aufnahme 10a, 10b ist jedenfalls so auf den Aussendurchmesser des Pumpschlauchs 6 abgestimmt, dass das jeweilige Ende 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 formschlüssig, d.h. ohne nennenswerten Zwischenraum umfasst wird. Bei einer konischen Gestaltung der Aufnahme 10a, 10b wird das jeweilige Ende 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 zu dessen Stirnseite hin leicht zusammengedrückt. Durch die Formgebung der Aufnahmen 10a, 10b des Schlauchhalters 4 kann eine kraft- und/oder formschlüssige Umfassung des Pumpschlauchs 6 sichergestellt werden. Vorzugsweise werden die beiden Schlauchenden 6a, 6b in die jeweilige Aufnahme 10a, 10b eingeklebt.

Die Figur 3 zeigt den im Schlauchhalter 4 fixierten Pumpschlauch 6, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen auf die Darstellung der Haltebügel verzichtet wurde. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die beiden Enden 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 bündig mit den Stirnseiten 22a, 22b der jeweiligen Aufnahme 10a, 10b abschliessen. Die beiden Enden 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 sind in die Aufnahmen 10a, 10b des Schlauchhalters 4 eingeklebt und damit form- und kraftschlüssig darin fixiert.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Schlauchhalter 4, das Anschlusselement 5 und den Pumpschlauch 6 im zusammengesetzten Zustand. Beim Fixieren des Anschlusselements 5 am Schlauchhalter 4 dringen die Fortsätze 13a, 13b des Anschlusselements 5 in das jeweilige Ende 6a, 6b des Pumpschlauchs 6 ein und stellen ein dichte Verbindung zwischen dem jeweiligen Fortsatz 13a, 13b und dem Pumpschlauch 6 her. Dazu trägt sowohl die Formgebung der Fortsätze 13a, 13b und der Aufnahmen 10a, 10b bei, insbesondere aber auch die Tatsache, dass das Pumpschlauchende 6a, 6b auf der Aussenseite von der jeweiligen Aufnahme 10a, 10b formschlüssig umfasst wird, so dass das jeweilige Pumpschlauchende 6a, 6b nicht radial ausweichen kann, sondern den jeweiligen Fortsatz 13a, 13b dichtend umschliesst. Der Schlauch selbst bzw. die beiden Schlauchenden 6a, 6b bilden dabei jeweils das dichtende Element des Übergangs, so dass auf zusätzliche Dichtelemente wie beispielsweise O-Ringe o.a. verzichtet werden kann. Durch den Verzicht auf zusätzliche Dichtelemente kann die Anzahl von potenziell leckanfälligen Elementen auf das absolute Minimum reduziert werden. Indem die Fortsätze 13a, 13b auf der Aussenseite im wesentlichen glatt und nicht widerhakenartig ausgebildet ist, kann die Steckverbindung zwischen Schlauchhalter 4 und Anschlusselement 5 sehr einfach von Hand gelöst und wieder dichtend verbunden werden, wobei dieser Vorgang ggf. mehrmals wiederholt werden kann.

Aus der Figur 5, welche einen Längsschnitt durch die Elemente der Fig. 4, namentlich den Schlauchhalter 4, das Anschlusselement 5 und den Pumpschlauch 6 zeigen, ist insbesondere ersichtlich, wie die Haltebügel 11 des Schlauchhalters 4 das Anschlusselement 5 an den Rastnasen 16b, 16b fixieren. Im weiteren sind am Anschlusselement 5 angeordnete Vorsprünge 24 ersichtlich, welche in korrespondierende Ausnehmungen 25 im Schlauchhalter 4 eingreifen und das Anschlusselement 5 gegenüber dem Schlauchhalter 4 und damit auch gegenüber dem Pumpengehäuse lagerichtig positionieren.

Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Schlauchhalters 27 sowie zwei Anschlusselementen 28a 28b in vergrösserter Darstellung. Ein wesentlicher Unterschied zu dem vorgängigen Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die dem Pumpschlauch 34 zugewandten Fortsätze 29a, 29b der Anschlusselemente 28, 28b auf der Aussenseite mit widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b versehen sind. Diese Erhebungen 30a, 30b erhöhen die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Pumpschlauch 34 und dem jeweiligen Fortsatz 29a, 29b, was insbesondere bei auf die Verbindung einwirkender Zugbelastung und bei hohem Innendruck vorteilhaft ist. Die Aufnahmen 31 a, 31 b des Schlauchhalters 27 sind mit je einer zylindrischen Ausnehmung 32a, 32b versehen, welche ermöglicht, dass sich die beiden Enden des Pumpschlauchs radial aufweiten können, wenn sie bei der Montage über die widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b geschoben werden. Der Innendurchmesser der beiden Aufnahmen 31 a, 31b im Bereich der jeweiligen Ausnehmung 32a, 32b wird mit Vorteil so eng gewählt, dass einerseits die widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b ohne grosseren Widerstand in das jeweilige Ende des Pumpschlauchs 34 eindringen können, dass aber andererseits die Aufnahmen 31a, 31b das jeweilige Schlauchende radial zu umfassen bestimmt sind, wenn sich dieses unter der Einwirkung von hydrostatischem Innendruck im Bereich der widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b aufzuweiten beginnt. Mit andern Worten: der radiale Spalt zwischen den Aufnahmen 31a, 31 b und dem jeweiligen Schlauchende wird so gewählt, dass die widerhakenartigen Erhebungen 30a, 30b zwar relativ leicht in das Schlauchende eindringen können, dass aber die Aufnahmen 31a, 31b einer radialen Aufweitung der Schlauchenden bei erhöhtem Innendruck entgegenwirken und somit das Leckagerisiko vermindert werden kann.

Auf der der Pumpeninnenseite zuzuwendenden Unterseite ist die jeweilige Aufnahme 31a, 31b mit einer Facette 33a, 33b versehen, die in einen zylindrischen oder konischen Einführbereich übergeht. Die Facette 33a, 33b soll insbesondere das Einschieben des jeweiligen Schlauchendes in die Aufnahme 31a, 31b erleichtem, während der Einführbereich zusätzlich das Eindringen von Klebstoff beim Verkleben des Pumpschlauchs bzw. des Schlauchendes mit der jeweiligen Aufnahme 31a, 31 b begünstigen soll.

Die Vorteile der vorgängig beschriebenen Pumpe liegen insbesondere darin, dass die Pumpschläuche ausserhalb der Pumpe vormontiert, d.h. am Schlauchhalter befestigt werden können. Ein solcher Fertigungsschritt kann weitgehend automatisiert werden und bringt hinsichtlich Herstellungskosten, Präzision und Haltbarkeit wesentliche Vorteile. Nach dem Zusammensetzen der Pumpe brauchen nur noch die beiden mit den Anschlussschläuchen versehenen Anschlusselemente am Schlauchhalter eingeklickt zu werden, damit die Pumpe hydraulisch betriebsbereit ist. Eine derartige Pumpe kann praktisch ohne Werkzeug mit wenigen Handgriffen zusammengesetzt werden. Sofern die Fortsätze 13a, 13b auf der Aussenseite im wesentlichen glatt und nicht widerhakenartig ausgebildet sind, können die Pumpschläuche ggf. sehr schnell und einfach ersetzt werden, indem das Anschlusselement 4 mit den angeklebten Schläuchen 6 als Ganzes ausgetauscht wird. Die genannten Vorteile kommen sowohl bei einkanaligen als auch insbesondere bei mehrkanaligen Pumpen zum Tragen.




 
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