[0001] Die Erfindung betrifft eine Halterung zur vibrationsarmen Lagerung von Antrieben
und insbesondere von Pumpen in medizinischen Geräten.
[0002] In medizinischen Geräten werden häufig Druck- und Vakuumpumpen verwendet. Bei deren
Betrieb entstehen Schwingungen und Vibrationen, welche sich in unerwünschter Weise
auf das umgebende Gerät übertragen können. Dadurch können der Geräuschpegel und die
Lebensdauer des Gerätes negativ beeinflusst werden. Es ist daher eine schwingungs-
und vibrationsarme Befestigung von Antrieben und Pumpen in medizinischen Geräten wünschenswert.
Es sind Anordnungen bekannt, bei welchen Pumpen auf Federelementen aufgestellt sind,
um die Schwingungen zu dämpfen. Bei diesen Anordnungen können jedoch die Bewegungen
der Federn so groß sein, dass sich dies nachteilig auf die Lebensdauer der Federn
auswirkt und diese brechen. Ferner sind während des Transportes des Gerätes unzulässig
große Auslenkungen möglich, was z.B. zum Abreißen von Anschlussleitungen führen kann.
Werden zur Vermeidung dieser Nachteile Federn mit größerer Federkonstante verwendet,
verschlechtert sich die Entkoppelung zum Gerät, d. h. die Schwingungen und Vibrationen
können nicht mehr ausreichend gedämpft werden.
[0003] Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Halterung zur vibrationsarmen Lagerung von
Antrieben und insbesondere von Pumpen in medizinischen Geräten zu schaffen, welche
die auftretenden Schwingungen zuverlässig minieren kann und eine größere Haltbarkeit
aufweist.
[0004] Diese Aufgabe wird durch eine Halterung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0005] Die erfindungsgemäße Halterung ist vorgesehen zur vibrationsarmen Lagerung von Antrieben
in medizinischen Geräten und insbesondere zur vibrationsarmen Lagerung von Pumpen,
beispielsweise Druck- oder Vakuumpumpen in medizinischen Geräten. Die Halterung weist
eine äußere Halteeinrichtung und eine innere Halteeinrichtung auf. Die innere Halteeinrichtung
ist zur Aufnahme des Antriebs ausgebildet, d. h. die innere Halteeinrichtung wird
mit dem Antrieb bzw. der Pumpe beispielsweise durch Schrauben, Klemm- und/oder Rastmittel
verbunden. Die innere Halteeinrichtung ist mit der äußeren Halteeinrichtung nur über
Federelemente verbunden, so dass keinerlei feste, kraftübertragende Verbindung zwischen
der äußeren und der inneren Halteeinrichtung vorgesehen sind. Sämtliche Verbindungselemente
zwischen der inneren und der äußeren Halteeinrichtung sind federnd ausgebildet, so
dass auftretende Schwingungen und Vibrationen gedämpft werden können. Die Federelemente
sind so angeordnet, dass sie gemeinsam in ihren Wirkungsrichtungen Kräfte in allen
drei Raumrichtungen übertragen können. Dabei sind die Federelemente so angeordnet,
dass sie jeweils nur eine Kraft in Richtung ihrer Wirkungslinie übertragen. Die einzelnen
Federelemente werden somit frei von Querkräften gehalten, welche eventuell zu einer
Beschädigung des Federelementes führen könnten. Durch die räumliche Anordnung der
Federelemente kann eine Schwingungsdämpfung in jeder möglichen Bewegungsrichtung der
inneren Halteeinrichtung bezüglich der äußeren Halteeinrichtung erreicht werden. Gleichzeitig
wird die Bewegungsmöglichkeit der inneren Haltereinrichtung relativ zu der äußeren
Halteeinrichtung durch die räumliche Anordnung der Federelemente, welche eine Kraftübertragung
in jeder Raumrichtung ermöglicht, auf ein Minimum beschränkt. Auf diese Weise kann
auch beim Transport oder bei starken äußeren Erschütterungen eine übermäßige Verlagerung
der inneren Halteeinrichtung und damit eines an dieser befestigten Antriebes verhindert
werden. Gleichzeitig wird eine zu große Bewegung der einzelnen Federelemente, welche
zu einer Beschädigung von diesen führen könnte, vermieden.
[0006] Bevorzugt ist die innere Halteeinrichtung mit dem Antrieb fest verbunden oder als
Teil von diesem ausgebildet. Beispielsweise kann das Gehäuse des Antriebs bzw. einer
Pumpe direkt als innere Halteeinrichtung fungieren, wobei die Federelemente dann direkt
an dem Antrieb bzw. der Pumpe angreifen.
[0007] Die Federelemente greifen bevorzugt an der inneren Halteeinrichtung an Anlenkpunkten
an, welche symmetrisch zum Schwerpunkt des Antriebs angeordnet sind. Ferner liegen
die Anlenkpunkte vorzugsweise möglichst nahe an dem Schwerpunkt des Antriebs bzw.
der Pumpe. Weiter bevorzugt sind die Anlenkpunkte und Wirkungslinien der Federelemente
symmetrisch zu den durch den Schwerpunkt des zu befestigenden Antriebs bzw. der zu
befestigenden Pumpe verlaufenden Symmetrie- bzw. Koordinatenachsen angeordnet. Durch
diese Art der Befestigung wird die Auslenkung der Federn während des Betriebs des
Antriebs bzw. der Pumpe minimiert, wodurch die Bruchgefahr der Federn reduziert wird.
Ferner kann ein Kippen der Pumpe bei auftretenden Beschleunigungen sicher verhindert
werden, da durch die symmetrisch angeordneten Federelemente Kräfte in allen Raumrichtungen
sicher und gleichmäßig übertragen werden können.
[0008] Dazu sind die Federelemente vorzugsweise paarweise angeordnet, wobei zu jedem Federelement
ein entgegengesetzt wirkendes Federelement an der jeweils entgegengesetzten Seite
der inneren Halteeinrichtung vorgesehen ist. Die entgegengesetzt wirkenden Federelemente
erzeugen in entgegengesetzte Richtungen gerichtete Federkräfte. Auf diese Weise kann
eine übermäßige Bewegung der Pumpe bei einer auftretenden linearen Beschleunigung
und ein Überdehnen bzw. eine zu große Stauchung des Federelementes, welche zum Bruch
des Federelementes führen könnten, vermieden werden. So bleibt die Lage des Antriebs
bei linearen Beschleunigungen im Wesentlichen stabil.
[0009] Die Federelemente sind vorzugsweise als Zug- und/oder Druckfedern ausgebildet. Die
Federelemente können beispielsweise Schraubenfedern sein, wobei bevorzugt alle angeordneten
Federelemente identisch ausgebildet sind und insbesondere dieselbe Federkonstante
aufweisen. Auf diese Weise kann eine gute Schwingungstilgung in allen Richtungen und
eine stabile Lage des Antriebs erreicht werden.
[0010] Bevorzugt sind zumindest drei, vorzugsweise sechs oder acht Federelemente vorgesehen,
um die Kräfte in sämtlichen Raumrichtungen aufnehmen zu können. Bei der Anordnung
von drei Federelementen kann jedes Federelement in Richtung einer von drei Koordinatenachsen
angeordnet werden, so dass die Federelemente jeweils in einem Winkel von 90 ° zueinander
angeordnet sind. Dies ist die einfachste Anordnung, welche die Aufnahme von Kräften
in allen drei Raumrichtungen ermöglicht. Vorzugsweise verlaufen die Wirkungslinien
der Federelemente dabei entlang einer den Schwerpunkt des zu befestigenden Antriebs
schneidenden Achse. Besonders bevorzugt ist die Anordnung von acht Federelementen,
wobei die Anlenkpunkte an der inneren Halteeinrichtung die Eckpunkte eines Quaders
definieren. Auch bei dieser Anordnung verlaufen die Wirkungslinien der Federelemente
vorzugsweise so, dass sie den Schwerpunkt des aufzunehmenden Antriebes schneiden.
[0011] Dabei sind die acht Federelemente vorzugsweise symmetrisch zum Schwerpunkt des Antriebes
derart angeordnet, dass sie gemeinsam Kräfte in allen drei Raumrichtungen übertragen
können. Ferner verlaufen die Wirkungslinien der Federelemente vorzugsweise symmetrisch
zu den durch den Schwerpunkt des zu befestigenden Antriebs verlaufenden rechtwinkligen
Koordinatenachsen. So kann in allen möglichen Bewegungsrichtungen des Antriebs eine
ausreichende Dämpfung und Begrenzung der Bewegung erreicht werden, so dass eine übermäßige
Dehnung oder Stauchung der Federelemente und eine unerwünscht große Auslenkung des
Antriebs bzw. der Pumpe aus der jeweiligen Ruhelage verhindert wird.
[0012] Vorzugsweise verlaufen die Wirkungslinien der acht Federelemente jeweils in einem
Winkel, vorzugsweise von im Wesentlichen 90 ° zueinander. Bei dieser Anordnung erstrecken
sich alle Federelemente in entgegengesetzte Richtungen, so dass eine räumliche Aufhängung
des Antriebes in allen Raumrichtungen erreicht wird. Bei der bevorzugten Anordnung,
betragen der Winkel zwischen den Wirkungslinien benachbarter Federelemente jeweils
90 °, d. h. die Wirkungslinien verlaufen jeweils im Wesentlichen in einem Winkel von
45 ° zu den durch den Schwerpunkt der zu befestigenden Pumpe bzw. des zu befestigenden
Antriebs verlaufenden Koordinaten- bzw. Symmetrieachsen. Es sind jedoch auch größere
und kleinere Winkel möglich. Bei der Anordnung von acht Federelementen, bei denen
die Anlenkpunkte an der inneren Halteeinrichtung die Eckpunkte eines Quaders definieren,
verlaufen die Wirkungslinien der Federelemente vorzugsweise im Wesentlichen in Richtung
der räumlichen Diagonalen des Quaders, welche sich bevorzugt im oder nahe des Schwerpunktes
des zu haltenden Antriebes schneiden.
[0013] Die innere und die äußere Halteeinrichtung sind bevorzugt jeweils als U-förmige Bügel
ausgebildet. Die U-förmigen Bügel sind dabei so ineinander gesetzt, dass sich ihre
Wandungen parallel zueinander erstrecken. Die Federelemente sind dabei vorzugsweise
zwischen den parallelen seitlichen Schenkeln der U-förmigen Bügeln der inneren und
der äußeren Halteeinrichtung angeordnet. Diese Halteeinrichtungen sind leicht zu fertigen,
beispielsweise durch Abkanten eines Blechabschnittes. Ferner ermöglicht diese Ausgestaltung
eine gute Zugänglichkeit der Federelemente und des den Antrieb aufnehmenden Innenraumes
der inneren Halteeinrichtung, da dieser Raum an drei Seiten geöffnet ist.
[0014] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
In diesem zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Halterung,
- Fig. 2
- eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1,
- Fig. 3
- eine Ansicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 1 und
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Halterung gemäß Fig. 1 bis 3.
[0015] In den Figuren 1 bis 3 ist schematisch die erfindungsgemäße Halterung dargestellt.
Fig. 1 zeigt in einer seitlichen Ansicht schematisch den prinzipiellen Aufbau der
Halterung zur vibrationsarmen Lagerung von Antrieben und insbesondere von Pumpen in
medizinischen Geräten. Die Halterung weist eine äußere Halteeinrichtung 2 sowie eine
innere Halteeinrichtung 4 auf. Die innere Halteeinrichtung 4 ist zur Aufnahme eines
nicht gezeigten Antriebs beispielsweise in Form einer Pumpe ausgebildet. Ein solcher
Antrieb, beispielsweise ein Motor oder eine Pumpe, wird mit der inneren Halteeinrichtung
4 beispielsweise durch Verschrauben oder Verrasten fest verbunden. Alternativ kann
die innere Halteeinrichtung 4 Teil des zu lagernden Antriebs bzw. der zu lagernden
Pumpe sein, beispielsweise direkt von der Außenwandung eines Pumpengehäuses gebildet
werden. Die innere Halteeinrichtung 4 ist mit der äußeren Halteeinrichtung 2 lediglich
über acht Federelemente 6 verbunden. Die Federelemente 6 erstrecken sich symmetrisch
zum Schwerpunkt S einer aufzunehmenden Pumpe und symmetrisch zu den diesen Schwerpunkt
S schneidenden Koordinaten- und Symmetrieachsen X, Z, welche rechtwinklig zueinander
verlaufen. Im gezeigten Beispiel erstrecken sich die Wirkungslinien der Federelemente
6, welche als Zug- oder Druckfedern ausgebildet sind, im Wesentlichen in einem Winkel
von 45 ° zu den Achsen X, Z. Die Federelemente 6 sind alle identisch ausgebildet,
insbesondere weisen die verwendeten Federn gleiche Federkonstanten auf.
[0016] Im gezeigten Beispiel sind die Federelemente 6 alle identisch als vorgespannte Zugfedern
ausgebildet, wobei sie insbesondere identische Federkonstanten aufweisen. In einer
alternativen Ausführungsform können jedoch auch Federelemente 6 mit unterschiedlichen
Federkonstanten eingesetzt werden, insbesondere um einen Gewichtsausgleich zu schaffen.
So können bei Verwendung von Zugfedern beispielsweise die vertikal oben gelegenen
Federelemente 6 mit einer größeren Federkonstante versehen werden, so dass sie trotz
Aufnahme der Gewichtskraft der inneren Halteeinrichtung 4 und des darin gelagerten
Antriebs eine ausreichende Dämpfung ermöglichen. Umgekehrt ist es bei Verwendung von
Druckfedern möglich, die vertikal unten gelegenen Federelemente 6 mit einer größeren
Federkonstante auszubilden. Ferner ist es auch möglich, die vertikal unteren Federelemente
6 als Druckfedern und die vertikal oben gelegenen Federelemente 6 als Zugfedern auszubilden,
so dass die von der inneren Halteeinrichtung 4 und einer darin gelagerten Einrichtung
(Motor, Pumpe, etc.) gleichmäßig auf alle Federelemente 6 verteilt werden kann. Auf
diese Weise kann eine Vorspannung der Federelemente 6 gleichmäßig ausgebildet werden,
so dass in allen Raumrichtungen optimale dass in allen Raumrichtungen optimale Dämpfungseigenschaften
erzielt werden.
[0017] Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils A in
Fig. 1. Die äußere Halteeinrichtung 2 ist im Wesentlichen als U-förmiger Bügel ausgebildet,
in dessen Inneren ein zu diesem Bügel parallel verlaufender weiterer U-förmiger Bügel
als innere Halteeinrichtung 4 (siehe auch Fig. 1) angeordnet ist. In der Seitenansicht
in Richtung des Pfeils A in Fig. 1 ist zu erkennen, dass die Wirkungslinien der Federelemente
6 auch bezüglich der Koordinatenachse Y, welche normal zu den Achsen X, Z verläuft
und diese im Schwerpunkt S schneidet, im Wesentlichen in einem Winkel von 45 ° verlaufen.
Die Anlenkpunkte der Federelemente 6 an der inneren Halteeinrichtung 4 definieren
die Eckpunkte eines Quaders. Die Wirkungslinien der Federelemente 6 verlaufen jeweils
schräg zu allen drei Koordinatenachsen X, Y und Z. Im gezeigten Beispiel sind die
Wirkungslinien in einem Winkel von 45 ° zu den Koordinatenachsen geneigt, jedoch sind
auch kleinere oder größere Winkel möglich. Allerdings verlaufen die Wirkungslinien
aller Federelemente 6 vorzugsweise schräg zu allen drei Koordinatenachsen X, Y und
Z, so dass die innere Halteeinrichtung 4 in allen Koordinatenrichtungen federnd gehalten
ist.
[0018] Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils
B in Fig. 1. Auch in dieser Ansicht ist der schräge Verlauf der Wirkungslinien der
Federelemente 6 bezüglich der Koordinatenachse X und Y zu erkennen. Die Federelemente
6 sind an der inneren Halteeinrichtung möglichst nahe zu dem Schwerpunkt S eines aufzunehmenden
Antriebs angeordnet, um die Auslenkung der Federn während des Betriebs möglichst gering
zu halten.
[0019] Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen
Halterung. Es ist zu erkennen, dass die äußere Halteeinrichtung 2 und die innere Halteeinrichtung
4 jeweils als im Wesentlichen U-förmige Elemente ausgebildet sind, welche so ineinander
angeordnet sind, dass sich ihre Schenkel bzw. Seitenflächen jeweils parallel zueinander
erstrecken. Die Federelemente 6 sind derart räumlich angeordnet, dass sich ihre Wirkungslinien
jeweils im Wesentlichen auf den Schwerpunkt S zu erstrecken und sich vorzugsweise
in dem Schwerpunkt S oder in dessen Nähe schneiden.
Bezugszeichenliste
[0020]
- 2 -
- äußere Halteeinrichtung
- 4 -
- innere Halteeinrichtung
- 6 -
- Federelement
- S -
- Schwerpunkt
- X, Y, Z -
- Koordinatenachsen
1. Halterung zur vibrationsarmen Lagerung von Antrieben in medizinischen Geräten mit
einer äußeren Halteeinrichtung (2) und einer inneren Halteeinrichtung (4), wobei die
innere Halteeinrichtung (4) zur Aufnahme des Antriebs ausgebildet ist und mit der
äußeren Halteeinrichtung (2) nur über Federelemente (6) verbunden ist, welche derart
angeordnet sind, dass sie gemeinsam in ihren Wirkungsrichtungen Kräfte in allen drei
Raumrichtungen (X, Y, Z) übertragen können.
2. Halterung nach Anspruch 1, bei welcher die innere Halteeinrichtung (4) mit dem Antrieb
fest verbunden ist oder als Teil von diesem ausgebildet ist.
3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Federelemente (6) an der inneren
Halteeinrichtung (4) an Anlenkpunkten angreifen, welche symmetrisch zum Schwerpunkt
(S) des Antriebs angeordnet sind.
4. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher zu jedem Federelement
(6) ein entgegengesetzt wirkendes Federelement (6) an der jeweils entgegengesetzten
Seite der inneren Halteeinrichtung (4) vorgesehen ist.
5. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Federelemente (6)
als Zug- und/oder Druckfedern ausgebildet sind.
6. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher zumindest drei, vorzugsweise
sechs oder acht Federelemente (6) vorgesehen sind.
7. Halterung nach Anspruch 6, bei welcher acht Federelemente (6) symmetrisch zum Schwerpunkt
(S) des Antriebs derart angeordnet sind, dass sie gemeinsam Kräfte in allen drei Raumrichtungen
(X, Y, Z) übertragen können.
8. Halterung nach Anspruch 7, bei welcher die Wirkungslinien der acht Federelemente (6)
jeweils in einem Winkel, vorzugsweise von im Wesentlichen 90° zueinander verlaufen.
9. Halterung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die innere (4) und die
äußere (2) Halteeinrichtung jeweils als U-förmige Bügel ausgebildet sind.