DE10256777B4

DE10256777B4 - Medical peristaltic pump

Info

Publication number: DE10256777B4
Application number: DE10256777A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Kraus
Original assignee: Richard Wolf GmbH
Current assignee: Richard Wolf GmbH
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: DE10256777A1

Abstract

Medizinische Schlauchpumpe mit einem Pumpenrad (8) und zwei Schlauchlagerstellen (20, 21) zur Lagerung eines um das Pumpenrad (8) geführten Pumpenschlauches (10), wobei zur Bestimmung einer auf den Pumpenschlauch (10) wirkenden Zugkraft ein Kraftmesselement (16) im Kraftfluss zwischen den Schlauchlagerstellen (20, 21) und dem Pumpenrad (8) angeordnet ist.A medical peristaltic pump having a pump wheel (8) and two hose bearing points (20, 21) for supporting a pump hose (10) guided around the impeller (8), wherein a force measuring element (16) in the force flow is used to determine a tensile force acting on the pump hose (10) between the tube bearing points (20, 21) and the impeller (8) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine medizinische Schlauchpumpe sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen medizinischen Schlauchpumpe.The invention relates to a medical peristaltic pump and a method for controlling such a medical peristaltic pump.

Schlauchpumpen werden im medizinischen Bereich in vielfältiger Weise eingesetzt, um mit gezielt eingestellten Strömungsgeschwindigkeiten Flüssigkeiten zu- oder abzuführen. Dabei ist ein Pumpenschlauch bogenförmig um ein Pumpenrad mit vorstehenden Rollen oder Vorsprüngen herumgeführt, wobei bei Drehung des Pumpenrades der Schlauch durch die Vorsprünge oder Rollen umlaufend gequetscht wird, wodurch in dem Schlauch ein Sog bzw. Druck erzeugt wird. Solch eine Pumpe ist beispielsweise aus US 5,201,711 bekannt. Derartige Pumpen sind entweder als offene oder als geschlossene Schlauchpumpen ausgebildet. Bei den geschlossenen Schlauchpumpen wird das Pumpenrad im Betrieb von einer Abdeckung abgedeckt, so dass Verletzungen, insbesondere Klemmungen oder Quetschungen verhindert werden. Dabei sind häufig Sensoren vorgesehen, welche eine Inbetriebnahme der Pumpe nur bei aufgesetzter Abdeckung ermöglichen. Das Abnehmen und Aufsetzen der Abdeckung beim Wechsel des Pumpenschlauches führt jedoch zu einer umständlichen Bedienung dieser Pumpen, weshalb von Anwendern häufig die offenen Schlauchpumpen bevorzugt werden.Peristaltic pumps are used in a variety of ways in the medical field to supply or remove fluids at specifically set flow rates. In this case, a pump hose is guided in an arc around an impeller with projecting rollers or projections, wherein upon rotation of the impeller, the hose is circumferentially squeezed by the projections or rollers, whereby in the hose, a suction or pressure is generated. Such a pump is off, for example US 5,201,711 known. Such pumps are designed either as open or as closed peristaltic pumps. In the case of the closed peristaltic pumps, the impeller is covered during operation by a cover, so that injuries, in particular clamping or crushing, are prevented. Sensors are often provided which allow commissioning of the pump only when the cover is attached. However, the removal and placement of the cover when changing the pump hose leads to a cumbersome operation of these pumps, which is why users often prefer the open peristaltic pumps.

Um auch bei offenen Schlauchpumpen eine Inbetriebnahme nur bei korrekt eingelegtem Pumpenschlauch sicherzustellen, ist es beispielsweise aus US 5,201,711 bekannt, in einem Endabschnitt des Pumpenschlauches ein Magnetelement anzuordnen, welches mit einem Magnetsensor an einer Aufnahme für den Endabschnitt des Pumpenschlauches zusammenwirkt, so dass festgestellt werden kann, ob der Endabschnitt korrekt in die Aufnahme eingesetzt ist. Die Pumpe wird nur in Betrieb genommen, wenn der Endabschnitt richtig in die korrespondierende Aufnahme eingesetzt ist. Eine vollständige Kontrolle des korrekten Einlegens des Pumpenschlauches ist jedoch auch bei dieser Ausgestaltung nicht möglich, da Magnetelement und Magnetsensor nur an einer Schlaucheinlegestelle erforderlich sind. Zur besseren Kontrolle müsste eine Abfrage an beiden Schlaucheinlegestellen vorgesehen werden, ob der Schlauch ordnungsgemäß eingelegt ist. Derartige Systeme sind jedoch mit aufwändigen Konstruktionen verbunden und sehr störanfällig.In order to ensure commissioning only with correctly inserted pump hose even with open peristaltic pumps, it is for example out US 5,201,711 it is known to arrange in one end portion of the pump hose a magnetic element which cooperates with a magnetic sensor on a receptacle for the end portion of the pump hose, so that it can be determined whether the end portion is correctly inserted into the receptacle. The pump will only be put into operation if the end section is correctly inserted in the corresponding receptacle. However, a complete control of the correct insertion of the pump hose is not possible in this embodiment, since magnetic element and magnetic sensor are required only at a hose insertion point. For better control, a query would have to be provided at both hose inlets, if the hose is inserted properly. However, such systems are associated with complex constructions and very prone to failure.

DE 25 50 757 OS offenbart eine Peristaltikpumpe mit einem Rotor, um welchen ein Schlauch geschlungen ist. Der Schlauch ist in zwei Lagerstellen gelagert, wobei die beiden Lagerstellen in einem beweglichen Hebel angeordnet sind. Der Hebel ist so angeordnet, dass er im normalen Betrieb der Pumpe in einer Gleichgewichtslage bleibt. Wenn der Durchfluss durch den Schlauch ausgangsseitig der Pumpe blockiert sein sollte, erhöht sich ausgangsseitig vor der Verschlussstelle in dem Schlauch der Druck. Dies führt dazu, dass auf den Hebel ein Drehmoment wirkt, welches den Hebel auslenkt, sodass auf diese Weise erfasst werden kann, dass der Durchfluss durch den Schlauch unterbrochen ist. Allerdings bietet dieses System keinerlei Möglichkeit festzustellen, ob der Schlauch selber richtig in die Pumpe eingelegt ist. DE 25 50 757 OS discloses a peristaltic pump with a rotor around which a hose is looped. The hose is mounted in two bearings, wherein the two bearings are arranged in a movable lever. The lever is arranged so that it remains in an equilibrium position during normal operation of the pump. If the flow through the hose on the output side of the pump should be blocked, the pressure increases upstream of the sealing point in the hose. This results in a torque acting on the lever, which deflects the lever, so that in this way it can be detected that the flow through the hose is interrupted. However, this system offers no way to determine whether the hose itself is properly inserted in the pump.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte medizinische Schlauchpumpe und ein korrespondierendes Verfahren zur Steuerung einer medizinischen Schlauchpumpe zu schaffen, welche bei einem vereinfachten Aufbau sicherstellen können, dass sich der Pumpenschlauch in einer ordnungsgemäßen Lage befindet.It is therefore an object of the invention to provide an improved medical peristaltic pump and a corresponding method for controlling a medical peristaltic pump, which can ensure a simplified structure that the pump tube is in a proper position.

Diese Aufgabe wird durch eine medizinische Schlauchpumpe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.This object is achieved by a medical peristaltic pump having the features specified in claim 1 and by a method having the features specified in claim 11. Preferred embodiments will be apparent from the appended subclaims.

Die erfindungsgemäße medizinische Schlauchpumpe weist neben einem Pumpenrad und zwei Schlauchlagerstellen zur Lagerung eines Pumpenschlauches, welcher mit dem Pumpenrad zusammenwirkt, eine Kraftmesseinrichtung auf. Die Kraftmesseinrichtung dient dazu, eine auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft zu bestimmen. Die Anordnung der Schlauchlagerstellen und des Pumpenrades sowie die weitere Aufnahme für den Pumpenschlauch entsprechen im Wesentlichen der Anordnung bekannter Schlauchpumpen. So weist das Pumprad beispielsweise Vorsprünge oder Rollen auf, welche einen eingelegten Pumpenschlauch umlaufend quetschen und wieder entspannen, um innerhalb des Pumpenschlauches eine Pumpwirkung zu erzeugen. Die Erfassung einer auf den Pumpenschlauch wirkenden Zugkraft ermöglicht, festzustellen, ob der Pumpenschlauch ordnungsgemäß in die Pumpe eingelegt ist. Bei ordnungsgemäß in die Pumpe eingelegtem Pumpenschlauch bewegt sich die erfasste Kraft in einem vorgegebenen Toleranzfeld. Liegt die erfasste Kraft außerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes für die Kraft, liegt ein fehlerhafter Betriebszustand vor bzw. ist der Pumpenschlauch falsch eingelegt. In solchen Fällen kann dann die Pumpe blockiert werden, um zum einen Verletzungen eines Anwenders und zum anderen eine Beschädigung der Pumpe oder des Pumpenschlauches zu vermeiden. Nur, wenn der Pumpenschlauch ordnungsgemäß eingelegt ist, wird eine vorgegebene Soll-Zugkraft erfasst. Wenn der Schlauch ordnungsgemäß eingelegt ist und sich in den vorgegebenen Schlauchlagerstellen bzw. Schlaucheinlegestellen befindet und ordnungsgemäß um das Pumpenrad geführt ist, sind auch bei einer offenen Schlauchpumpe keine Stellen mehr zugänglich, an denen sich der Anwender Verletzungen, beispielsweise Quetschungen, zuziehen kann. Neben der Vermeidung von Verletzungen des Anwenders bietet die Überwachung der auf den Pumpenschlauch wirkenden Zugkraft die Möglichkeit, Rückschlüsse auf den Zustand des Pumpenschlauches zu ziehen. So können Schlauchlänge und Schlauchspannung überwacht werden und dadurch beispielsweise eine Alterung bzw. ein Verschleiß des Pumpenschlauches erkannt werden. Ferner kann im Betrieb die Pumpe selber bzw. der Pumpvorgang, beispielsweise die Pumpleistung, durch Erfassung der auf den Pumpenschlauch wirkenden Zugkraft überwacht werden.The medical peristaltic pump according to the invention has, in addition to an impeller and two hose bearing points for supporting a pump hose, which interacts with the impeller, a force measuring device. The force measuring device serves to determine a pulling force acting on the pump hose. The arrangement of the tube bearing points and the impeller and the further receptacle for the pump hose essentially correspond to the arrangement of known peristaltic pumps. For example, the pump wheel has projections or rollers which circumferentially squeeze and relax an inserted pump hose to create a pumping action within the pump hose. The detection of a tensile force acting on the pump hose makes it possible to determine whether the pump hose is properly inserted in the pump. When the pump hose is properly inserted into the pump, the detected force moves within a specified tolerance range. If the detected force lies outside the specified tolerance field for the force, there is a faulty operating state or the pump hose is inserted incorrectly. In such cases, the pump can then be blocked in order to avoid injury to the user and damage to the pump or pump hose. Only when the pump hose is properly inserted, a predetermined target tensile force is detected. If the tubing is properly inserted and in the designated tubing locations or tubing inlets, and is routed properly around the impeller, even if the pump is open Peristaltic pump no longer accessible places where the user injury, such as bruising, can contract. In addition to avoiding injury to the user, the monitoring of the tensile force acting on the pump hose offers the opportunity to draw conclusions about the condition of the pump hose. So hose length and hose tension can be monitored and thus, for example, an aging or wear of the pump hose can be detected. Furthermore, during operation, the pump itself or the pumping process, for example the pumping power, can be monitored by detecting the tensile force acting on the pump hose.

Bei der medizinischen Schlauchpumpe ist ein Kraftmesselement in einem Kraftfluss zwischen den Schlauchlagerstellen und dem Pumpenrad angeordnet. An der ersten Schlauchlagerstelle wird der Pumpenschlauch mit einem an dem Pumpenschlauch ausgebildeten Lagerelement, beispielsweise einem Vorsprung oder Endstück, eingelegt. Ferner wird der Pumpenschlauch um das Pumpenrad herum gelegt und an der anderen Seite des Pumpenrades in ehe zweite Schlauchlagerstelle eingelegt. Dabei erfährt der Pumpenschlauch eine gewisse Dehnung bzw. Spannung, wobei der Kraftfluss zwischen den Schlauchlagerstellen und dem Pumpenrad beispielsweise über eine Trägerstruktur bzw. das Pumpengehäuse geschlossen wird. In diesem Kraftfluss wird vorzugsweise ein Kraftmesselement angeordnet, um eine auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft erfassen zu können. Eine erste Schlauchlagerstelle ist vorzugsweise an dem in Drehrichtung des Pumpenrades gesehen hinteren Ende des Pumpenschlauches angeordnet, da bei Drehung des Pumprades über den Pumpenschlauch auf diese Schlauchlagerstelle eine Zugkraft aufgebracht wird. Das in Drehrichtung des Pumprades vordere Ende des Pumpenschlauches hingegen muss beim Betrieb der Pumpe keine wesentlichen Kräfte übertragen, wird jedoch vorzugsweise in einer zweiten Schlauchlagerstelle derart gelagert, dass in dem das Pumpenrad umschließenden Teil des Pumpenschlauchs eine Vorspannung erzeugt werden kann.In the medical peristaltic pump, a force-measuring element is arranged in a force flow between the tube bearing points and the impeller. At the first tube bearing point, the pump tube is inserted with a bearing element formed on the pump tube, for example a projection or end piece. Furthermore, the pump hose is placed around the impeller and placed on the other side of the impeller in front of the second hose storage point. In this case, the pump hose experiences a certain elongation or tension, wherein the power flow between the hose bearing points and the impeller is closed, for example via a support structure or the pump housing. In this power flow, a force-measuring element is preferably arranged in order to be able to detect a tensile force acting on the pump hose. A first hose bearing point is preferably arranged on the rear end of the pump hose, viewed in the direction of rotation of the pump wheel, since a tensile force is applied to this hose bearing point when the pump wheel is rotated via the pump hose. On the other hand, the front end of the pump hose in the direction of rotation of the pump wheel does not have to transmit any significant forces during operation of the pump, but is preferably mounted in a second hose bearing location such that a bias voltage can be generated in the part of the pump hose enclosing the pump wheel.

Das Pumpenrad ist vorzugsweise elastisch an einer Tragstruktur gelagert. Dadurch kann beim Einlegen des Schlauches eine geringfügige Verlagerung des Pumprades erreicht werden, welche eine Vorspannung auf den Pumpenschlauch erzeugt. Diese Vorspannung kann von der Kraftmesseinrichtung erfasst werden. Dabei muss die Vorspannung in einem vorbestimmten Bereich liegen, um eine ordnungsgemäße Positionierung des Pumpenschlauches anzuzeigen. Ferner dient die elastische Lagerung des Pumprades der Schwingungsdämpfung.The impeller is preferably mounted elastically on a support structure. As a result, a slight displacement of the pump wheel can be achieved when inserting the hose, which generates a bias on the pump hose. This bias voltage can be detected by the force measuring device. The bias must be within a predetermined range to indicate proper positioning of the pump tubing. Furthermore, the elastic support of the pump wheel is used for vibration damping.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Wegmesselement zur Bestimmung einer Auslenkung des Pumpenrades relativ zu der Tragstruktur vorgesehen sein. Ein solches Wegmessinstrument kann beispielsweise optisch, induktiv oder auf andere bekannte Weise die Auslenkung des Pumpenrades relativ zu der Tragstruktur bestimmen, wie sie insbesondere aufgrund der elastischen Lagerung des Pumprades auftritt, wenn der Pumpenschlauch eingelegt wird. Auf diese Weise kann die Auslenkung als indirektes Maß für die wirkende Zugkraft angesehen werden, wenn die Elastizität der Lagerung des Pumprades und ggf. des Schlauches bekannt sind. Wenn in der elastischen Lagerung beispielsweise Feder- oder Elastomerelemente angeordnet sind und deren Federkonstante bekannt ist, kann über die Auslenkung die wirkende Kraft bestimmt werden. Auf diese Weise ist eine indirekte Kraftmessung der auf den Schlauch wirkenden Zugkraft möglich.According to a further embodiment, a displacement measuring element may be provided for determining a deflection of the impeller relative to the support structure. Such a displacement measuring instrument can for example optically, inductively or in another known manner determine the deflection of the impeller relative to the support structure, as it occurs in particular due to the elastic mounting of the pump wheel when the pump hose is inserted. In this way, the deflection can be considered as an indirect measure of the tensile force acting when the elasticity of the storage of the pump and possibly the hose are known. If, for example, spring or elastomer elements are arranged in the elastic mounting and their spring constant is known, the force acting on the deflection can be determined. In this way, an indirect force measurement of the force acting on the hose pulling force is possible.

Vorzugsweise ist das Pumpenrad gemeinsam mit einer zugehörigen Antriebseinrichtung elastisch an einer Tragstruktur gelagert. Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise ein Elektromotor, an dessen Welle das Pumpenrad direkt oder über ein Getriebe angesetzt ist. Dabei bilden der Motor bzw. die Antriebseinrichtung eine Einheit, welche gemeinsam elastisch an einer Tragstruktur gelagert sind. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau der Pumpe und gleichzeitig eine Schwingungsdämpfung aller beweglichen Teile.Preferably, the impeller is mounted together with an associated drive means elastically on a support structure. The drive device is preferably an electric motor, to whose shaft the impeller is attached directly or via a transmission. In this case, the motor or the drive device form a unit, which are mounted together elastically on a support structure. This allows a simple construction of the pump and at the same time a vibration damping of all moving parts.

Die Schlauchlagerstellen sind vorzugsweise fest an der Tragstruktur ausgebildet. Somit erfolgt eine Verlagerung des Pumpenrades aufgrund der elastischen Lagerung relativ zu der Tragstruktur und damit relativ zu der Schlauchlagerstelle. Somit kann über die Wegmesseinrichtung oder die Kraftmesseinrichtung die zwischen Schlauchlagerstelle und Pumpenrad auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft bestimmt werden. Anstelle des Pumpenrades können auch die Schlauchlagerstellen beweglich bzw. elastisch und das Pumpenrad fest an der Tragstruktur gelagert werden, so dass eine Verlagerung der Schlauchlagerstellen relativ zu dem Pumpenrad ermöglicht wird.The tube bearing points are preferably formed fixed to the support structure. Thus, a displacement of the impeller due to the elastic bearing takes place relative to the support structure and thus relative to the hose bearing point. Thus, via the displacement measuring device or the force measuring device acting between the hose bearing point and impeller on the pump hose pulling force can be determined. Instead of the impeller, the tubular bearing points can be movable or elastic and the impeller fixedly mounted on the support structure, so that a displacement of the tube bearing points is made possible relative to the impeller.

Vorzugsweise ist das Pumpenrad drehbar an einer Antriebshalterung gelagert. Die Antriebshalterung dient dabei als Tragelement für das Pumpenrad und ist vorzugsweise mit der Tragstruktur verbunden.Preferably, the impeller is rotatably mounted on a drive holder. The drive holder serves as a support element for the impeller and is preferably connected to the support structure.

Weiter bevorzugt ist die Antriebseinrichtung zum Antreiben des Pumpenrades fest mit der Antriebshalterung verbunden. Dabei kann das Pumpenrad drehbar an der Antriebshalterung gelagert sein oder aber direkt an der Antriebseinrichtung gelagert sein. Die Antriebshalterung dient insgesamt zur Verbindung der Antriebseinrichtung und des Pumpenrades mit der Tragstruktur.More preferably, the drive means for driving the impeller is fixedly connected to the drive holder. In this case, the impeller may be rotatably mounted on the drive holder or be mounted directly on the drive device. Overall, the drive holder serves to connect the drive device and the impeller to the support structure.

Um die oben beschriebene elastische Lagerung des Pumpenrades bzw. der Antriebseinrichtung an der Tragstruktur zu erreichen, ist vorzugsweise die Antriebshalterung elastisch mit der Tragstruktur verbunden. Dazu können beispielsweise Feder- oder Elastomer- bzw. Dämpfungselemente zwischen der Antriebshalterung und der Tragstruktur angeordnet sein. In order to achieve the above-described elastic mounting of the impeller and the drive means on the support structure, preferably, the drive holder is elastically connected to the support structure. For this example, spring or elastomer or damping elements between the drive holder and the support structure may be arranged.

Das Kraftmesselement oder Wegmesselement ist bevorzugt zwischen der Antriebshalterung und der Tragstruktur angeordnet. Da das Pumpenrad fest mit der Antriebshalterung und die Schlauchlagerstelle fest an der Tragstruktur ausgebildet sind, kann zwischen der Tragstruktur und der Antriebshalterung die auftretende Kraft im Kraftfluss gemessen werden, um die auf einen Pumpenschlauch wirkende Zugkraft zu bestimmen. Alternativ kann bei elastischer Anordnung der Antriebshalterung an der Tragstruktur über das Wegmesselement eine Verlagerung bzw. Bewegung der Antriebshalterung relativ zu der Tragstruktur bestimmt werden, um daraus indirekt unter Kenntnis der elastischen Eigenschaften bzw. der Federkonstanten der Lagerung die auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft zu bestimmen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es generell gemäß der Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist, die absolute, auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft zu bestimmen. Es ist lediglich erforderlich, Abweichungen von einem Sollwert bestimmen zu können, wobei der Sollwert einem korrekt eingelegten Pumpenschlauch bei ordnungsgemäßem Betrieb der Pumpe entspricht. Werden durch das Kraftmess- oder Wegmesselement Abweichungen von diesem Sollwert bestimmt, kann daraus geschlossen werden, dass der Pumpenschlauch nicht in Ordnung oder nicht korrekt eingelegt ist oder eine sonstige Betriebsstörung in der Pumpe gegeben ist.The force measuring element or displacement measuring element is preferably arranged between the drive holder and the support structure. Since the impeller fixed to the drive bracket and the hose bearing point are fixedly formed on the support structure, the force occurring in the power flow can be measured between the support structure and the drive bracket to determine the force acting on a pump hose pulling force. Alternatively, in the case of an elastic arrangement of the drive holder on the support structure via the displacement measuring element, a displacement or movement of the drive holder relative to the support structure can be determined, in order indirectly to determine the tensile force acting on the pump hose, knowing the elastic properties or the spring constants of the support. It should be noted that it is generally not necessary according to the invention to determine the absolute, acting on the pump hose pulling force. It is only necessary to be able to determine deviations from a setpoint value, the setpoint corresponding to a correctly inserted pump hose when the pump is operating correctly. If deviations from this setpoint are determined by the force measuring or displacement measuring element, it can be concluded from this that the pump hose is not inserted correctly or not correctly or there is another malfunction in the pump.

Das Kraftmesselement ist weiter bevorzugt an der Tragstruktur und/oder der Antriebshalterung elastisch gelagert. Die elastische Lagerung ist je nach Art des verwendeten Kraftmesselementes erforderlich, um Verlagerungen bzw. Bewegungen der Antriebshalterung relativ zu der Tragstruktur ausgleichen und Schwingungen dämpfen zu können. So kann beispielsweise ein piezoelektrisches Kraftmesselement auf einem Dämpfungselement zwischen Tragstruktur und Antriebshalterung angeordnet werden. Bei der erfindungsgemäßen Schlauchpumpe können jedoch auch alle anderen bekannten, geeigneten Kraftmesselemente eingesetzt werden.The force measuring element is further preferably mounted elastically on the support structure and / or the drive holder. The elastic bearing is required depending on the type of force measuring element used to compensate for displacements or movements of the drive bracket relative to the support structure and to dampen vibrations. For example, a piezoelectric force measuring element can be arranged on a damping element between the support structure and the drive holder. In the hose pump according to the invention, however, all other known, suitable force measuring elements can be used.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer medizinischen Schlauchpumpe gemäß vorangehender Beschreibung. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Betrieb der medizinischen Schlauchpumpe eine auf einen Pumpenschlauch in der medizinischen Schlauchpumpe wirkende Zugkraft erfasst. Insbesondere werden dabei Änderungen bzw. Abweichungen dieser Zugkraft von einem vorgegebenen Sollwert erfasst. Über die Zugkraft bzw. deren Änderungen können Rückschlüsse auf den ordnungsgemäßen Betrieb der Pumpe und die ordnungsgemäße Positionierung des Pumpenschlauches im Inneren der Pumpe gezogen werden. Somit ist es nicht mehr erforderlich, eine Vielzahl spezieller Sensoren vorzusehen, welche die korrekte Positionierung des Pumpenschlauches und den ordnungsgemäßen Betrieb der Pumpe überwachen. Die korrekte Positionierung des Pumpenschlauches und der ordnungsgemäße Betrieb der Pumpe können insgesamt allein durch Erfassung einer auf den Pumpenschlauch wirkenden Zugkraft sichergestellt werden.Furthermore, the invention relates to a method for controlling a medical peristaltic pump according to the above description. According to the method according to the invention, a tensile force acting on a pump hose in the medical peristaltic pump is detected during operation of the medical peristaltic pump. In particular, changes or deviations of this tensile force are detected by a predetermined desired value. The traction force or its changes can be used to draw conclusions about the correct operation of the pump and the proper positioning of the pump hose inside the pump. Thus, it is no longer necessary to provide a variety of special sensors that monitor the correct positioning of the pump tubing and the proper operation of the pump. The correct positioning of the pump hose and the proper operation of the pump can be ensured in total only by detecting a pulling force acting on the pump hose.

Vorzugsweise wird die Pumpe blockiert, wenn die erfasste Zugkraft geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die erfasste Zugkraft geringer als ein vorgegebener, vorzugsweise in der Steuerung der Pumpe gespeicherter Sollwert ist, zeigt dies an, dass ein Pumpenschlauch gar nicht oder falsch in die Pumpe eingelegt ist und die Pumpe daher nicht in Betrieb genommen werden soll, um ein Verletzungsrisiko für den Anwender zu vermeiden.Preferably, the pump is blocked when the detected tensile force is less than a predetermined value. If the detected traction is less than a predetermined, preferably stored in the control of the pump set point, this indicates that a pump hose is not or incorrectly inserted into the pump and the pump is therefore not to be put into operation to a risk of injury to to avoid the user.

Ferner wird die Pumpe zweckmäßigerweise blockiert, wenn die erfasste Zugkraft größer als ein vorbestimmter Wert ist. Auch diese Abweichung von einem Sollwert ist ein Anzeichen dafür, dass der Pumpenschlauch falsch eingelegt ist oder eine Betriebsstörung, beispielsweise ein Verklemmen des Pumpenrades, aufgetreten ist. Auch in diesem Zustand soll die Pumpe nicht gestartet oder im Falle des bereits laufenden Betriebs vorzugsweise gestoppt werden, um Verletzungen und Beschädigungen zu verhindern.Further, the pump is suitably blocked when the detected tensile force is greater than a predetermined value. Also, this deviation from a setpoint is an indication that the pump hose is inserted incorrectly or a malfunction, such as jamming of the impeller, has occurred. Even in this state, the pump should not be started or preferably stopped in the case of already running operation to prevent injury and damage.

Die Erfassung der Zugkraft kann entweder direkt über ein im Kraftfluss angeordnete Kraftmesselement oder indirekt über die Auslenkung eines Pumpenrades relativ zu einer festen Tragstruktur bestimmt werden. Wenn das Pumpenrad beispielsweise über Feder- oder Elastomerelemente elastisch relativ zu der Tragstruktur gelagert ist, kann über die Auslenkung bzw. Bewegung des Pumpenrades relativ zu der festen Tragstruktur indirekt die auf den Pumpenschlauch wirkende Zugkraft bestimmt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht unbedingt erforderlich, die absolute Zugkraft, welche auf den Pumpenschlauch wirkt, zu erfassen, vielmehr ist es ausreichend, Abweichungen von einem Soll- bzw. Normzustand zu erfassen, um einen nicht ordnungsgemäßen Betriebszustand der Pumpe zu erkennen.The detection of the tensile force can be determined either directly via a force-measuring element arranged in the force flow or indirectly via the deflection of an impeller relative to a fixed support structure. If the impeller is mounted elastically relative to the support structure, for example via spring or elastomer elements, the tensile force acting on the pump hose can be determined indirectly via the deflection or movement of the impeller relative to the fixed support structure. In the method according to the invention, it is not absolutely necessary to detect the absolute tensile force acting on the pump hose, but it is sufficient to detect deviations from a desired or standard state in order to detect an incorrect operating state of the pump.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In these shows:

1 eine schematische Draufansicht der erfindungsgemäßen Schlauchpumpe, 1 a schematic top view of the hose pump according to the invention,

2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1 und 2 a view in the direction of arrow II in 1 and

3 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeils III in 1. 3 a front view in the direction of arrow III in 1 ,

Bei der in 1 gezeigten Anordnung handelt es sich um eine offene Schlauchpumpe. Tragendes Element der Anordnung ist ein Gehäuseteil, im gezeigten Beispiel die Frontplatte 2 eines Pumpengehäuses. An der Frontplatte 2 ist im Inneren des Pumpengehäuses der Antriebsmotor 4 über eine als Antriebshalterung dienende Motorhalterung 6 befestigt. Das Pumpenrad in Form eines Rollenrades 8 ist an der Außenseite der Frontplatte 2 angeordnet, so dass es zugänglich ist, um einen Pumpenschlauch 10 einlegen zu können. Der Antriebsmotor 4 ist fest an der Motorhalterung 6, beispielsweise durch Schrauben angebracht. Die Motorhalterung 6 ist gemeinsam mit dem Antriebsmotor über vier Schwingungsdämpfer 12, beispielsweise Elastomerelemente, an der Frontplatte 2 federnd befestigt. Dies ermöglicht eine relative Bewegung des Antriebsmotors mit der Motorhalterung 6 in einer Richtung parallel zur Frontplatte 2. Das Rollenrad 8, welches wie von Schlauchpumpen gemäß dem Stand der Technik bekannt ausgestaltet ist, ist auf der Motorwelle des Antriebsmotors 4 befestigt. Somit kann sich das Rollenrad 8 aufgrund der federnden Lagerung der Motorhalterung 6 gemeinsam mit dem Antriebsmotor 4 relativ und parallel zu der Frontplatte 2 bewegen. Somit sind der gesamte Antrieb bzw. alle im Betrieb sich bewegenden Teile federnd bzw. gedämpft über die Schwingungsdämpfer 12 an dem Gehäuse bzw. der Frontplatte 2 befestigt, so dass Schwingungen und Vibrationen vom Antrieb und vom Rollenrad 8 nicht auf das Gehäuse übertragen werden. Ferner ist an der Innenseite der Frontplatte 2 ein Haltewinkel 14 als Gegenlager für einen Kraftmesssensor 16 befestigt, welcher zwischen dem Haltewinkel 14 und der Motorhalterung 6 angeordnet ist. Der Haltewinkel 14 ist starr über Schrauben mit der Frontplatte 2 verbunden. Zwischen dem Kraftmesssensor 16 und dem Haltewinkel 14 ist ein weiteres Dämpfungselement 18 angeordnet, um zu verhindern, dass über den Kraftmesssensor 16 Schwingungen und Vibrationen von dem Antrieb auf das Gehäuse bzw. die Frontplatte 2 übertragen werden. Das Dämpfungselement 18 kann beispielsweise ein Gummidämpfer sein.At the in 1 shown arrangement is an open peristaltic pump. The supporting element of the arrangement is a housing part, in the example shown, the front panel 2 a pump housing. At the front panel 2 Inside the pump housing is the drive motor 4 via a motor mount serving as a drive holder 6 attached. The impeller in the form of a roller wheel 8th is on the outside of the front panel 2 arranged so that it is accessible to a pump hose 10 to be able to insert. The drive motor 4 is firmly attached to the engine mount 6 , for example, attached by screws. The engine mount 6 is together with the drive motor via four vibration dampers 12 , For example, elastomeric elements on the front panel 2 spring-mounted. This allows relative movement of the drive motor with the motor mount 6 in a direction parallel to the front panel 2 , The roller wheel 8th , which is designed as known from peristaltic pumps according to the prior art, is on the motor shaft of the drive motor 4 attached. Thus, the roller wheel can 8th due to the resilient mounting of the motor mount 6 together with the drive motor 4 relative and parallel to the front panel 2 move. Thus, the entire drive or all moving parts in operation are resilient or damped via the vibration damper 12 on the housing or the front panel 2 attached, allowing vibration and vibration from the drive and the roller wheel 8th not be transferred to the housing. Furthermore, on the inside of the front panel 2 a bracket 14 as an abutment for a force measuring sensor 16 attached, which between the bracket 14 and the engine mount 6 is arranged. The bracket 14 is rigid over screws with the front panel 2 connected. Between the force measuring sensor 16 and the bracket 14 is another damping element 18 arranged to prevent over the force measuring sensor 16 Vibrations and vibrations from the drive to the housing or the front panel 2 be transmitted. The damping element 18 For example, it can be a rubber damper.

An der Außenseite der Frontplatte 2 wird der Pumpenschlauch 10, welcher in 1 nur teilweise dargestellt ist, in zwei Schlaucheinlegestellen 20 und 21 an der Schlauchhalterung 22 eingelegt und in bekannter Weise um das Rollenrad 8 u-förmig herumgeführt. Die Schlauchhalterung 22 ist an der Außenseite der Frontplatte 2 fest mit dieser verbunden.On the outside of the front panel 2 becomes the pump hose 10 which is in 1 only partially shown in two hose inlets 20 and 21 on the hose holder 22 inserted and in a known manner to the roller wheel 8th U-shaped guided around. The hose holder 22 is on the outside of the front panel 2 firmly connected with this.

Die Motorhalterung 6 ist so an der Frontplatte 2 befestigt, dass die Schwingungen von dem Antriebsmotor 4 und dem Rollenrad 8 möglichst wenig übertragen werden, der Antriebsmotor 4 jedoch sicher in seiner Position gehalten wird. Ferner ermöglicht die federnde Lagerung über die Schwingungsdämpfer 12, dass bei eingelegtem Pumpenschlauch 10 das Rollenrad 8 mit dem Antriebsmotor 4 und der Motorhalterung 6 in Richtung des Pfeils A ausgelenkt wird. Auf diese Weise wird in dem Teil des Pumpenschlauches 10, welcher u-förmig um das Rollenrad 8 herumgelegt ist, eine Zugspannung erzeugt. Dabei wird zumindest ein Teil der in der Richtung A auf die Antriebshalterung 6 wirkenden Kraft über den Kraftmesssensor 16 und das Dämpfungselement 18 auf den Haltewinkel 14 und damit die Frontplatte 2 übertragen. Somit liegt der Kraftmesssensor 16 im Kraftfluss der auf den Pumpenschlauch 10 wirkenden Vorspannung bzw. Zugkraft. Das Dämpfungselement 18 verhindert zwar im Betrieb die Übertragung von Vibrationen und Schwingungen, ermöglicht jedoch die Übertragung von statischen und dynamischen Kräften, so dass der Kraftmesssensor 16 die zwischen der Motorhalterung 6 und dem Haltewinkel 14 wirkende Druckkraft bestimmen kann, welche mit der auf dem Pumpenschlauch 10 wirkenden Zugkraft im Gleichgewicht ist.The engine mount 6 is like that on the front panel 2 attached that the vibrations from the drive motor 4 and the roller wheel 8th be transmitted as little as possible, the drive motor 4 however, it is held securely in position. Furthermore, the resilient mounting allows the vibration damper 12 in that with inserted pump hose 10 the roller wheel 8th with the drive motor 4 and the engine mount 6 in the direction of arrow A is deflected. In this way, in the part of the pump hose 10 , which is U-shaped around the roller wheel 8th is laid around, generates a tensile stress. In this case, at least part of the direction A on the drive bracket 6 acting force via the force measuring sensor 16 and the damping element 18 on the bracket 14 and thus the front panel 2 transfer. Thus, the force measuring sensor is located 16 in the power flow of the pump hose 10 acting bias or tensile force. The damping element 18 prevents the transmission of vibrations and vibrations during operation, but allows the transmission of static and dynamic forces, so that the force measuring sensor 16 between the engine mount 6 and the bracket 14 can determine acting pressure force, which with the on the pump hose 10 acting traction is in equilibrium.

2 zeigt eine Ansicht der Anordnung gemäß 1 in Richtung des Pfeils II in 1. In 2 ist die Anordnung von vier Schwingungsdämpfern 12 zur Lagerung der Motorhalterung 6 an der Frontplatte 2 (in 2 nicht gezeigt) zu erkennen. 2 shows a view of the arrangement according to 1 in the direction of arrow II in 1 , In 2 is the arrangement of four vibration dampers 12 for mounting the motor mount 6 on the front panel 2 (in 2 not shown).

3 zeigt eine Ansicht der Anordnung gemäß 1 in Richtung des Pfeils III, d. h. auf die Frontseite des Gehäuses bzw. der Frontplatte 2. In 3 ist die Anordnung des Pumpenschlauches 10 an dem Rollenrad 8 zu erkennen. In der Schlauchhalterung 22 sind zwei Schlaucheinlegestellen bzw. Schlauchlagerstellen 20 und 21 ausgebildet. An dem Pumpenschlauch 10 sind entsprechende ringförmige Auskragungen ausgebildet, mit denen der Pumpenschlauch in bekannter Weise in die Schlauchhalterungen eingelegt bzw. eingehängt wird. Dabei wird der Pumpenschlauch 10 stramm um das Pumpen- bzw. Rollenrad 8 herumgeführt, so dass er das Rollenrad 8 u-förmig umschließt. In diesem Zustand verläuft der Pumpenschlauch 10 gespannt um das Pumpenrad 8, so dass in dem Pumpenschlauch 10 zwischen den beiden Schlaucheinlegestellen 20 und 21 eine Zugspannung erzeugt wird. Durch diese Zugspannung wird eine Kraft in Richtung des Pfeils A auf das Pumpenrad 8 und damit die Antriebswelle und den Antriebsmotor 4 erzeugt. Über den Antriebsmotor 4 wird diese Kraft auf die Motorhalterung 6 übertragen. Von der Motorhalterung 6 wird diese Kraft zum Teil über die Schwingungsdämpfer 12 und zu einem Teil über den Kraftmesssensor 16, das Dämpfungselement 18 und den Haltewinkel 14 auf die Frontplatte 2 übertragen. Dabei wird somit zumindest ein Teil der Kraft über den Kraftmesssensor 16 übertragen. 3 shows a view of the arrangement according to 1 in the direction of arrow III, ie on the front of the housing or the front panel 2 , In 3 is the arrangement of the pump hose 10 on the roller wheel 8th to recognize. In the hose holder 22 are two hose inlets or hose storage locations 20 and 21 educated. On the pump hose 10 corresponding annular projections are formed with which the pump hose is inserted or suspended in a known manner in the hose holders. Thereby the pump hose becomes 10 tight around the pump or roller wheel 8th guided around, so he the roller wheel 8th U-shaped encloses. In this state, the pump hose runs 10 cocked around the impeller 8th so that in the pump hose 10 between the two hose inlets 20 and 21 a tensile stress is generated. This tension causes a force in the direction of the arrow A on the impeller 8th and thus the drive shaft and the drive motor 4 generated. About the drive motor 4 This force is applied to the engine mount 6 transfer. From the engine mount 6 This force is partly due to the vibration damper 12 and in part via the force measuring sensor 16 , the damping element 18 and the bracket 14 on the front panel 2 transfer. At least part of the force is thus transmitted via the force measuring sensor 16 transfer.

Wenn der Pumpenschlauch 10 ordnungsgemäß in die beiden Schlaucheinlegestellen 20 und 21 eingelegt und in korrekter Weise um das Rollenrad 8 herumgeführt ist, liegt der von dem Kraftmesssensor 16 erfasste Wert im Bereich eines vorgegebenen Sollwertes. Wenn nun von der Pumpensteuerung über den Kraftmesssensor 16 dieser Sollwert bzw. ein Wert in einem vorgegebenen Toleranzbereich erfasst wird, kann somit von der Steuerung festgestellt werden, dass der Pumpenschlauch 10 in ordnungsgemäßer Weise in die Pumpe eingelegt ist und die Pumpe betriebsbereit ist. In diesem Zustand kann die Pumpe sicher gestartet werden, ohne dass die Gefahr von Verletzungen für einen Benutzer besteht.If the pump hose 10 properly in the two hose inlets 20 and 21 inserted and correctly around the roller wheel 8th is guided around, is that of the force measuring sensor 16 recorded value in the range of a predetermined setpoint. If now from the pump control via the force sensor 16 This setpoint or a value in a predetermined tolerance range is detected, it can thus be determined by the controller that the pump hose 10 is properly inserted in the pump and the pump is ready. In this condition, the pump can be started safely without the risk of injury to a user.

Wird von dem Kraftmesssensor 16 eine Kraft abweichend von der Sollkraft bestimmt, d. h. eine Kraft, welche größer als ein vorgegebener Maximalwert oder kleiner als ein vorgegebener Minimalwert ist, kann von der Steuerung daraus geschlossen werden, dass der Pumpenschlauch 10 nicht in vorschriftsmäßiger Weise in die Schlauchhalterung 22 eingelegt und um das Rollenrad 8 herumgeführt ist In einem solchen nicht ordnungsgemäßen Zustand wird die Pumpe nicht in Betrieb genommen, um Verletzungen, insbesondere Quetschungen, an den sich bewegenden Teilen wie dem Rollenrad 8 oder einem falsch eingelegten Pumpenschlauch 10 zu verhindern. Ferner kann durch Kraftmessung über den Kraftmesssensor 16 im laufenden Betrieb der ordnungsgemäße Betrieb der Pumpe überwacht werden. Weicht während des Betriebs der gemessene Wert von einem Sollwert ab oder verlässt einen vorgegebenen Toleranzbereich, so kann daraus auf eine Betriebsstörung, einen Verschleiß oder eine Beschädigung des Pumpenschlauches 10 oder eine Überlastung der Pumpe geschlossen werden und die Pumpe ggf. abgeschaltet werden, um weitere Beschädigungen oder Störungen zu verhindern.Is from the force measuring sensor 16 a force deviating from the desired force determined, ie, a force which is greater than a predetermined maximum value or less than a predetermined minimum value can be concluded by the controller, that the pump hose 10 not in the correct manner in the hose holder 22 inserted and around the roller wheel 8th In such an improper condition, the pump will not operate to prevent injury, especially bruising, to the moving parts such as the roller wheel 8th or a wrongly inserted pump hose 10 to prevent. Furthermore, by measuring force via the force measuring sensor 16 During normal operation, the proper operation of the pump can be monitored. If the measured value deviates from a desired value during operation or leaves a specified tolerance range, this may indicate a malfunction, wear or damage to the pump hose 10 or overloading the pump and shutting down the pump to prevent further damage or malfunction.

Abweichend von dem hier beschriebenen Kraftmesssensor 16, welcher auf Druck reagiert, können auch andere Kraftmesssensoren eingesetzt werden, welche Zugkräfte messen, beispielsweise Dehnungsmessstreifen. Ebenso ist eine indirekte Kraftmessung aber eine Wegmessung der Bewegung bzw. Verlagerung der Motorhalterung 6 relativ zu der Frontplatte 2 in der Richtung parallel zu der Frontplatte 2 möglich. Eine solche Wegmessung kann in bekannter Weise beispielsweise optisch, induktiv etc. erfolgen. Auch ist eine Endlagenkontrolle als Sicherheitsabfrage möglich, indem die Verschiebung der Motoraufhängung bei eingelegtem Pumpenschlauch kontrolliert wird.Deviating from the force measuring sensor described here 16 which reacts to pressure, other force measuring sensors can be used which measure tensile forces, such as strain gauges. Similarly, an indirect force measurement but a distance measurement of the movement or displacement of the motor mount 6 relative to the front panel 2 in the direction parallel to the front panel 2 possible. Such a distance measurement can be carried out in a known manner, for example optically, inductively, etc. A limit position check is also possible as a safety check by controlling the displacement of the motor suspension when the pump hose is inserted.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Frontplattefront panel
44: Antriebsmotordrive motor
66: Motorhalterungengine mount
88th: Rollenradroller wheel
1010: Pumpenschlauchpump hose
1212: Schwingungsdämpfervibration
1414: Haltewinkelbracket
1616: KraftmesssensorLoad Sensor
1818: Dämpfungselementdamping element
20, 2120, 21: SchlaucheinlegestellenTube insertion points
2222: Schlauchhalterunghose holder

Claims

Medical peristaltic pump with a pump wheel ( 8th ) and two hose storage locations ( 20 . 21 ) for storing one around the impeller ( 8th ) guided pump hose ( 10 ), whereby for determining one on the pump hose ( 10 ) acting tensile force a force measuring element ( 16 ) in the flow of force between the tube bearings ( 20 . 21 ) and the impeller ( 8th ) is arranged.

Medical peristaltic pump according to claim 1, in which the impeller ( 8th ) elastically on a supporting structure ( 2 ) is stored.

Medical peristaltic pump according to claim 1 or 2, wherein a displacement measuring element for determining a deflection of the impeller ( 8th ) relative to the support structure ( 2 ) is provided.

Medical peristaltic pump according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 8th ) together with an associated drive device ( 4 ) elastically on a supporting structure ( 2 ) is stored.

Medical peristaltic pump according to one of the preceding claims, in which the tube bearing points ( 20 . 21 ) fixed to the support structure ( 2 ) are formed.

Medical peristaltic pump according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 8th ) rotatably mounted on a drive bracket ( 6 ) is stored.

Medical peristaltic pump according to claim 6, in which the drive device ( 4 ) for driving the impeller ( 8th ) fixed to the drive bracket ( 6 ) connected is.

Medical peristaltic pump according to claim 6 or 7, wherein the drive holder ( 6 ) elastically with the support structure ( 2 ) connected is.

Medical peristaltic pump according to one of claims 6 to 8, wherein the force measuring element ( 16 ) or path measuring element between drive holder ( 6 ) and supporting structure ( 2 ) is arranged.

Medical peristaltic pump according to claim 9, wherein the force measuring element ( 16 ) on the supporting structure ( 2 ) and / or the drive bracket ( 6 ) is elastically mounted.

Method for controlling a medical peristaltic pump according to one of the preceding claims, in which by means of a force flow between the impeller ( 8th ) and the hose storage locations ( 20 . 21 ) arranged force measuring element ( 16 ) one on a pump hose ( 10 ) acting tensile force is detected.

The method of claim 11, wherein the pump is blocked when the detected tensile force is less than a predetermined value.

The method of claim 11 or 12, wherein the pump is blocked when the detected tensile force is greater than a predetermined value.

Method according to one of claims 11 to 13, wherein the tensile force indirectly via the deflection of a pump wheel ( 8th ) relative to a fixed support structure ( 2 ) is determined.