Schlauchpumpe

Abstract

 Es soll eine einfache, platzsparende und nicht störanfällige Schlauchpumpe aus wenigen Einzelteilen aufgebaut werden.
In einem Aufnahmeteil (2) für einen flexiblen Schlauch (3) liegt dieser zwischen einer teilkreisförmigen Anlagefläche (4a) und einem flexiblen in Umfangsrichtung festgehaltenen Ring (10) mit glatter Außenfläche und Innenverzahnung. In Letztere greifen zwei auf einem drehbaren Träger (8) drehbar gelagerte Planetenräder (7) ein, in deren Verzahnung ein auf der Drehachse (8a) des Träger (8) angeordnetes, motorgetriebenes Sonnenrad (6) eingreift. Auf diese Weise ist ein Getriebe mit großem Untersetzungsverhältnis vollkommen im Pumpeninnenraum untergebracht.

Beschreibung

[0001] Schlauchpumpen werden z.B. in der Dialyse zum Bluttransport verwendet. Üblich sind Rollenpumpen, bei denen ein rotierender Rollenträger vorgesehen ist, wobei die Rollen ein Stück des Schlauches über seine Länge fortschreitend zusammendrücken und so die Flüssigkeit vorwärts befördern. Durch das Abrollen der Rollen auf dem Schlauch entsteht Reibung (Rollwiderstand) und Verschleiß. Die Drehzahl und damit die Förderrate können deswegen nur relativ gering sein.

[0002] In der japanischen Offenlegungsschrift JP 01056979 A ist eine Schlauchpumpe beschrieben, bei der der flexible Schlauch in einer Aussparung eines Aufnahmeteils zwischen einer teilkreisförmigen Anlagefläche und einem flexiblen, ortsfesten Ring liegt. Im Innern des Rings rotiert mittig ein motorisch angetriebener Steg, der zwei zu seiner Drehachse gegenüberliegend angeordnete Rollen trägt, die auf der Innenfläche des Rings abrollen und diesen fortschreitend gegen den Schlauch drücken. Die Haftreibzahl zwischen den Rollenmantelflächen und der Innenseite des elastischen Rings muss groß sein, damit die Rollen nicht gleiten. Der Steg, auf dem die Rollen gelagert sind, hat dabei die Drehzahl des Motors.
Bei schnelllaufenden Motoren ist ein Getriebe zwischen Steg und Motor erforderlich, sodass sich ein relativ großes Bauvolumen ergibt.

[0003] Dies gilt auch für die Schlauchpumpe gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 3320091 A1 bei der ein band- oder gurtförmiges Trennteil durch drei Laufrollen fortschreitend gegen den Schlauch angedrückt wird.

[0004] In den Dokumenten DE 2140872, DE 7012535, DE 3108129, DE 4119083, DE 19848215 und DE 2643259 sind Schlauchpumpen mit direkt auf dem Schlauch abrollenden Rollen beschrieben, bei denen der die Rollen tragende Rotor oder die Rollen durch einen Planetenradantrieb in Drehbewegung versetzt werden. Dabei walzen die Rollen auf dem Schlauch ab und verursachen durch die Rollreibung Verschleiß.

[0005] In US 2899 906 ist eine Schlauchpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, bei der die Planetenräder an der Innenfläche eines flexiblen Ringes abrollen. Dieser Ring ist in Umfangsrichtung nicht exakt geführt und kann sich deshalb gegenüber dem Schlauch verschieben und sich auf seiner Außenseite abnützen. Durch das Abrollen der Planetenräder auf der glatten Innenseite des Ringes ist dieser durch die Zähne der Planetenräder einem starken Verschleiß unterworfen. Eine optimale Kraftübertragung über eine lange Zeit ist nicht gewährleistet.

[0006] In JP 2005 054 709 A ist eine Schlauchpumpe mit einem Planetengetriebe beschrieben, bei der ein starrer Ring exzentrisch zum Sonnenrad mit Hilfe eines innenverzahnten Zahnrades und des Plantenrades bewegt wird und so den Schlauch fortlaufend quetscht. Der Ring ist nicht Bestandteil des Planetengetriebes. Das innenverzahnte Zahnrad, das im Ring geführt ist, muss eine taumelnde Bewegung durchführen, ohne sich dabei zu drehen. Dies erfordert eine aufwändige konstruktive Lösung.

[0007] In DE 93 16 550 U1 ist eine Schlauchpumpe beschrieben, bei der ein Zahnriemen drei auf dem Läufer drehbar gelagerte Quetschkörper mit Außenverzahnung umschlingt und den Schlauch bei der Rotation des Läufers fortlaufend quetscht. Das Spannen des Zahnriemens erfolgt durch einen von außen gegen ihn gedrückten, ortsfesten, flexiblen Schlauch. Der Läufer hat die Drehzahl des Motors, sodass bei schnelllaufenden Motoren ein Getriebe zwischen Motor und Läufer erforderlich ist und das Bauvolumen dadurch relativ groß wird.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchpumpe aus wenigen Einzelteilen aufzubauen und den Rollwiderstand zu minimieren, so dass auch höhere Drehzahlen möglich sind und der Verschleiß des Schlauches gering ist.

[0009] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

[0010] Die Erfindung ist nachfoldend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Schlauchpumpe nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht der Schlauchpumpe nach Fig. 1 bei geöffnetem Deckel,

Fig. 3 und 4 Varianten der Schlauchlagerung bei der Schlauchpumpe gemäß den Fig. 1 und 2, und

Fig. 5 und 6 zwei Frontansichten von Varianten der Schlauchpumpe gemäß den Fig. 1 und 2 bei geöffnetem Deckel.

[0011] In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Pumpenkörper bezeichnet, der ein Aufnahmeteil 2 für einen flexiblen Schlauch 3 trägt. Das Aufnahmeteil 2 weist eine Aussparung 4 auf, in der der Schlauch 3 an einer teilkreisförmigen Anlagefläche 4a liegt und die durch einen Deckel 5 verschlossen ist. In der Aussparung 4 befindet sich ein Getriebe aus einem Sonnenrad 6, zwei Planetenrädern 7, die auf einem Planetenradträger 8 auf Bolzen 9 drehbar gelagert sind und einem flexiblen Ring 10 mit glatter Außenfläche und einer Innenverzahnung, in die Planetenräder 7 eingreifen. Das Sonnenrad 6 sitzt fest auf einer Welle 11, die durch einen Elektromotor 12 angetrieben wird.

[0012] Das Sonnenrad 6 ist im Eingriff mit den Planetenrädern 7. Die durch das Sonnenrad 6 in Drehung gesetzten Planetenräder 7 wälzen sich auf dem in Umfangsrichtung festgehaltenen Ring 10 ab und versetzen dadurch den mit ihnen auf der Achse 8a des Sonnenrades 6 drehbaren Planetenradträger 8 in Drehbewegung. Die Drehzahl des Planetenradträgers 8 ist kleiner als die Drehzahl des Sonnenrades 6. Sie ergibt sich aus dem Durchmesserverhältnis Sonnenrad 6 zu Planetenrad 7. Die Planetenräder 7 und der Ring 10 sind zueinander so dimensioniert, dass der Ring 10 oval verformt wird. Durch die Drehung des Planetenradträgers 8 wird er so verformt, dass er fortlaufend auf den Schlauch 3 gedrückt wird.

[0013] Bei der gezeichneten Drehrichtung der Komponenten 6, 7, 8, 11 strömt das zu befördernde Medium am Eingang 13 ein und wird durch kontinuierlich fortschreitende, etwa ovale Verformung des nicht rotierenden Rings 10 fortschreitend zum Ausgang 14 befördert. Die jeweils zusammengedrückte Stelle des Schlauches 3 wandert etwa von A nach B in Fig. 2 und befindet sich gerade am Ort C.

[0014] Das dargestellte Getriebe 6, 7, 8. 10 weist eine sehr hohe Untersetzung auf und eignet sich besonders gut für eine Schlauchpumpe, da auch bei hoher Drehzahl des Elektromotors 12 kein äußeres Getriebe an diesem erforderlich ist.

[0015] Die Fig. 3 zeigt eine Variante an der Stelle III in Fig. 1. Dabei ist auf der Anlagefläche 4a elastisches Material 15 aufgebracht, das ein zu starkes Quetschen des Schlauches 3 verhindert.

[0016] Zwischen diesem Material 15 und dem Schlauch 3 liegt gemäß Fig. 4 ein U-förmiges Aufnahmeteil 16, in dem der Schlauch 3 zwischen den als Anschläge dienenden Seiten 17 liegt und das auf dem Material 15 aufliegt und in Richtung zu Anlagefläche 4a der Aussparung 4 bewegbar ist. Dadurch wird der Pressweg des Schlauches 3 begrenzt. Letzterer wird nicht vollständig zusammengepresst und damit z. B. die Hämolyse-Rate von Blutpumpen gesenkt.

[0017] Die Fig. 5 zeigt, dass im Inneren des Ringes 10 zwei weitere, in dessen Innenverzahnung eingreifende Zahnräder 18 auf dem Planetenradträger 8 drehbar gelagert sind. Diese Zahnräder 18 dienen als Stützräder für die ovale Form des Ringes 10.

[0018] Analog dazu sind gemäß Fig. 6 insgesamt vier Zahnräder 19 als Stützräder vorgesehen.

[0019] Bei der beschriebenen Schlauchpumpe ist die Drehzahl des Elektromotors 12 durch den Planetenradantrieb 6, 7, 8, 10 zum Planetenradträger 8 hin stark untersetzt, so dass kein zusätzliches Getriebe erforderlich ist und der elastische Ring 10 des Planetenradantriebes 6, 7, 8, 10 den Schlauch 3 fortlaufend quetscht.

Bezugszeichen liste

[0020] 

1

Pumpenkörper

2

Aufnahmeteil

3

Schlauch

4

Aussparung

4a

Anlagefläche

5

Deckel

6

Sonnenrad

7

Planetenrad

8

Planetenradträger

8a

Drehachse

9

Bolzen

10

Ring

11

Welle

12

Elektromotor

13

Eingang

14

Ausgang

15

elastisches Material

16

Aufnahmeteil

17

Anschläge

18

Zahnräder

19

Zahnräder

A,B

Stelle

C

Ort

Ansprüche

1. Schlauchpumpe mit einem Aufnahmeteil (2) für einen flexiblen Schlauch (3) in einer Aussparung (4), welche eine teilkreisförmige Anlagefläche (4a) für den Schlauch (3) aufweist und in der ein flexibler, in Umfangsrichtung festgehaltener Ring (10) mit glatter Außenfläche liegt, auf dessen Innenseite zwei auf einem drehbaren Planetenradräger (8) drehbar gelagerte Planetenräder (7) abrollen, in deren Verzahnung ein auf der Drehachse des Planetenradrägers (8) angeordnetes, motorgetriebenes Sonnenrad (6) eingreift, wobei der Raum zwischen Anlagefläche (4a) und Ring (10) zur Aufnahme des Schlauches (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (10) eine Innenverzahnung aufweist, in die die Planetenräder (7) eingreifen.

2. Schlauchpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Ringes 10 mindestens ein weiteres, in dessen Innenverzahnung eingreifendes Zahnrad (18, 19) zum Spannen des Ringes (10) liegt.

Zeichnung