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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf volumenmessende Infusionspumpen für die parenterale Zufuhr von
Fluiden in einer medizinischen Umgebung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bisherige medizinische Infusionspumpen
umfassen eine große
Vielzahl verschiedener Verfahrensweisen zum Pumpen von Fluiden in
einen Patienten. Die üblichste
dieser Verfahrensweisen besteht in der Verwendung einer peristaltischen
Pumpe. Bei einer peristaltischen Pumpe dient eine Vielzahl von Betätigungseinrichtungen
oder Fingern zum Massieren eines parenteralen Fluidzuführschlauchs
in einer im wesentlichen linearen Abfolge.
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Das Hauptproblem in Verbindung mit
der peristaltischen Pumptechnologie besteht darin, daß der Schlauch
wiederholt in identischer Weise verformt wird, so daß im Laufe
der Zeit die elastischen Rückstelleigenschaften
des Schlauches zerstört
werden und der Schlauch dadurch ein zusammengedrücktes Aussehen beibehält.
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Diese Zerstörung der elastischen Rückstelleigenschaften
des Schlauchs führt
dazu, daß sich
die volumetrische Abgabe der Pumpe im Verlauf der Zeit in bemerkenswerter
Weise verändert.
Ein weiterer üblicher Pumpentyp,
der bei der volumetrischen Zufuhr von medizinischen Fluiden verwendet
wird, ist allgemein als Kassettenpumpe bekannt.
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Obwohl Kassettenpumpen nicht die
recht schnelle Verschlechterung des Leistungsvermögens zeigen, wie
dies bei einer peristaltischen Pumpe der Fall ist, benötigen sie
eine ziemlich aufwendige Pumpenkassette, in die der IV-Schlauch
integriert werden muß.
Diese zusätzlichen
Kosten, nämlich
daß eine
Kassette zusammen mit einem IV-Set
jedes Mal gewechselt werden muß,
wenn eine Bedienungsperson das dem Patienten verabreichte Medikament ändern möchte, führt zu einer
beträchtlichen
Erhöhung
der Kosten für
die Patientenpflege.
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Da sowohl peristaltische Pumpen als
auch Kassettenpumpen sowie auch andere auf dem Markt vorhandene
Infusionsvorrichtungen eine ziemlich gründliche Kenntnis der speziellen
Pumpvorrichtung erfordern, um sicherzustellen, daß das IV-Set
korrekt angebracht wird, waren medizinischen Infusionspumpen generell lediglich
Gegenstand des Pflegepersonals oder medizinischen Personals in einer
Krankenhausumgebung.
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Die Notwendigkeit des manuellen Einsetzens
eines Sets in eine IV-Pumpe hat in der Technik universellen Charakter.
Generell treten bei Verwendung eines standardmäßigen IV-Sets zusätzlich zu
der vorstehend erwähnten
raschen Verschlechterung der Genauigkeit große Schwierigkeiten beim korrekten
Einsetzen des Sets in die derzeit in der Technik vorhandenen Pumpen
auf.
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Der Stand der Technik der Ladetechnologie,
soweit dieser medizinische Infusionspumpen betrifft, ist nur bis
zu dem Stand fortgeschritten, bei dem der IV-Schlauch zwischen einer
Pumpvorrichtung und einer Tür oder
einer Abdeckung eingeschlossen wird und zunehmend ausgefeiltere
Sensoren und Alarmeinrichtungen hinzugefügt werden, um sicherzustellen,
daß der
Schlauch korrekt in die Pumpe eingesetzt ist. Selbst dabei treten
in regelmäßiger Weise
Ladefehler auf, die seitens des Krankenhauspersonals große Bemühungen erforderlich
machen, um sicherzustellen, daß kritische
Fehler auf ein Minimum reduziert werden.
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Der Stand der Technik auf dem Gebiet
der Infusionspumpen beinhaltet auch das Erfordernis, daß manuell
sichergestellt werden muß,
daß ein
freier Strömungszustand
eines Medikamentes dann nicht stattfindet, wenn ein IV-Set in einer
Pumpe installiert oder von dieser entfernt wird. Obwohl Krankenhauspersonal
große Mühe und Sorgfalt
in seinen Bemühungen
darauf verwendet, sicherzustellen, daß freie Strömungszustände nicht auftreten, ist ein
nachweisbarer Bedarf für
zusätzliche
Vorkehrungen, die auf das Verhindern von freien Strömungszuständen gerichtet
sind, eine ständige
Sorge von Personal auf dem Gebiet der Gesundheitsfürsorge.
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Das US-Patent 5 199 852 von Danby
offenbart eine Pumpanordnung mit einer Quetschvorrichtung zum Verformen
einer Länge
eines nachgiebigen Schlauchmaterials zuerst in der einen Richtung,
um sein Volumen lokal zu reduzieren, sowie dann in einer anderen
Richtung, die die Tendenz hat, seinen ursprünglichen Querschnitt wieder
herzustellen, wobei beidseits der Quetschvorrichtung Eintritts-
und Austrittsventile vorhanden sind, die durch Verschließen des
Schlauchmaterials arbeiten. Die Steuerung der Ventile erfolgt durch
eine Vielzahl von Motoren, die von einem Mikroprozessor gesteuert
werden.
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Das US-Patent 5 151 091 von Danby
et al. offenbart eine Pumpvorrichtung, die einen Schlauchbereich abwechselnd
zusammendrückt
und wieder herstellt.
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Das US-Patent 5 055 001 von Natwick
et al. offenbart eine Infusionspumpe mit federgesteuerten Ventilen,
die dazu ausgebildet sind, sich bei einem bestimmten vorgegebenen
Druck zu öffnen.
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Das US-Patent 3 489 097 von Gemeinhardt
offenbart eine Pumpe für
einen flexiblen Schlauch, die eine einheitliche Vorrichtung, die
betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, als Eintritts- und Austrittsventil zu wirken, sowie
einen dazwischen befindlichen Pumpkörper aufweist, der von einer
Exzentereinrichtung angetrieben wird.
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Das US-Patent 2 922 379 von Schultz
offenbart eine Pumpe für
mehrere Leitungen, die einen Eintritts- und Austrittsventilmechanismus
sowie einen dazwischen befindlichen Pumpkörper aufweist, wobei sowohl
der Eintrittsventilmechanismus als auch der Austrittsventilmechanismus
von einer einzigen Steuerflächeneinrichtung
angetrieben werden.
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Das US-Patent 3 359 910 von Latham
offenbart eine von einer Steuerflächeneinrichtung angetriebene Pumpe
mit Eintritts- und Austrittsventilen, die von einer einzigen Steuerflächeneinrichtung
angetrieben werden, sowie mit einem Pumpkörper, der von einer Exzentereinrichtung
angetrieben wird, die sich gemeinsam mit der einzigen Steuerflächeneinrichtung
dreht.
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Das US-Patent 4 239 464 von Hein
offenbart eine Blutpumpe, die einen Eintritts- und Austrittskolben, die
als Ventile dienen, sowie einen dazwischen befindlichen Verdrängungskolben
aufweist.
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Das US-Patent 5 364 242 von Olson
beschreibt eine Medikamentenpumpe, die mindestens eine drehbare
Steuerflächeneinrichtung
und ein hin- und herbeweglich angebrachtes Folgerglied aufweist,
das mit der Steuerflächeneinrichtung
in einem Schlauch in Eingriff steht, der während der Rotation der Steuerflächeneinrichtung
von dem Folgerglied zusammengedrückt
wird. Bei dem offenbarten Ausführungsbeispiel
sind drei Steuerflächeneinrichtungen
vorhanden.
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Das US-Patent 5 131 816 von Brown
et al. offenbart eine Infusionspumpe, die eine Vielzahl von linearen
peristaltischen Pumpen enthält
und einen Positionscodierer beinhaltet, der an der Pumpenmotorwelle
angebracht ist, um festzustellen, wenn die Welle die Stopp-Position
in dem Pumpzyklus erreicht hat.
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Das US-Patent 4 950 245 von Brown
et al. offenbart eine Mehrfach-Pumpe, die von einer programmierbaren
Steuerung innerhalb der Pumpe individuell gesteuert wird.
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Das US-Patent 4 273 121 von Jassawalla
offenbart ein medizinisches Infusionssystem, das eine Kassette und
eine verformbare Membran sowie Eintritts- und Austrittsfenster beinhaltet,
die sich verschließen
lassen, um das in der Kassette enthaltene Fluid zu pumpen.
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Das US-Patent 4 936 760 von Williams
offenbart eine Infusionspumpe, die zur Verwendung eines speziellen
Schlauchs ausgebildet ist, wobei der Schlauch einander diametral
gegenüberliegende
Handhaben aufweist, die sich in Längsrichtung an diesem erstrecken,
und wobei die Handhaben dazu ausgebildet sind, von Pumpen-Betätigungseinrichtungen
gegriffen zu werden, um dadurch den Schlauch in Querrichtung zu
verformen, indem an den Handhaben gezogen wird oder diese gedrückt werden.
Der Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs
1 basiert auf der Offenbarung dieses Dokuments.
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Das US-Patent 5 092 749 von Meijer
offenbart einen Antriebsmechanismus zum Betätigen der Finger einer peristaltischen
Pumpe, der einen Gelenkarm aufweist, der an dem einen Ende an einem
Antriebselement schwenkbar angebracht ist, und an dem anderen Ende
an einem feststehenden Punkt an der Basis der Pumpe schwenkbar angebracht
ist, und der eine drehbare Steuerflächen-Betätigungseinrichtung aufweist,
die an der Basis angebracht ist, um gegen den Arm zu drücken und
das Antriebselement hin und her zu bewegen.
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Das US-Patent 4 850 817 von Nason
et al. offenbart ein mechanisches Antriebssystem für ein Medikamenten-Infusionssystem,
das eine Kassettenpumpe aufweist, wobei im Inneren der Kassette
eine einzige Steuerflächeneinrichtung
sowohl die Eintritts- und Austrittsventile als auch den Pumpenmechanismus
antreibt.
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Das US-Patent 5 525 044 von Raines
offenbart eine Kassettenpumpe.
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Das US-Patent 3 606 596 von Edwards
offenbart eine Medikamentenabgabepumpe.
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Das US-Patent 3 518 033 von Anderson
offenbart ein außerhalb
des Körpers
vorgesehenes Herz.
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Die EP-A-0 447 985 offenbart einen
Sensor zur Verwendung bei einer positiven Verdrängungspumpe, der eine Fluidströmung durch
das Schlauchmaterial hindurch erfaßt, die der Pumpe zugeordnet
ist.
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Die
US
5 437 635 offenbart eine Strömungsbegrenzungseinrichtung
zur Verwendung bei einer Infusionspumpe des Typs, die Schlauchmaterial
und eine Kassette für
den Einmalgebrauch verwendet.
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KURZBESCHREIBUNG
UND ZIELE DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung gibt eine
Infusionspumpe gemäß Anspruch
1 an.
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Die Pumpe weist vorzugsweise verschiedene
Sensoren, die auf die Verbesserung der Sicherheit der Infusion eines
Medikaments abzielen, zusätzlich
zu Sensoren auf, die Informationen über den Zustand des die Pumpe
durchlaufenden Fluids liefern. Zusätzlich dazu weist die Pumpe
vorzugsweise verschiedene Sensoren auf, die betriebsmäs sig dazu
ausgebildet sind, Informationen über
den Zustand von verschiedenen mechanischen Unteranordnungen innerhalb
der eigentlichen Pumpe zu liefern.
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Unter den Sensoren befinden sich
Einrichtungen, die darauf abzielen, Informationen über die
positionsmäßige Anordnung
des Schlittens bzw. Pendlers oder des genannten V-förmigen Schlitzes,
den Ventilbetrieb, die Position der Gleitklemme, die Detektion eines
fehlerhaften Ladens sowie die manuelle Betätigung der Schlauchladeanordnung
zu liefern.
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Die Sensoren, die in Verbindung mit
dem Zustand des durch die Pumpe hindurchgeleiteten Fluids stehen,
sind wiederum hinsichtlich ihrer Genauigkeit verbessert worden.
Erreicht wurde dies durch die Entwicklung eines Verfahrens, bei
dem eine Berührung
zwischen dem Sensor und dem Schlauch derart hergestellt wird, daß diese
Berührung
senkrecht zu dem Schlauch erfolgt und daß der Schlauch derart mit den
verschiedenen Sensoren in Berührung
gebracht wird, daß weder
ein volumetrisches Gefälle
noch ein Belastungsgefälle über den
Schlauch hinweg auftritt.
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Diese und weitere Ziele der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels,
den Ansprüchen
sowie den beigefügten
Zeichnungen.
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Einige der Zeichnungen zeigen Ausführungsformen,
die nicht in den Umfang der Ansprüche fallen, sondern zugehörigen technischen
Hintergrund darstellen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie
diese beansprucht sind, sind in den 14 und 17 dargestellt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 eine
isometrische Ansicht der vollständigen
Pumpenanordnung;
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2 eine
auseinandergezogene Ansicht der Pumpenunteranordnung;
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2A eine
auseinandergezogene Ansicht der Motorhalterungen und des Pumpenantriebsmotors;
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3 eine
isometrische Ansicht des Chassis oder des Bezugskörpers mit
den zugehörigen
Bezugswellen;
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4 eine
isometrische Ansicht des Indexrads und des zugehörigen Sensors;
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5 eine
Draufsicht auf die Stirnseite der Pumpenantriebs-Steuerflächeneinrichtung;
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6 eine
isometrische Ansicht der Ventilsteuerfiächenbereiche an der Hauptantriebs-Steuerflächeneinrichtung;
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7 eine
grafische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen einer linearen Verlagerung des Schlittens
oder Pendlers und einer volumetrischen Verlagerung des Schlauchs,
wenn keine Linearisierung des Fluidausgangs vorliegt;
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8 eine
isometrische Ansicht der stromabwärtigen Auflageplatte;
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9 eine
grafische Darstellung des verdrängten
Volumens des Schlauchs gegenüber
dem Steuerflächeneinrichtungswinkel,
wenn die Steuerflächeneinrichtung
für eine
linearisierende Korrektur der Pumpenverlagerung sorgt;
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10 eine
Schnittdarstellung im wesentlichen entlang der Linie A-A in 1;
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11 eine
isometrische Ansicht der Rückseite
der Pendler-Auflageplatte und des Pendlers;
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12 eine
auseinandergezogene Ansicht des Pumpenmotor-Codierers;
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13 eine
isometrische Ansicht der Ventil-Unteranordnung;
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14 eine
auseinandergezogene Ansicht der Ventil-Unteranordnung, wie sie in 13 gezeigt ist;
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15A eine
isometrische Ansicht im wesentlichen der Rückseite sowie der Seite von
einem der Ventile;
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15B eine
isometrische Ansicht zur Erläuterung
im wesentlichen des Bodens oder der dem Schlauch zugewandten Seite
von einem der Ventile;
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16 eine
auseinandergezogene Ansicht der Schlauchlade-Unteranordnung;
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17 eine
isometrische Ansicht der stromaufwärtigen Auflageplatte zur Erläuterung
des Schlauchanwesenheitssensors in Berührung mit einem Schlauch;
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18 eine
zusammengebaute Ansicht der Schlauchlade-Unteranordnung;
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18A eine
Draufsicht auf die stromabwärtige
Auflageplatte zur Erläuterung
einer Klinke in Eingriff mit einem Schlauch;
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18B eine
Draufsicht auf eine Schlauchladeklinke;
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19 eine
auseinandergezogene Darstellung der Schlauchlade-Nockenwelle;
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19A eine
zusammengebaute Darstellung der Schlauchlade-Nockenwelle und des
Schlauchlade-Motors;
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20 eine
auseinandergezogene Ansicht des Schlauchlade-Motors und des Codierers;
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21 eine
Draufsicht auf die Sensorgehäuse,
wobei schattierte Ansichten der geöffneten und der geschlossenen
Position derselben vorhanden sind;
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22 eine
auseinandergezogene Ansicht der stromabwärtigen Sensorgehäuse;
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23 eine
auseinandergezogene Ansicht des stromaufwärtigen Drucksensorgehäuses;
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24 eine
isometrische Ansicht des Luftdetektorgehäuses in dessen mit dem Drucksensorgehäuse verbundenen
Zustand;
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25 eine
isometrische Ansicht der Gleitklemmenlade-Unteranordnung;
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26 eine
auseinandergezogene Ansicht der Gleitklemmenlade-Unteranordnung;
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27 eine
isometrische Ansicht der Gleitklemme;
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28 eine
isometrische Ansicht des Gleitklemmensensors und der zugeordneten
stromaufwärtigen Auflageplatte;
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29 eine
isometrische Ansicht der stromabwärtigen Auflageplatte, wobei
die Temperatursensoren in einer weggezogenen Ansicht darunter dargestellt
sind; und
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30 eine
isometrische Ansicht des Pumpengehäuses.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Die Pumpenanordnung 10 besteht
vorzugsweise aus einer Vielzahl von Unteranordnungen wie sie in 1 gezeigt sind, die verschiedene zugeordnete
Funktionen gemeinsam mit der Pumpen-Unteranordnung 12 ausführen.
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DIE PUMPEN-UNTERANORDNUNG
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Die Pumpen-Unteranordnung, wie sie
in 2 zu sehen ist, weist
ein Gehäuse 14 auf,
an dem verschiedene zugehörige
Elemente angebracht sind. Das Gehäuse oder Chassis 14 ist
vorzugsweise aus einem geformten Kunststoff hergestellt, um die
Montage und Fertigung desselben zu beschleunigen. Das Chassis 14 weist
ferner eine hintere Platte 16 auf, die einstückig mit
dem Chassis 14 ausgebildet ist, wobei in der hinteren Platte 16 eine
Vielzahl von Öffnungen
ausgebildet ist.
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Eine Motorwellenöffnung 18 ist im wesentlichen
zentral in der hinteren Platte 16 angeordnet und ist betriebsmäßig dazu
ausgebildet, ein Hindurchführen
der Pumpenmotorwelle 20 durch diese zu ermöglichen. Ferner
sind in der hinteren Platte 16 Pumpenmotor-Befestigungsöffnungen 22 ausgebildet,
die von der Pumpenmotorwellenöffnung 18 radial
nach außen
beabstandet sind. Diese Öffnungen
dienen zum exakten Festlegen des Pumpenmotors 24 in Kombination
mit der Motorlagererhebung gegenüber
dem Chassis 14.
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Hinter der hinteren Chassisplatte 16 befindet
sich eine Vielzahl von Befestigungsflügeln 26, die betriebsmäßig dazu
ausgebildet sind, das Chassis fest an der stromabwärtigen Auflageplatte 500,
die sich auf der stromabwärtigen
Seite des Chassis 14 befindet, sowie an der stromaufwärtigen Auflageplatte
anzubringen, die sich auf der stromaufwärtigen Seite des Chassis 14 befindet;
in diesem Zusammenhang bezeichnet stromaufwärtig diejenige Seite der Anordnung 10,
die sich näher
bei dem Fluideinlaß in
diese befindet, und stromabwärtig
bezeichnet diejenige Seite der Anordnung 10, die sich näher bei
dem Fluidauslaß aus
dieser befindet.
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Wie in den 2 und 3 zu
sehen ist, bildet das Chassis 14 ferner eine Vielzahl von Öffnungen,
die im wesentlichen quer zu der Pumpenmotorachse 32 verlaufen,
die koaxial zu der Pumpenmotorwelle 20 verlaufend definiert
ist.
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Vor die Flügel 26 sind eine stromaufwärtige Fluidbarrierenlasche 27A und
eine stromabwärtige
Fluidbarrierenlasche 27B gesetzt, die mit der Gleitklemmen-Betätigungseinrichtungshalterung
und der hinteren Platte 580 der stromabwärtigen Auflageplatte
zusammenwirken, um für
eine Fluidabschirmung zwischen der Fluidquelle (IV-Schlauch oder
-Set) und der zugeordneten elektrischen Vorrichtung zu sorgen, die
sich rückwärts von
der kombinierten Fluidstoppanordnung befindet, die aus den drei
vorstehend genannten Elementen gebildet ist.
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Die querverlaufenden Anschlüsse oder Öffnungen
dienen zum Ermöglichen
eines Zugangs zu verschiedenen Mechanismen im Inneren des Chassis,
wie dies im folgenden beschrieben wird, wobei sie auch einen einzigen
Bezugspunkt zum Festlegen der relativen Positionen der verschiedenen
Unteranordnungen schaffen, die von den verschiedenen Teilen abhängig sind,
die diesen Öffnungen
zugeordnet sind.
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Diese Art der Herstellung schafft
ein genaues und robustes Mittel zum Fertigen der Pumpenanordnung 10 während gleichzeitig
für eine
wirtschaftliche Ausbildung von Meßpunkten gesorgt wird, die
einer Einstellung bedürfen,
um einen korrekten Betrieb der Vorrichtung sicherzustellen. Diese Öffnungen
wiederholen sich sowohl an der stromaufwärtigen Seitenwand 32 als
auch an der stromabwärtigen
Seitenwand 34 des Chassis 14.
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Bei dem ersten solchen Öffnungssatz
handelt es sich um die Ventilschwenkachsenöffnungen 36, 38, die
zum Abstützen
und Festlegen der Ventilschwenkachse 410 relativ zu dem
Chassis 14 dienen.
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Der zweite solche Öffnungssatz
stützt
die Schlauchlade-Nockenwelle 510 ab und hat die Bezeichnung Schlauchlade-Nockenwellenöffnungen 40, 42.
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Der dritte solche Öffnungssatz
dient zum Abstützen
und Festlegen der Schlauchlade-Vorgelegewelle 512 relativ
zu dem Chassis 14 und trägt die Bezeichnung Schlauchlade-Vorgelegewellenöffnungen 44, 48.
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Der vierte solche Öffnungssatz
dient zum Ermöglichen
eines Zugangs der Pumpenventil-Steuerflächenbetätiger 422 zu dem Inneren
des Chassis 14 und trägt
die Bezeichnung Ventilbetätigeröffnungen 46, 50.
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Das Chassis bildet in seinem Inneren
einen Hohlraum 52, der zum Aufnehmen der Pumpenantriebs-Unteranordnung
dient, wie dies in 2 gezeigt
ist.
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Der Pumpenmotor 24 ist das
hinterste Element dieser Unteranordnung. Bei diesem Motor handelt
es sich vorzugsweise um einen Gleichstrommotor mit variabler Drehzahl,
der ein inneres Drehzahluntersetzungsgetriebe 54 aufweist,
das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
für eine
Reduzierung der Motordrehzahl von 64 zu 1 sorgt.
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Bei dem Ausgang des Pumpenmotorgetriebes 54 handelt
es sich um eine Pumpenwelle 20. Wie bereits beschrieben
worden ist, erstreckt sich die Pumpenwelle 20 über die
Pumpenwellenöffnung 18 axial
in den Hohlraum 52 hinein.
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Im Inneren des Hohlraums 52 und
in umfangsmäßigem Eingriff
mit der Pumpenwelle 20 befindet sich eine Antriebshülse 56.
Die Antriebshülse 56 besitzt
einen weiteren mechanischen Eingriff mit der Pumpenwelle 20 über eine
Kombination aus einer Vielzahl von Hülsenflachstellen 58,
die auf die Welle 20 aufgeprägt sind, um eine polygonale
Oberfläche
zu schaffen, die betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, mit Madenschrauben bzw. Gewindestiften 60 in
Eingriff zu treten, die durch die Hülse 56 geschraubt
sind, und zwar über
Gewindestift-Gewindeöffnungen 62,
die radial von sowie quer zu der Wellenachse 32 durch die
Antriebshülse 56 hindurch
vorgesehen sind.
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Ferner ist in der Antriebshülse 56 eine
Antriebsstiftöffnung 61 ausgebildet,
die in Längsrichtung
parallel zu der Pumpenwellenachse 32 ist und radial in
Richtung nach außen
von dieser vorgesehen ist und die betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, einen Fixierstift 63 in
Verbindung mit der Bewegung der Hülse 56 und der Motorwelle 20 abzustützen und
antriebsmäßig zu bewegen.
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Die Antriebshülse 56 überragend
sowie koaxial zu dieser ist das Pumpenindexrad 64 vorgesehen,
wie dies in 4 gezeigt
ist.
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Das Indexrad 64 ist zusammen
mit zugeordneten Sensoren betriebsmäßig dazu ausgebildet, die Lage der
Pumpenelemente festzustellen. In dem Indexrad sind ein erster radialer
Schlitz 66 und ein zweiter radialer Schlitz 68 vorgesehen,
die um den Umfang des Indexrads 64 herum vorgesehen sind.
Diese beiden Schlitze sind um 180 Grad voneinander beabstandet.
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Das Indexrad 64 ist gebildet
aus einem Radscheibenbereich 70 und einem Nabenbereich 72,
wobei der Nabenbereich 72 radial innerhalb und im wesentlichen
vor dem Radscheibenbereich 70 vorgesehen ist. Der Nabenbereich 72 des
Indexrads 64 ist mit der Radscheibe 70 über eine
Vielzahl von Stegen 74 verbunden, die sich von der Nabe 72 weg
zu der Scheibe 70 erstrecken.
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Der Nabenbereich umfaßt ferner
einen zylindrischen, in Längsrichtung
verlaufenden Bereich 76 sowie einen quer verlaufenden ringförmigen Bereich 80,
wobei sich der zylindrische Bereich 76 von der Scheibenplatte 70 nach
vorn erstreckt und sich der ringförmige Bereich 80 von
dem zylindrischen Bereich 76 radial nach innen zu der Motorwelle 20 erstreckt.
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Der ringförmige Bereich 80 bildet
ferner eine Motorwellenöffnung 82,
die erstrekkungsgleich mit der Motorwelle 20 ist, sowie
eine Fixierstiftöffnung 84,
die außerhalb
von der Motorwellenöffnung 82 sowie
parallel zu dieser vorgesehen ist. Die Motorwellenöffnung 82 ermöglicht der
Motorwelle 20 den Durchtritt durch das Indexrad 64,
während
die Fixierstiftöffnung 84 eine
gemeinsame Rotationsbewegung der Motorwelle 20 und des
Indexrads 64 erzwingt, wenn der Fixierstift 63 durch
diese hindurchgeführt
ist.
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In dem Nabenbereich 72 sind
zwei Zugangsöffnungen 86, 88 ausgebildet,
die einen Zugang zu den Hülsen-Gewindestiften 60 ermöglichen.
Diese Nabenzugangsöffnungen 86, 88 sind über eine
Stellschrauben-Zugangsöffnung 90 von
der Außenseite
des Chassis 14 her zugänglich.
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Das Indexrad 64 überragend
sowie vor dessen ringförmigem
Bereich 80 befindet sich die Pumpenantriebs-Steuerflächeneinrichtung 100,
die in den 5 und 6 gezeigt ist. Die Pumpen-Steuerflächeneinrichtung 100 besteht
aus einem vorderen Oberflächenbereich 102 und
einem hinteren Oberflächenbereich 104.
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Der vordere Oberflächenbereich 102 weist
ferner einen äußeren Steuerflächenbereich 106 und
einen inneren Steuerflächenbereich 108 auf.
Der äußere und
der innere Steuerflächenbereich 106, 108 sind
derart zusammenwirkend ausgebildet, daß sie für eine positive Betätigung eines
Pumpensteuerflächenfolgers 110 sorgen.
Die Formgebung und das Aussehen der beiden Bereiche 106, 108 sind
nicht linear in Bezug auf die Distanzänderung von verschiedenen Teilen
der Bereiche 106, 108 von der Pumpenwellenachse 32.
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Die Umwandlung von Drehbewegungen
in lineare Bewegungen, wie sie durch die Steuerflächeneinrichtung 100 realisiert
wird, bringt in der in 7 dargestellten
Weise einen nicht-linearen Fehler in die volumetrische Ausgangsleistung
der Pumpe in Bezug auf die Zeit ein (gemessen in Zählständen des
Wellencodierers). Das Aussehen des inneren Bereichs 106 und
des äußeren Bereichs 108 wirken
gemeinsam derart, daß eine
Korrektur erster Ordnung dieses Fehlers erzielt wird, um die Ausgangsleistung
der Pumpe in Bezug auf das Volumen linear auszubilden.
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Dies wird erreicht durch eine Änderung
des Wechsels in der radialen Verlagerung der Steuerflächenbereiche 106, 108 in
Bezug auf die Motorwellenachse 32, wie dies vorstehend
beschrieben wurde, um dadurch die Auswirkungen von Winkelfehlern
auf die Genauigkeit der Pumpe zu minimieren.
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Genauer gesagt, es führt die
Steuerflächeneinrichtung
eine umgekehrte Sinusfunktion für
eine erste Annäherung
aus, wobei diese Sinusfunktion durch die radiale Distanz der Bereiche 106, 108 von
der Wellenachse 32 bestimmt wird.
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Wie in 7 zu
sehen ist, handelt es sich bei der charakteristischen volumetrischen
Ausgangsleistung eines Schlauchs zwischen zwei V-Nuten, die eine
Relativbewegung ausführen,
um eine nicht-lineare Funktion der Verlagerung der Nuten. Diese
Konstruktion eines Pendlers 200 ist in dem Patent von Danby
et al. mit der US-Patentnummer 5 150 019 beschrieben, welches dem
britischen Patent Nr. 2 225 065 entspricht, wie dies vorstehend
erwähnt
wurde.
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Wie in 5 zu
sehen ist, schafft die Veränderung
des Steuerflächenprofils,
wie sie vorstehend beschrieben worden ist, eine bemerkenswert linearere
Ausgangsleistung durch Erhöhen
der Pendlergeschwindigkeit während
des mittleren Bereichs der Hubbewegung (zwischen 30 Grad und 60
Grad des Steuerflächenwinkels)
sowie durch Vermindern der Geschwindigkeit des Pendlers 200 am
Beginn und am Ende der Hubbewegung.
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Wie in 9 zu
sehen ist, sorgt diese variable lineare Geschwindigkeit für eine signifikant
linearisiertere volumetrische Ausgangsleistung, wobei die Ausgangsleistung
im wesentlichen zwischen 30 Grad und 70 Grad des Steuerflächenwinkels
linear ist. Die Variation zwischen der nach oben und der nach unten
gehenden Hubbewegung ist dabei durch die Verwendung von einfachen
Radien in der Steuerflächeneinrichtung
bedingt.
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Unter Bezugnahme auf 5, die die Steuerflächenbereiche 106, 108 in
der Draufsicht in ihrem Aussehen darstellt, sind die verschiedenen
Steuerflächenpositionen
deutlich dargestellt. Wie zu sehen ist, sind zwei primäre Pumpbereiche 110, 112 vorhanden,
die der nach unten und der nach oben gehenden Bewegung des Pendlers 200 entsprechen.
Ferner sind Verweilbereiche 114, 116 zu sehen,
die eine Betätigung
der Eintritts- und Austritts-Ventile ermöglichen, wie dies im folgenden
beschrieben wird.
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Eine weitere Linearisierung der Ausgangsleistung
wird über
eine auf die Position ansprechende Geschwindigkeitssteuerung elektronisch
gesteuert, wie dies im folgenden beschrieben wird.
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Unter Bezugnahme auf 6 ist die Rückseite 118 der Steuerflächeneinrichtung 100 dargestellt.
Wie zu sehen ist, sind zwei konzentrische Ventilsteuerflächenbereiche 120, 122 vorhanden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
treibt der innere Ventilsteuerflächenbereich 120 das
stromaufwärtige
Ventil (das Eintrittsventil) an, und der äußere Ventilsteuerflächenbereich 122 treibt
das stromabwärtige
Ventil (Austrittsventil) an.
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Wie zu sehen ist, werden das Eintrittsventil
und das Austrittsventil zu keiner Zeit gleichzeitig betätigt, so
daß ein
freier Strömungszustand
eines Medikaments positiv verhindert ist. Die Dauer und die Verweilzeit der
Ventilsteuerflächenbereiche 120, 122 sind
dazu ausgebildet, für
eine korrekte Ventilsynchronisation zu sorgen, obwohl die innere
Ventilsteuerflächen-Lauffläche 120 und
die äußere Ventilsteuerflächen-Lauffläche 122 sich
auf verschiedenen Radien gemessen von der Pumpenwellenachse 32 befinden.
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Die rückwärtige Nabe 118 der
Antriebssteuerflächeneinrichtung 100 bildet
auch eine Steuerflächeneinrichtungsfixierung
in einer Öffnung 124 die
dazu dient, die relative Lage der Antriebssteuerflächeneinrichtung 100 über den
Fixierstift 63 mit der der Antriebshülse 56 und somit mit
der der Motorwelle 20 zu verriegeln.
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Die Motorwelle 20 ist von
einem Nasenlager 126 abgedeckt, das sich unmittelbar vor
der Steuerflächeneinrichtung 100 befindet.
Die Motorwelle 20 ist über
eine zentral in der Steuerflächeneinrichtung 100 ausgebildete
Steuerflächeneinrichtungs-Motorwellenöffnung 127 durch
die Steuerflächeneinrichtung 100 hindurch geführt.
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Die Steuerflächeneinrichtungs-Motorwellenöffnung 127 umgebend
ist der vordere Steuerflächeneinrichtungsring 128 vorgesehen,
der als Spieleinstellung für
die Steuerflächeneinrichtung 100 dient
und entlang der Motorwelle 20 zwischen der Hülse 56 und
dem Nasenlager 126 schwebend vorgesehen ist.
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Bei dem Nasenlager 126 handelt
es sich vorzugsweise um ein Rollenlager. Das Nasenlager 126 ist
in den Nasenlagerlaufring 132 in der Rückseite der Pendlerauflageplatte 130 gepaßt.
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Die Pendlerauflageplatte 130 ist
an der vorderen Chassisoberfläche 53 durch
eine Vielzahl von Befestigungseinrichtungen angebracht, die die
Pendlerauflageplatte 130 mit der vorderen Chassisoberfläche 53 verbinden,
und zwar über
eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 134,
die in der Pendlerauflageplatte 134 ausgebildet sind, sowie
eine zweite Vielzahl von Befestigungsöffnungen 136, die
in der vorderen Oberfläche 53 des
Chassis 14 ausgebildet sind.
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Die relative Lage der Pendlerauflageplatte 130 in
Bezug auf das Chassis 14 ist durch Ausrichtstifte 138 in
der vorderen Chassisoberfläche 53 definiert,
für die
entsprechende Pendlerauflageplatte-Ausrichtöffnungen 140 in der
rückwärtigen Oberfläche der
Pendlerauflageplatte 130 ausgebildet sind.
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Durch die Pendlerauflageplatte 130 ist
ferner eine Pendlerantriebs-Steuerflächenfolger-Durchgangsöffnung 142 hindurch
ausgebildet, die vorgesehen ist, um dem Pendlerbetätigungs-Steuerflächenfolger 144 Zugang
zu der Pendlerantriebs-Steuerflächeneinrichtung 100 zu
ermöglichen.
Die vordere Oberfläche
der Pendlerauflageplatte 146 bildet eine Vielzahl von Kanälen 148,
in denen der Pendler 200 angeordnet ist.
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Diese Pendlerauflageplattenkanäle 148 haben
ein Oberflächenfinish
mit geringer Reibung, um eine freie Bewegung des Pendlers 200 über diese
hinweg zu ermöglichen.
Die vordere Pendlerauflagenplattenoberfläche 146 bildet ferner
Seitenschienen 150, 152, die betriebsmäßig dazu
ausgebildet sind, eine Torsionsbewegung des Pendlers 200 zu
begrenzen, wenn der Pendler 200 seine Bewegung ausführt.
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Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht die
Durchgangsöffnung 142 einen
Durchtritt des Steuerflächenfolgers 144 durch
diese. Bei dem Steuerflächenfolger 144 handelt
es sich um ein ringförmiges
Rollenlager mit derartiger Abmessung, daß eine Bewegung desselben zwischen
den Pumpenantriebs-Steuerflächenbereichen 106, 108 möglich ist.
Der Pendlerantriebs-Steuerflächenfolger 144 bewegt
sich auf dem Pendlerantriebsstift
145, der in der Pendlerantriebs-Stiftaussparung 156 derart
angeordnet ist, daß er
bündig
mit der vorderen Oberfläche 201 des
Pendlers 200 ist.
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Der Antriebsstift 154 weist
ferner einen Kopf 158 auf, der betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, Antriebskräfte
gleichmäßig auf
den Pendler 200 zu verteilen und der ferner einen geeigneten
Umfangsbereich für
eine effektive Preßsitzverbindung
desselben mit dem Pendler 200 schafft.
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Der Schaftbereich 160 des
Pendlerantriebsstifts 154 erstreckt sich durch den Pendler 200 hindurch über eine
in diesem ausgebildete Antriebsstiftöffnung 202, wobei
sich der Schaftbereich ausreichend weit erstreckt, um durch die
Pendlerauflageplatte 130 hindurchzutreten und mit dem Pendlerantriebs-Steuerflächenfolger 144 in
Eingriff zu treten.
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Die Pendlerauflageplatte 130 vervollständigt die
Bezugs- oder Ausrichtstelle, die auf der Basis von Meßstellen über die
gesamte Pumpe 10 hinweg von dem Chassis 14 und
den zugeordneten Komponenten gesetzt ist.
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Die Pendlerauflageplatten-Seitenschienen 150, 152 weisen
vordere Oberflächen 162, 164 auf,
auf denen sich eine Vielzahl von Bezugsflächen 168, 170 befinden.
Diese Bezugsflächen 168, 170 sind
betriebsmäßig dazu
ausgebildet, die Distanz von dem Pendler 200 zu der der
oberen Backe 220 der Pumpenanordnung festzulegen. Experimente
haben gezeigt, daß diese
Distanz auf 0,2 Millimeter gehalten werden muß.
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Diese Distanz ist auf Grund der Pumpengeometrie
von kritischer Bedeutung, wobei in der in 10 dargestellten Weise die anfängliche
Verformung des von der Pumpe beaufschlagten Schlauchbereichs von
der seitlichen Distanz zwischen der sich bewegenden Pendlervertiefung 204 und
der feststehenden oder unbeweglichen Vertiefung 206 abhängig ist,
um dadurch eine Verformung des anfangs kreisförmigen Schlauchquerschnitts
auf einen vierseitigen Querschnitt mit gleichen Winkeln zu schaffen.
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Diese anfängliche Verformung hat Auswirkung
auf den Schließbetrag
des Pumpenschlauchlumens 6, während die Pumpe ihren Hubzyklus
durchläuft,
wobei die Hub bewegungsstrecke durch die Hubbewegung der Antriebssteuerflächenbereiche 106, 108 festgelegt
ist. Das Ausmaß an
Verformung des Pumpenschlauchlumens legt die volumetrische Ausgangsleistung
der Pumpe pro Hub oder Zyklus derselben fest.
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Die unteren Bereiche der Seitenschienen 150, 152 erstrecken
sich seitlich über
den Pendler 200 hinaus. Den vorderen Oberflächen der
unteren seitlichen Verlängerung 172, 174 ist
ein zweiter Satz von Bezugsflächen 176, 178 zugeordnet,
die betriebsmäßig zum
Festlegen der Distanz der unteren feststehenden Backe 222 von
dem Pendler 200 ausgebildet sind. Die Funktion dieser unteren
Backenbezugsflächen 176, 178 ist ähnlich der
Funktion der oberen Bezugsflächen 168, 170,
wie dies vorstehend beschrieben worden ist.
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Wie in 11 gezeigt
ist, weist der Pendler 200 eine Rückseite 207 des Pendlers
auf. Ferner ist in der rückwärtigen Pendlerseite 207 eine
Vielzahl von Gleitschienen 206 ausgebildet. Die Gleitschienen 206 sind betriebsmäßig dazu
ausgebildet, betriebsmässig
für eine
Minimierung der Reibung zwischen dem Pendler 200 und der
Pendlerauflageplatte 130 zu sorgen. Die Gleitschienen 206 befinden
sich im wesentlichen in vollflächigem
Eingriff mit den Kanälen 146A der
Pendlerauflageplatte 130 und sorgen für eine Fixierung sowohl von Spiel
in Längsrichtung
als auch von Spiel in seitlicher Richtung zwischen dem Pendler 200 und
der Pendlerauflageplatte 130.
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Die vordere Oberfläche 201 des
Pendlers 200 bildet eine Pumpennutöffnung 204. Diese Öffnung oder Vertiefung 204 weist
einen im wesentlichen V-förmigen
Querschnitt auf und hat eine abgerundete innere Ecke 211,
um für
eine Anpassung des Schlauchs 5 und der Nutöffnung 204 zu
sorgen, wenn der Schlauch 5 in diese eingebracht ist.
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In der hinteren Oberfläche 207 des
Pendlers 200 ist ferner eine Vielzahl von Taschen 203 ausgebildet, die
in einer im wesentlichen vertikalen Anordnung vorgesehen sind. Diese
Taschen 203 sind dazu ausgebildet, eine Vielzahl von Magneten
aufzunehmen, die mit einem Magnetsensor 322 zusammenwirken,
um die lineare Position des Pendlers 200 zu erfassen.
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DER PUMPEN-UNTEERANORDNUNG
ZUGEORDNETE SENSOREN
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Der Pumpen-Unteranordnung, wie sie
vorstehend beschrieben worden ist, ist eine Vielzahl von Sensoren
zugeordnet, die betriebsmäßig dazu
ausgebildet sind, Information über
die Funktion und die Position der verschiedenen Elemente derselben
zu liefern.
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Bei dem hintersten der Sensoren handelt
es sich um den Antriebsmotorwellencodierer 300. Dieser Sensor
weist ein Codierer-Flügelrad 302 auf,
das an der Ankerwelle 303 des Motors 24 angebracht
ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist das Pumpenmotor-Flügelrad 302 zwölf Flügel 304 auf,
die sich von dessen Nabe 306 radial nach außen weg
erstrecken.
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Diese Flügel 304 wirken mit
zwei optischen Schaltern 308, 310 zusammen, um
die Position der Ankerwelle 303 des Pumpenantriebsmotors 24 festzulegen.
Ferner bestehen die Schalter 308, 310 aus einer
lichtemittierenden Diode und einer Fotozelle, wie dies in 12 gezeigt ist. Die Anordnung
der optischen Schalter 308, 310 ermöglicht einem
ersten Schalter 308 ein Erfassen des Rands 311E des
Flügels 304 und
dem zweiten Schalter 310 ein Erfassen der Mitte 311M eines
nachfolgenden Flügels 304.
Diese Anordnung ermöglicht
eine größtere Auflösung der
Motorwellenposition und der Motorwellenrichtung, wie diese von dem
Codierer 300 abgelesen werden.
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Bei diesem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat die Auflösung
des Codierers 300 einen Wert 1/3072 einer Umdrehung der
Motorwelle 20. Die Codiereranordnung 300 ist in
einem Pumpenmotor-Codiererträgerring 312 angeordnet,
der im Gleitsitz über
dem Motorgehäuse 24 angeordnet
ist und durch eine Quetschklemme 313 an dieser angebracht
ist.
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Der Motorcodierer 300 erfaßt die Rotation
der Ankerwelle 303 direkt. Da sich jedoch Mechanismen zwischen
der Ankerwelle 303 und dem Pendler 200 befinden,
sind weitere Sensoren wünschenswert.
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Bei Bewegung nach vorn entlang der
Motorwellenachse 32 kommt man zu dem Indexrad 64 zurück. Wie
bereits erwähnt
worden ist, weist das Indexrad 64 eine Mehrzahl von in
Umfangsrichtung erstreckungsgleichen, radial angeordneten Schlitzen 66, 68 auf.
Diesen Schlitzen ist ein optischer Sensor 314 des Indexrads
zugeordnet. Dieser Sensor weist eine lichtemittierende Diode 315 und
einen optischen Sensor oder Schalter 316 auf.
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Der Indexradsensor 314 wirkt
mit dem Indexrad 64 und den darin vorhandenen Schlitzen 66, 68 zusammen,
um Positionsinformation über
die Drehstellung der Pumpenmotorwelle 20 zu liefern.
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Im Betrieb wirkt der Indexradsensor 314 mit
dem Pumpencodierer 300 zusammen, um diese Positionsinformation
sowie auch Richtungsinformation über
die Motorwelle 20 zu liefern. Der Indexradsensor schafft eine
zeitliche Steuerung hinsichtlich der Passage von jedem der Schlitze 66, 68 an
dem Indexradschalter 314 vorbei.
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Die beiden Schlitze 66, 68 haben
unterschiedliche Breiten, um Information darüber zu schaffen, ob der Pendler 200 seinen
Aufwärtshub
oder seinen Abwärtshub
beginnt, wobei eine erste Breite den Aufwärtshub indiziert bzw. anzeigt
und eine zweite Breite den Abwärtshub
indiziert bzw. anzeigt.
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Dem eigentlichen Pendler 200 ist
ein linearer Gesamtpositionssensor 320 zugeordnet. Dieser
Sensor umfaßt
einen Linearpositions-Halleffektsensor 322 und eine Vielzahl
von Magneten 324, 326. Die Pendlerpositions-Sensormagneten 324, 326 bilden
gegenüberliegende
Pole für
den Pendler-Hallschalter 322, um dadurch einen Feldgradienten
zu schaffen, der dazu ausgebildet ist, eine Anzeige für die lineare
Position des Pendlers 200 zu liefern.
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Die Kombination aus dem Codierer 300 und
den weiteren zugeordneten, vorstehend genannten Sensoren liefert
Eingangssignale für
einen Steuermechanismus, der mehr als eine Pumpe betreiben kann,
um dadurch die Drehzahl des Motors 24 mit variabler Drehzahl
exakt zu steuern, wobei das primäre
Merkmal, das durch eine solcher Dreh zahlsteuerung geschaffen wird,
in einer vorübergehenden
Veränderbarkeit
des Ausgangs der Pumpe 10 besteht.
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Zusätzlich dazu ermöglicht eine
solche Drehzahlsteuerung eine elektronisch gesteuerte Linearisierung
der Pumpenausgangsleistung pro Einzelhub sowie auch eine Verbesserung
des zeitintegrierten Ausgangs der Pumpe 10. Bei dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
wird die Ausgangslinearisierung pro Hub in Kombination mit der Antriebssteuerflächeneinrichtung 100 realisiert,
wie dies vorstehend erwähnt
worden ist.
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Die zeitintegrierte Ausgangsleistung
der Pumpe wird dadurch genauer gemacht, daß die Pumpengeschwindigkeit
an den Stellen bemerkenswert erhöht
wird, an denen sich eine Diskontinuität in dem im Hinblick auf die
Zeit gemessenen Ausgangsprofil ergeben würde, um dadurch die Effekte
solcher Diskontinuität
in der Ausgangsleistung zu minimieren.
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Zur Vereinfachung der Herstellung
sind sowohl der lineare Positionssensor 320 des Pendlers
als auch der Indexradsensor 314 mit der zugehörigen Signalverarbeitungselektronik
durch einen gemeinsamen gedruckten Schaltungsstreifen elektrisch
verbunden, der als Pumpensensor-Schaltungsstreifen bezeichnet wird.
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DIE VENTIL-UNTERANORDNUNG
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Die Ventil-Unteranordnung ist getrennt
von der zugehörigen
Pumpen-Unteranordnung in den 13 und 14 dargestellt. Die Ventil-Unteranordnung
besteht aus einer Ventilschwenkachse 410, die dadurch von dem
Chassis 14 getragen ist, daß sie von diesem in Schwenkachsenöffnungen 36, 38 abgestützt ist.
Ventile 412, 414 sind um diese Achse 410 schwenkbar
und sind auf dieser durch Ventilschwenklager 416, 418 abgestützt, die
in Spielpassung auf der Schwenkachse 410 sowie in die Ventile 412, 414 eingepaßt sind.
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Die beiden Ventile 412, 414 werden
einzeln als stromaufwärtiges
Ventil 412 und stromabwärtiges
Ventil 414 bezeichnet. Das stromaufwärtige Ventil 412 weist
eine Schwenklageröffnung 420 auf,
die dazu ausgebildet ist, das stromaufwärtige Ventilschwenklager 416 darin
aufzunehmen und dadurch um die Ventilschwenkachse 410 drehbar
ist. Das stromaufwärtige
Ventil 412 weist ferner eine stromaufwärtige Ventilstangenöffnung 422 auf,
die axial parallel zu der Schwenkachse 410 und im wesentlichen
senkrecht von dieser versetzt angeordnet ist.
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Die stromaufwärtige Ventilstangenöffnung 422 ist
dazu ausgebildet, die stromaufwärtige
Ventilstange 424 darin verschiebbar aufzunehmen. Die stromaufwärtige Ventilstange 424 erstreckt
sich in seitlicher Richtung von dem stromaufwärtigen Ventil 412 weg
und ist derart angeordnet, daß sie über die
stromaufwärtige Ventilstangenöffnung 48 in
das Chassis 14 eintritt.
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Die stromaufwärtige Ventilbetätigungsstange 424 ist
im wesentlichen zylindrisch und weist einen darin ausgebildeten, äußeren Steuerflächen-Laufflächenausschnitt 426 auf.
Der äußere Steuerflächen-Laufflächenausschnitt 426 ist
betriebsmäßig dazu
ausgebildet, dem stromaufwärtigen
Ventilbetätiger 424 ein
Verlassen der äußeren oder
stromabwärtigen
Ventillauffläche 122 zu
ermöglichen,
die an der Steuerflächeneinrichtung 100 ausgebildet
ist.
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Der stromaufwärtige Ventilbetätiger 424 endet
in einer Steuerflächenfolgernase 428,
die dazu ausgebildet ist, den stromaufwärtigen Ventilrollen-Steuerflächenfolger 430 abzustützen. Bei
dem stromaufwärtigen Steuerflächenfolger 430 handelt
es sich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
um ein Rollenlager, um einen rollenden Kontakt zwischen dem Ventilsteuerflächenbereich 120 und
dem stromaufwärtigen
Ventilbetätiger 424 zu
schaffen.
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Unter erneuter Bezugnahme auf das
Ventil 412 oder 414 weist das Ventil ferner ein
Ventilblatt 432 auf, wie es in 15B gezeigt ist, das einen im wesentlichen
V-förmigen
Querschnitt hat, wobei die erste Seite des Ventilblatts 434 und
die zweite Seite des Ventilblatts 436 einen Winkel von
ca. 90 Grad dazwischen bilden und ferner auch einen abgerundeten
Scheitel 438 von 0,5 mm bilden.
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Die Kombination aus dem eingeschlossenen
Winkel und dem abgerundeten Scheitel 438 schafft eine optimale
Ausbildung zwischen den gegensätzlichen
Notwendigkeiten der Gewährleistung,
daß der
Schlauch 5 während
des geeigneten Teils des Pump zyklus abgedichtet ist, während gleichzeitig
sichergestellt wird, daß sich
der Schlauch in eine angemessene Annäherung seiner ursprünglichen
Formgebung zurückformt,
wenn das Ventilblatt 432 von dem Schlauch 5 abgehoben
wird.
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Der abgerundete Scheitel 438 des
Ventilblatts 434 bildet eine Krümmung mit einem Wert von 0,5
mm. Diese Krümmung
in Kombination mit der Distanz von 0,7 mm zwischen dem Ventilblatt 434 und
der im folgenden zu erläuternden
Ventilauflage 570 sorgt für eine Optimierung der beiden
Notwendigkeiten der Gewährleistung
einer Abdichtung unter Schaffung einer elastischen Rückstellung
des Schlauchs während
des entsprechenden Teils des Pumpenzyklus.
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Ferner umfaßt der Schlauch 5 auf
Grund seiner Verformung durch den Pendler 200 in Kombination
mit der oberen und der unteren Backe 220, 222 ein
partielles Vakuum in demjenigen Bereich des Schlauchlumens 6,
das dem Pendler 200 benachbart ist, wobei das Öffnen des
Eintrittsventils 412 zusammen mit der Positionierung des
Pendlers 200 Bedingungen schafft, die einer hydrodynamischen
Unterstützung
der elastischen Rückstellung
des Schlauchbereichs unterhalb des Eintrittsventils 412 zuträglich sind.
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Der stromaufwärtige Ventilkörper 412 weist
ferner einen Ventilhebefortsatz 440 auf, der mit einer
Ventillade-Steuerflächeneinrichung
zusammenwirkt, um das Ventil während
des Schlauchladevorgangs anzuheben. Der Ventilkörper 412 weist einen
Ventilfedersitzfortsatz 442 auf, der sich von dem distalen
Ende 444 des Ventilblattarms 435 nach oben erstreckt.
Der Ventilfederfortsatz 442 bildet eine Ventilfederfesthalteeinrichtungsöffnung 446,
die betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, das distale Ende 448 der Ventilfederfesthalteeinrichtung 450 abzustützen. Die
Ventilfederfesthalteeinrichtung 450 dient in Kombination
mit dem Ventilfederfortsatz 442 zum vollständigen Festlegen
der Ventilfeder 452 dazwischen.
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Die Ventilfederfesthalteeinrichtung 450 weist
eine im wesentlichen C-förmige
Basis 454 auf, die betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, verschiebbar
um die Schlauchlade-Vorgelegewelle 512 gepaßt zu werden, wie
dies im folgenden beschrieben wird. Die Ventilfederfesthalteeinrichtungsbasis 454 ist
dazu ausgebildet, eine Schwingungsbewegung der Festhalteeinrichtung 450 um
die vorstehend genannte Schlauchlade-Vor gelegewelle zuzulassen,
um dadurch der Bewegung des Ventils 412, 414 Rechnung
zu tragen.
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Das stromabwärtige Ventil 414 ist
auf der Ventilschwenkachse 410 dem Pendler 200 benachbart
angeordnet. Das stromabwärtige
Ventil 414 ist im wesentlichen ein Spiegelbild des stromaufwärtigen Ventils 412 um
eine Ebene quer zu der Schwenkachse 410, und es weist alle
der zugehörigen
Elemente des stromaufwärtigen
Ventils 412 in einer umgekehrten Orientierung auf, wie
dies in 14 zu sehen
ist. Der stromabwärtige Ventilbetätigerarm 456 ist
verkürzt,
um den stromabwärtigen
Ventilsteuerflächenfolger 458 mit
dem äußeren Ventilsteuerflächenbereich 122 auszurichten.
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Die Wirkung der beiden Ventile 412, 414 ist
derart, daß zu
keiner Zeit während
des Pumpzyklus beide Ventile gleichzeitig öffnen. Da ferner beide Ventile 412, 414 und
der Pendler 200 von einem einzigen Motor 24 sowie
einem einzigen Antriebssteuerflächenkörper 100 angetrieben
werden, wird eine exakte Synchronisierung der Ventile 412, 414 und
des Pumpenpendlers 200 durch sämtlich mechanische Einrichtungen
mit Sicherheit erzielt.
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DER VENTIL-UNTERANORDNUNG
ZUGEORDNETE SENSOREN
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Den Ventilen 412, 414 ist
jeweils ein Ventilbewegungssensor 328, 330 zugeordnet.
Jeder dieser Ventilbewegungssensoren 328, 330 wird
durch einen Magneten 332, 334 betätigt, der
in eine Ventilsensor-Magnetöffnung 332A, 334A in
dem außenseitigen
Ende 444 des Ventilblattfortsatzes 435 eingesetzt
ist.
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Darunter, in der zugeordneten Ventilauflage
sowie von dieser in Richtung nach außen, befindet sich der Ventilbewegungssensor-Hallschalter 328, 330,
der zusammen mit zugeordneter Software, die den Ausgang der Ventilsensorschalter 328, 330 mit
dem des Antriebsmotor-Codierers 300 koppelt, zum Stoppen
der Pumpe 10 sowie zum Aktivieren eines Alarms dient, wenn
ein Ventil 412, 414 nicht korrekt arbeitet. Dies
wird im wesentlichen erreicht durch Vergleichen des erwarteten Ausgangssignals
des entsprechenden Ventilsensors 328, 330 mit
dem erwarteten Signal von diesem bei einer bestimmten Position von
Motor 24 und Antriebssteuerflächeneinrichtung.
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Außerhalb von jedem Ventil 412, 414 und
davon durch Schlauchanwesenheitsarm-Abstandselemente 460 getrennt
befindet sich der Schlauchanwesenheitssensorarm 340 auf
der Ventilschwenkachse 410. Der stromaufwärtige Schlauchanwesenheitssensor
dient in Verbindung mit dem stromabwärtigen Schlauchanwesenheitssensor
zum Feststellen der tatsächlichen
körperlichen
Anwesenheit oder Abwesenheit des IV-Schlauchs in der Pumpe 10.
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Jeder der Schlauchanwesenheitssensoren 332, 334 weist
ein ringförmiges
Lager oder eine Schlauchsensor-Schwenkeinrichtung 336 auf,
die die Ventilschwenkachsen 410 umschließt und sich
auf diesen bewegt. Der Schlauchsensorarmsteg 338 erstreckt
sich von der Schlauchsensorschwenkeinrichtung 336 nach
außen und
dient zum Abstützen
des Schlauchsensorblatts 340, das sich von dem Sensorarmsteg 338 und
der Schlauchsensorfahne 342 nach vorn erstreckt, die sich
von dem Sensorarmsteg 338 im wesentlichen nach hinten erstreckt.
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Das Sensorblatt 340 weist
eine nach unten gehende Verlängerung
auf, so daß im
montierten Zustand die Sensorblattspitze 344 auf der entsprechenden
Ventilauflage angeordnet ist. Das Einführen eines Schlauchs 5 zwischen
die Blattspitze 344 und die Ventilauflage dient somit zum
Anheben des Blatts 340 von der Auflage 570 weg
sowie dazu, den Sensorarm zum Ausführen einer Schwenkbewegung
um die Ventilschwenkachse 410 zu veranlassen.
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Dies dient zum Absenken der sich
nach hinten erstreckenden Ventilsensorfahne 342, um dadurch
den optischen Schalter 346 des Schlauchanwesenheitssensors
durch die Fahne 342 zu unterbrechen, die sich in dem Zwischenraum 348 des
optischen Schalters 346 des Schlauchanwesenheitssensors
bewegt und den dazwischen verlaufenden Lichtstrahl unterbricht,
wie dies in 17 gezeigt
ist. Eine Rückstellfeder 350 dient
zum Vorspannen des Schlauchsensorarms in eine Position, in der die
Schlauchsensorblattspitze 344 auf der zugehörigen Ventilauflage
aufliegt, falls der Schlauch 5 nicht vorhanden ist.
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DIE SCHLAUCHLADE-UNTERANORDNUNG
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Wie in den 18 und 19 gezeigt
ist, verwendet die Schlauchlade-Unteranordnung zwei Wellen, die dem
Chassis 14 zugeordnet sind. Bei diesen beiden Wellen handelt
es sich um die Schlauchlade-Steuerflächenwelle bzw. Nockenwelle 510 und
die Schlauchlade-Vorgelegewelle 512. Diese beiden Wellen 510, 512 bilden
in Verbindung mit der Ventilschwenkachse 410 die primären Bezugsstellen
für die
relativen Positionen der verschiedenen Anordnungen und deren zugeordneten
Elemente über
die gesamte Pumpe hinweg.
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Die Lagen dieser drei Wellen sind
in 3 dargestellt. Durch
Beziehen aller Punkte in der Pumpe auf diese drei Wellen und somit
auf das Chassis 14 läßt sich
die Pumpenkonstruktion ohne Notwendigkeit einer großen Vielzahl
verschiedener präzisionsgearbeiteter
Teile angeben, wobei die erforderliche Genauigkeit der fertigen
Anordnung aufrecht erhalten bleibt.
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Die Schlauchlade-Vorgelegewelle 512 bildet
eine Achse, um die sich alle von der Nockenwelle 510 angetriebenen
Teile mit Ausnahme der Ventile und der Gleitklemme drehen. In Richtung
stromaufwärts
entlang der Vorgelegewelle 512 handelt es sich bei dem äußersten
der dieser zugeordneten Elemente um die stromabwärtigen Schlauchladeklinken
bzw. Schlauchladefinger 514.
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Die stromabwärtigen Schlauchladeklinken
bestehen jeweils aus einem ringförmigen
Körper 516,
der dazu ausgebildet ist, sich auf der Schlauchlade-Vorgelegewelle 512 zu
bewegen, und der an dieser durch den zugehörigen wendelförmigen Stift 518 fixiert
ist, der sich durch den Klinkenring 516 und die Vorgelegewelle 512 hindurch
sowie in den gegenüberliegenden
Bereich des Rings hinein erstreckt, um dadurch die zugehörige Klinke 514 formschlüssig an
der Vorgelegewelle 512 zu fixieren. Von dem Klinkenring
oder der Klinkenhülse 516 erstreckt
sich der Klinkenarm 518 nach vorn. Der Klinkenarm weist
einen im wesentlichen linearen Bereich 520 sowie einen
bogenförmigen
Bereich 522 auf, die sich von der Klinkenhülse 516 nach
außen
und nach unten erstrecken.
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Die Formgebung des bogenförmigen Bereichs 522 der
Klinke 514 ist derart, daß bei vollständigem Absenken
der Klinke 514 der Schlauch 5 fest gegen die stromabwärtige Auflageplatte 500 verkeilt
ist und dadurch der Schlauch 5 zwischen der Klinke 514 und
der Auflageplatte 500 eingeschlossen ist.
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Genauer gesagt, es schneidet die
innere winkelige Oberfläche 526 der
Klinkenspitze 524 den Schlauch 5 in einem Winkel
von etwa 45 Grad in Bezug auf die Horizontale, so daß sie somit
betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, den Schlauch 5 nach unten und nach innen
gegen die Schlaucharretiereinrichtung 501 in der stromabwärtigen Auflageplatte 500 zu
drücken.
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Die Klinkenspitze 524 umfaßt mehrere
Bereiche. Die Innenseite der Spitze bildet eine horizontale Schlauchangreiffläche 525,
eine abgewinkelte Schlauchangreiffläche 526, eine vertikale
Schlauchfestlegefläche 528,
eine horizontale Schlauchfehllade-Aktivierungsfläche 530 sowie eine
nach außen
weisende Schlauchzurückweisfläche 532 an
ihrer Außenseite;
die vorstehend genannten Flächen
sind an dem Randbereich der Klinkenspitze angeordnet. Diese Flächen wirken
mit der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 zusammen.
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Die von der Schlauchladeklinkenspitze 524 gebildete
Konstruktion wiederholt sich an dem unteren Rand der oberen Pumpenbacke 220 und
dient einer identischen Funktion, wie dies im folgenden beschrieben wird.
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Wenn eine Bedienungsperson einen
Schlauch in die Pumpe 10 lädt und den Schlauchladezyklus
mittels eines geeigneten Betätigers
oder eines Steuerknopfes oder eines Schalters betätigt, werden
die Schlauchladeklinkenspitzen 524 über der Schlauchleitung 800 abgesenkt,
die in Kombination mit dem Absenken der oberen Backe 220 zum vollständigen Absperren
des Längsschlitzes
oder der Längsöffnung an
der Außenseite der
Schlauchleitung 8 dient.
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Falls ein Schlauch partiell in die
Pumpe 10 eingeführt
wird, jedoch insgesamt außerhalb
der Schlauchleitung 8 verbleibt, tritt die Schlauchzurückweisfläche 532 in
Kombi nation mit Aufnahmeschlitzen 582 in Betrieb, die ebenfalls
an der unteren Backe 222 vorhanden sind, um den Schlauch 5 aus
der Pumpe auszuwerfen.
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Falls ein Schlauch 5 teilweise
in die Schlauchleitung eingebracht und teilweise außerhalb
von dieser angeordnet wird, dient die Fehllade-Aktivierungsfläche 530 zum
Einklemmen des Schlauchs 5 zwischen der Fehllade-Aktivierungsfläche 530 und
dem zugehörigen
Bereich entweder der stromabwärtigen
Auflageplatte 500, der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 oder
der unteren Backe 220, um dadurch eine Fehlladedetektion auszuführen, wie
sie hierin beschrieben ist. Eine weitere bei der Ausbildung der
Klinkenspitze 524 ins Auge gefaßte Möglichkeit besteht darin, daß der Schlauch 5 in
die Schlauchleitung 8 eingeführt wird, jedoch noch nicht
vollständig
in Berührung
mit den Schlauchanschlägen 576 gezogen
ist.
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In diesem Fall dient die Schlauchfestlegefläche 528 zum
Ziehen des Schlauchs 5 nach hinten sowie in Berührung mit
den Schlauchanschlägen 576,
um somit ein korrektes Laden des Schlauchs auszuführen. Die Kombination
aus der Schlauchzurückweisfläche 532,
der Fehllade-Aktivierungsfläche 530 und
der Schlauchfestlegefläche 528 sorgt
für eine
scharfe Diskontinuität
zwischen den verschiedenen Möglichkeiten
für Ladeszenarien,
wie diese vorstehend beschrieben worden sind.
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Die vertikale Schlauchfestlegefläche 528 arbeitet
zusätzlich
in Kombination mit der abgewinkelten Schlauchangreiffläche 526 und
der horizontalen Schlauchangreiffläche 525, um den Schlauch 5 sicher
gegen die Schlauchanschläge 576 zu
halten und für
eine Verformung des Schlauchs 5 zu sorgen, indem die abgewinkelte
Fläche 526,
die horizontale Fläche 525 und
der Schlauchanschlag 576 zusammenwirken, um den Schlauch
sicher in der Schlauchleitung 8 zu verriegeln, wenn die
in Längsrichtung
verlaufende Schlauchleitungsöffnung
geschlossen ist, sowie um einen im wesentlichen vollflächigen Eingriff
des Schlauchs 5 mit den zugeordneten Sensoren zu schaffen.
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Die stromabwärtige Auflageplatte 500 oder
die entsprechende stromaufwärtige
Auflageplatte 800 sind vorzugsweise aus einem geformten
Kunststoff hergestellt, wie zum Beispiel aus glasverstärktem Polyphenylsulfid.
Die stromabwärtige
Auflageplatte 500 dient mehreren Funktionen.
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Die Schlauchlade-Lagerschale 502 schafft
einen Befestigungsbereich für
den Schlauchlade-Getriebezug.
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Getriebekasten-Seitenwände 503A dienen
zum Unterbringen des Schlauchlade-Zahnradsatzes 560, der
zwei schräg
verzahnte Zahnräder 562, 564 in
einer rechtwinkligen Anordnung aufweist, um Rotation von einem vorn
und einem hinten angebrachten Schlauchlademotor 550 auf
die quer verlaufende Schlauchlade-Nockenwelle 510 zu übertragen.
Das Getriebekastengehäuse
der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 weist ferner eine Nockenwellen-Hülsenlauffläche 566 auf,
die dazu dient, die stromabwärtige
Nockenwellenhülse 568 abzustützen, in
der sich die Nockenwelle bewegt.
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Der vordere Bereich der stromabwärtigen Auflageplatte 500 weist
die stromabwärtige
Ventilauflage 570 sowie die Temperatursensoröffnungen 572 und
das untere Luftsensor-Wandlergehäuse 574 auf.
Hinter diesen Bereichen befindet sich eine Vielzahl von Schlauchanschlägen 576,
die dazu dienen, den Schlauch 5 rückwärts abzustützen, um dadurch eine kontrollierte
Anpassung des Schlauchs 5 im geladenen Zustand zu schaffen.
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Hinter den Schlauchanschlägen 576 sieht
die stromabwärtige
Auflageplatte 500 ferner den stromabwärtigen Sensorschwenkschlitz 578 vor,
der zusammen mit einer zugehörigen
Vorrichtung dazu dient, die stromabwärtige Sensoranordnung korrekt
zu positionieren, wie dies im folgenden beschrieben wird.
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Die rückwärtige Barrierenwand 580,
die mit dem Chassis 14 zusammenwirkt, wirkt als Fluidbarriere zwischen
dem Schlauch 5 und den elektrischen Komponenten hinter
der rückwärtigen Barrierenwand 580.
Die rückwärtige Barrierenwand 580 ist
an dem Chassis 14 durch Befestigungseinrichtungen angebracht
und dient zusätzlich
als Befestigungspunkt für
den stromabwärtigen
Schlauchanwesenheitssensorschalter 346.
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Unter Rückkehr zu dem vorderen Rand
der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 ist eine Vielzahl von Schlauchladeklinken-Aufnahmeschlitzen 582 zu
sehen. Diese Klinkenschlitze 582 dienen in Kombination
mit den Schlauchladeklinken 514 und dem abgeschrägten vorderen
Rand 584 der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 zur Unterstüt zung eines korrekten Ladens
des Schlauchs 5 in die Pumpe 10, indem sich die
Klinken 514 anheben können
und den Schlauch nach hinten gegen die Schlauchanschläge 576 drücken können.
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In Richtung nach außen von
dem äußersten
der Klinkenaufnahmeschlitze 582 dient eine Schlauchfesthaltearretiereinrichtung
584 zum Festhalten des Schlauchs 5 in einer Position, in
der sich dieser während einer
anfänglichen
Plazierung des Schlauchs 5 in der Schlauchleitung 8 durch
die angehobenen Klinken 514 festlegen läßt, wobei diese Position definiert
ist durch die angehobenen Klinken 514 und die stromabwärtige Auflageplatte 500,
wenn sich die Schlauchladeanordnung in einem Zustand befindet, in
dem ein Laden des Schlauchs 500 möglich ist.
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Wie vorstehend erwähnt, treibt
der Schlauchlademotor 550 über eine Vielzahl von Zahnrädern die Schlauchlade-Nockenwelle 510 an.
Bei dem Schlauchlademotor 550 handelt es sich um einen
Gleichstrommotor. Der Schlauchlademotor 550 weist ferner
einen Drehzahluntersetzungs-Rädersatz 534 auf,
der betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, ausreichendes Drehmoment zum Drehen der Nockenwelle 510 entgegen
der darauf ausgeübten
Widerstandskraft zu schaffen, die von den damit in Berührung stehenden
und auf der Vorgelegewelle 512 angeordneten Komponenten
ausgeübt
wird.
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Die Schlauchlademotorwelle 536 erstreckt
sich von dem Schlauchlademotor 550 nach vorn und ist durch
die Schlauchlademotorhalterung 538 über eine darin vorhandene zentrale Öffnung 540 hindurch
geführt.
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Die Schlauchlademotorwelle 536 weist
eine darauf ausgebildete Flachstelle 542 auf, die betriebsmäßig dazu
ausgebildet ist, einen Sitz für
die Schlauchlade-Antriebsrad-Stellschraube 544 zu
bieten, die durch eine mit Gewinde versehene Stellschraubenöffnung 546 in
dem Schlauchlade-Antriebsrad 562 hindurch geführt ist,
um dadurch die Rotationsbewegung des Schlauchlade-Antriebsrads 562 auf
die der Schlauchlade-Motorwelle 536 festzulegen.
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Bei dem Schlauchlade-Antriebsrad 536 handelt
es sich um ein schräg
verzahntes Zahnrad, dessen Zähne
um den in Umfangsrichtung verlaufenden Randbereich dersel ben vorgesehen
sind. Diese Zähne
kämmen
mit entsprechenden Zähnen
auf der Fläche
des Schlauchlade-Nockenwellenzahnrads 564, um dadurch eine
senkrechte bzw. rechtwinklige Betätigung der quer verlaufend
angebrachten Nockenwelle 510 durch den in Längsrichtung
angebrachten Schlauchlademotor 550 zu ermöglichen.
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Das Schlauchlade-Nockenwellenzahnrad 564 befindet
sich mittels eines verschiebbaren Eingriffsstifts 588 in
lösbarem
Eingriff mit der Nockenwelle 510.
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Der Nockenwellen-Kopplungsstift 588 wirkt
mit einem Kopplungsschlitz 590 an der rückwärtigen oder nach innen weisenden
Fläche
des Nockenwellenzahnrads 564 zusammen. Der Kopplungsstift 588 ist
quer zu der Nockenwelle 510 in einem in Längsrichtung
erlaufenden Kopplungsstiftschlitz 592 angeordnet, der durch die
Nockenwelle 510 hindurch ausgebildet ist.
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Ein in Längsrichtung verlaufender Betätigerstift 594,
der koaxial in die Nockenwelle 510 eingeführt ist und
sich in endweiser Berührung
mit dem Kopplungsstift 588 befindet, dient zum selektiven
Einführen
und Ermöglichen
einer Entnahme des Kopplungsstifts 588 aus dem Eingriff
mit dem Kopplungsschlitz 590 an dem Nockenwellenzahnrad 564.
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Eine Vorspannfeder 596 ist
in der Nockenwelle 510 angeordnet und ist dem in Längsrichtung
verlaufenden Betätigungsstift 594 gegenüberliegend
vorgesehen. Das außenseitige
Ende 598 des Betätigungsstifts 594 ist
abgerundet, um eine Gleitberührung
damit durch die zugeordnete Komponente zu ermöglichen.
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Ein Handrad 600 bietet ein
Gehäuse
für eine
schwenkbare Kupplungslasche 602, die auf ihrer nach innen
weisenden Oberfläche
eine Kupplungssteuerfläche 604 aufweist,
die in Gleitberührung
mit dem außenseitigen
Ende 598 des Betätigungsstifts 594 steht.
Die Kupplungslasche 602 befindet sich im Inneren des Handrads 600 und
ist durch einen Kupplungslaschen-Schwenkstift 606 gelenkig
mit diesem verbunden.
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Im Betrieb führt eine Betätigung der
Kupplungslasche 502 durch Kippen derselben um den Kupplungslaschen-Schwenkstift 606 dazu,
daß die
Kupplungssteuerfläche 604 auf das
außenseitige
Ende 598 des Betätigungsstifts 594 auftrifft
und dieses niederdrückt,
so daß der
Betätigungsstift 594 dazu
veranlaßt
wird, sich entgegen der Kupplungsvorspannfeder 596 nach
innen zu bewegen sowie den Kupplungsstift 588 nach innen und
außer
Berührung
mit dem Kupplungsschlitz 590 in dem Nockenwellenzahnrad 564 zu
bewegen, so daß die
Nockenwelle 510 mittels des Handrads 600 frei
betätigt
werden kann, ohne daß eine
Drehung des Nockenwellenzahnrads 564 erfolgt.
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Bei der Nockenwelle 510 handelt
es sich um eine der drei primären
Bezugswellen, die in der Pumpe 10 vorhanden sind. Die Nockenwelle
stützt
zwei Verbund-Steuerflächeneinrichtungen
ab, die als stromabwärtige
Steuerflächeneinrichtung 610 und
stromaufwärtige
Steuerflächeneinrichtung 620 bezeichnet
werden.
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Die stromaufwärtige und die stromabwärtige Steuerflächeneinrichtungen 610, 620 umfassen
in Richtung von dem Chassis nach außen einen Nockenwellen-Stillstandsanschlag 612, 622,
eine Schlauchladeklinken-Steuerflächeneinrichtung 614, 624,
bei der es sich wiederum um eine zusammengesetzte Steuerflächen-einrichtung
handelt, und eine Ventillade-Steuerflächeneinrichtung 618, 628.
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Die Nockenwellen-Stillstandsanschläge 612, 622 wirken
mit den Chassis-Rotationseinrichtungsanschlägen 28, 30 zusammen,
um einen positiven Stopp für
die Nockenwellenrotation zu schaffen. Zugeordnete elektronische
Einrichtungen erfassen den Stillstandszustand des Schlauchlademotors 550 und
unterbrechen die Stromzufuhr zu diesem, wenn sich die Nockenwellen-Stillstandsanschläge 612, 622 während eines
anfänglichen
Indexzyklus der Schlauchladeanordnung in Berührung mit den Chassis-Rotationseinrichtungsanschlägen 28, 30 befinden,
woraufhin die Schlauchladeeinrichtung 550 in Kombination
mit dem Schlauchlade-Codierer 702, 704, 705 von
den Rotationseinrichtungsanschlägen 28, 30 zurückzählt und
unter der Steuerung von zugeordneter Software die Stromzufuhr zu
dem Schlauchlademotor 550 unterbricht, bevor die Stillstandsanschläge 612, 622 mit
den Chassis-Rotationseinrichtungsanschlägen 28, 30 in
Berührung
treten.
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In Richtung von den Nockenwellen-Stillstandsanschlägen 612, 622 nach
außen
dienen die Schlauchladeklinken-Steuerflächeneinrichtungen 614, 624 zum
Betätigen
der Schlauchladeklinken 514. Zusätzlich dazu weist jede der
Schlauchladeklinken-Steuerflächeneinrichtungen 614, 624 eine
Verriegelungsfläche 616, 626 auf,
die dazu dient, einen zweiten, starr angebrachten Hubfolger zu aktivieren,
der der Schlauchlade-Vorgelegewelle 512 zugeordnet ist,
um dadurch eine positive Fixierung der zugeordneten Elemente zu
schaffen, wenn die Vorgelegewelle 512 das Ende ihrer Bewegung
erreicht.
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Außerhalb von den Klinken-Steuerflächeneinrichtungen 614, 624 befinden
sich die Ventillade-Steuerflächeneinrichtungen 618, 628.
Diese Steuerflächeneinrichtungen
dienen zum Heben der Ventile 512, 514 während des
Ladevorgangs aus der Schlauchleitung 8 heraus. Die Ventillade-Steuerflächeneinrichtungen
erzielen diese Hubbewegung in Zusammenwirkung mit den Ventilladefortsätzen 440,
wie dies vorstehend beschrieben wurde.
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Ganz außen auf der Nockenwelle 510 befinden
sich die Sensorarm-Steuerflächeneinrichtungen 630, 632.
Die stromabwärtige
Sensorarm-Steuerflächeneinrichtung 630 weist
eine einzige Oberfläche
auf und ist betriebsmäßig dazu
ausgebildet, den stromabwärtigen
Sensorarm anzuheben oder abzusenken.
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Bei der stromaufwärtigen Sensorarm-Steuerflächeneinrichtung 632 handelt
es sich jedoch um eine zusammengesetzte Sensoreinrichtung, die eine
Sensorarm-Betätigungsfläche 634 aufweist
und außerhalb
davon sowie einstückig
damit die Gleitklemmen-Ladekurbel 650 aufweist.
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Alle der Nockenwelle 510 zugeordneten
Steuerflächeneinrichtungen
sind durch Spiralstifte an dieser befestigt, die quer durch die
Naben der verschiedenen Steuerflächeneinrichtungen
sowie durch die Nockenwelle 510 hindurch getrieben sind.
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Die Schlauchlade-Vorgelegewelle 510 stützt alle
der Ladeelemente ab, die in Verbindung mit der Plazierung des Schlauchs 5 in
der Schlauchleitung 8 vorgesehen sind. Zusätzlich dazu
dient die Vorgelegewelle zum schwenkbaren Abstützen von weiteren Elementen,
die mit anderen Geschwindigkeiten als die Schlauchladeklinken 514 angetrieben
werden. Ganz innen entlang der Vorgelegewelle 512, wobei
ganz innen den Bereich näher
bei dem Chassis 14 bezeichnet, befinden sich die oberen
Backenklinken 652, 654.
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Die oberen Backenklinken sind in
eine obere Position vorgespannt, und zwar mittels wendelförmiger Vorspannfedern 656,
die um die Vorgelegewelle 512 gewickelt sind und mit ihrem
einen Ende an den Torsionsfederanschlägen 45 und 47 eingehakt
sind, die den Schlauchlade-Vorgelegewellenöffnungen 44, 46 zugeordnet
sind. Das andere Ende der Vorspannfeder 556 ist an dem
jeweiligen oberen Backenträger 652, 654 eingehakt.
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Jeder der oberen Backenträger 652, 654 weist
ferner einen sich nach vorn erstrekkenden Armbereich 658 auf,
der ein nach unten gerichtetes Ende 660 besitzt. Der sich
nach vorn erstreckende Armbereich 658 ist in Kombination
mit einer Verbindungsstange 662 der oberen Backe dazu ausgebildet,
die obere Pumpenbacke 220 abzustützen.
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Die sich nach unten erstreckenden
Enden 60 der oberen Backenträger 652, 654 bilden
ferner eine spezielle Schlauchlade-Spitzenform, wie dies in der
Beschreibung der Schlauchladeklinken 514 beschrieben ist.
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Rückwärts von
dem sich nach vorn erstreckenden Armbereich 658 ist ein
Federschlitz 664 in dem oberen Backenträger 652, 654 ausgebildet
und betriebsmäßig dazu
ausgebildet, die zugehörigen
Torsionsfedern 656 darin festzuhalten. Ferner ist in den
oberen Backenträgern 652, 654 ein
gegabelter zentraler Bereich 667 ausgebildet, der dazu
ausgebildet ist, die Verriegelungseinrichtungen 668 des
oberen Backenträgers
in dem Zwischenraum des gegabelten zentralen Bereichs 667 des
zugeordneten oberen Backenträgers 652, 654 festzuhalten.
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Rückwärts von
dem zentralen Bereich 667 ist in einem Steuerflächenfolgerarm 670 des
oberen Backenträgers
eine Steuerflächenfolgeröffnung 672 des
oberen Backenträgers
ausgebildet, die dazu ausgebildet ist, die Steuerflächenfolger 674 des
oberen Backenträgerarms
aufzunehmen. Die Steuerflächenfolger 674 der oberen
Backe sind in den Steuerflächenfolgeröffnungen 672 der
oberen Backe verschiebbar festgehalten und durch eine Vorspannfeder 675 entgegen
den Schlauchladeklinken-Steuerflächeneinrichtungen 614, 624 vorgespannt.
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Der Zweck hiervon besteht darin,
daß falls
ein Schlauch 5 unter der oberen Backe 220 oder
den Klinken 514 fehlerhaft geladen wird, ein der Position
der oberen Backe 220 zugeordneter Sensor in Kombination mit
einem Schlauchlade-Codierer 702, 704, 705,
der der Schlauchlademotorankerwelle 701 zugeordnet ist, feststellt,
daß die
obere Backe 220 und die Vorgelegewelle 514 ihre
Bewegung beendet haben, während
der Schlauchlademotor seine Rotationsbewegung fortsetzt, während der
Freiraum zwischen dem Steuerflächenfolgerarm 670 des
oberen Backenträgers
und dem sich radial erstreckenden Sitz 676 des Steuerflächenfolgers 674 der
oberen Backe geschlossen wird.
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Eine elektronische Erfassungsschaltung
zeichnet diese Differenz-Bewegung auf und veranlaßt den Schlauchlademotor 550 zum
Umkehren seiner Rotationsbewegung, so daß die obere Backe 220 und
die Schlauchladeklinken 514 geöffnet werden und dadurch der
Schlauch 5 ausgestoßen
wird.
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Zum Gewährleisten einer abschließenden feststehenden
Ausrichtung der oberen Backe 220 und der anderen Anordnungen,
die von der Vorgelegewelle 514 angetrieben werden, bewegt
sich der Verriegelungsfolger 668 auf den Verriegelungsflächen 616, 626 der
Schlauchladeklinken-Steuerflächeneinrichtung
oder der Vorgelegewellen-Antriebssteuerflächeneinrichtung 614, 624 nach
oben und wird relativ zu dem oberen Bakkenträgerarm 652, 654 mittels
Stellschrauben 680 verstellbar fixiert. Die oberen Backenträger werden
an der Vorgelegewelle 512 mittels Spiralstiften fixiert,
um eine gemeinsame Rotation derselben hervorzurufen.
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Wie in 16 zu
sehen ist, befinden sich in Richtung von den oberen Backenträgerarmen
nach außen die
Ventilfederfesthalteeinrichtungen 450. Außenseitig
von den Ventilfederfesthalteeinrichtungen 450 befindet sich
die innerste der Schlauchladeklinken 514, wie dies vorstehend
erläutert
worden ist.
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Der stromaufwärtige und der stromabwärtige Sensorträgerarm 690 sind
der Vorgelegewelle 512 zugeordnet sowie um diese drehbar.
Da der Schlauch 5 vollständig in die Schlauchleitung 8 geladen
werden muß, bevor
die zugeordneten Sensoren zur Anwendung kommen, wird der Sensorträgerarm 690 durch
eine separate und verzögerte
Steuerflächeneinrichtung
in Bezug auf die Wirkung der restlichen Komponenten betätigt, die
an der Vorgelegewelle 512 angebracht sind. Jedem der Sensorträgerarme 690 ist
ein sich nach unten erstreckender Sensorarm-Steuerflächenfolger 692 zugeordnet,
dem eine nach unten vorgespannte Feder 694 zugeordnet ist.
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An einem zentralen Bereich des Sensorträgerarms 690 sowie
in im wesentlichen gegenüberliegender Berührung mit
der Sensorarm-Steuerflächeneinrichtung 630, 632,
befindet sich die Sensorarm-Öffnungsfeder 696,
bei der es sich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel um eine Blattfeder
handelt. Diese Anordnung erlaubt sowohl das Öffnen als auch das Schließen der
Sensoranordnung, die dem stromaufwärtigen oder dem stromabwärtigen Sensorträgerarm 690 zugeordnet
ist, jeweils mittels einer einzigen Steuerflächeneinrichtung.
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Wie in 16 zu
sehen ist, weist der Sensorarm 690 ferner ein vorderes
gegabeltes Ende 698 auf, das in Kombination mit einem durch
diesen hindurch geführten
Sensorhandhabungsstift 799 betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, die
zugeordnete Sensor-Unteranordnung
abzustützen.
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DER SCHLAUCHLADE-UNTERANORDNUNG
ZUGEORDNETE SENSOREN
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Wie vorstehend erwähnt, ist
dem Sensorarm 690 der Schlauchlade-Unteranordnung eine
Vielzahl von Sensoren zugeordnet. Bei dem stromabwärtigsten
dieser Sensoren handelt es sich um die Ultraschall-Lufterfassungsvorrichtung
oder Wandlervorrichtung 728, wie diese in 22 dargestellt ist. Der Ultraschallwandler 728 wirkt
zusammen mit einem zweiten Wandlerelement, das sich in der stromabwärtigen Auflageplatte 500 befindet,
wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Der Ultraschallwandler 728 ist
in einem zusammengesetzten schwenkbaren Gehäuse 720 untergebracht.
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Dieses Sensorgehäuse 720 weist einen
in Längsrichtung
gespaltenen Gehäusekörper auf,
der einen Wandlerhohlraum 724 beinhaltet. Ferner weist
das Gehäuse 720 einen im
wesentlichen horizontal, axial verlaufenden Aufhängungsschlitz 722 auf,
der wiederum einen ovalen Verbindungsring 725 besitzt,
der durch eine im wesentlichen ovale und sich in Längsrichtung
erstreckende Sensorarm-Stiftfesthalteeinrichtung 723 gebildet
ist. Der Aufhängungsschlitz 722 dient
zum Festlegen des Sensorhandhabungsstifts 799, während der
Sensoranordnung 720 eine Bewegung vorwärts und rückwärts in Relation dazu ermöglicht wird.
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Die Sensoranordnung 720 ist
ferner festgelegt durch den vertikal angeordneten Sensorarm-Schwenkschlitz 578 in
Kombination mit dem Sensorgehäuse-Hubstift 721,
der in Hubstiftöffnungen 726 und 746 unter Ermöglichung
einer vertikalen axialen Bewegung desselben festgehalten ist, so
daß der
Sensor 720 über
die Oberseite des Schlauchs 5 rollen oder gegen diese kippen
kann, wenn die Sensorarm-Steuerflächeneinrichtung 630 die
im wesentlichen nach unten gehende Bewegung des vorderen gegabelten
Endes des Sensorarms 690 auslöst. Diese Fähigkeit zum Rollen über den
Schlauch 5 oder umgekehrt dazu zur Ausführung einer Kippbewegung in
Bezug auf den Schlauch 5 ermöglicht dem Sensorgehäuse 720,
in im wesentlichen vertikalen Druckkontakt mit dem Schlauch 5 zu
gelangen.
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Dadurch kann der Schlauch gleichmäßig über die
Frontseite des zugehörigen
Sensors ausgelegt oder gedehnt werden, so daß sowohl ein volumetrisches
Gefälle
als auch ein Belastungsgefälle
in dem Schlauch 5 unter dem zugehörigen Sensor eliminiert wird
und dadurch wiederum die Ansprechgenauigkeit des dem Gehäuse 720 zugeordneten
oder mit diesem verbundenen Sensors verbessert wird. Im wesentlichen
alle der Sensoren, die dem Sensorarm 690 zugeordnet sind
oder von diesem betätigt
werden, führen
die vorstehend beschriebene Bewegung aus, um das vorstehend erläuterte Resultat
zu erzielen.
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Der nächste Sensor, der sich innenseitig
von dem Lufterfassungs-Ultraschallwandler 720 befindet,
ist der stromabwärtige
Drucksensor, der in dem Gehäuse 734 angeordnet
ist. Der eigentliche Sensor weist eine ziemlich standardmäßige Vollbrückenanordnung
an einem Biegeträger 740 auf.
Der Biegeträger 740 wird durch
einen Erfassungsfuß 730 betätigt, der
eine im wesentlichen halbkugelförmige
Spitze 738 aufweist.
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Die halbkugelförmige Spitze 738 ist
von einer konischen Erweiterung des Gehäuses 734 umgeben. Die
Biegbarkeit des Biegeträgers 740 wird
durch einen Sitzstift 742 und eine Versteifungseinrichtung 744 in Verbindung
mit einer Sensorfuß-Befestigungseinrichtung 743 kontrolliert.
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Die halbkugelförmige Fußspitze 738 weist
in Kombination mit einer konischen umfangsmäßigen Umschließung derselben
zur Erzielung von maximaler Genauigkeit das Erfordernis auf, daß die Kombination
aus der Fußspitze 738 und
der konischen Umschließung
in einer im wesentlichen senkrechten Ausrichtung zu dem Schlauch 5 auf
diesem plaziert wird, wobei dies unter Verwendung einer zusammengesetzten
Kippenanordnung erreicht wird, wie dies vorstehend beschrieben worden
ist, die dem Wandlergehäuse 720 zugeordnet
ist, wie dies in 21 gezeigt
ist.
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Bei diesem Sensor, der sich an den
Ultraschalldetektor 720 anschließt, wird dessen Kippbewegung durch
den Hubstift 721 und den ovalen Kippenschlitz 722 des
Wandlergehäuses 720 hervorgerufen.
-
Der entsprechende stromaufwärtige Drucksensor,
der sich in dem Gehäuse 750, 760 befindet,
schafft eine im wesentlichen ähnliche
Ausbildung, mit der Abweichung, daß die Kippenanordnung einheitlich
mit den Gehäusehälften 750, 760 ausgebildet
ist und der diesen zugeordnete Kippenschlitz als stromaufwärtiger Schlitz 758 bezeichnet
wird, der in der stromaufwärtigen
Kippenhandhabe 756 gebildet ist, die ovale Einsätze 754 beinhaltet
und ferner einen separaten Hubstift 752 aufweist, der sich
in einem zugeordneten vertikalen Schlitz 810 in der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 bewegt.
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Ferner ist der Schlauchladeanordnung
der Schlauchlade-Motorcodierer zugeordnet, wie dieser vorstehend
erläutert
worden ist. Der Codierer weist ein Codierer-Flügelrad 702 auf, das
bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
eine Schlauchlade-Codiererflügelradnabe 702A und
eine Vielzahl von Flügeln 702E aufweist, wobei
dahinter der Schlauchladecodierer-Stützkragen 703 angeordnet
ist, der zum Abstützen
der optischen Schalter 704, 705 des Schlauchladecodierers
dient und an dem Motor 550 über die Quetschklemme 708 angebracht
ist und ferner die gedruckte Schaltungsplatte 707 der optischen
Schalter abstützt.
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Die stromabwärtige Auflageplatte 500 dient
auch zum Abstützen
einer Vielzahl von Temperatursensoren, die aus Thermistoren 754T und 755T bestehen,
die mittels Dichtungen 760T an der stromabwärtigen Auflageplatte 500 angebracht
sind und durch die Thermistorabstützung 762T von unten
her abgestützt
sind.
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DIE GLEITKLEMMENLADE-UNTERANORDNUNG
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Die Gleitklemmenlade-Unteranordnung
und deren zugehörige
Sensoren sind im allgemeinen der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 zugeordnet.
Die stromaufwärtige
Auflageplatte 800 weist eine nach hinten weisende Fluidbarrierenwand 801 auf,
die durch Befestigungseinrichtungen mit dem Chassis 14 verbunden ist.
Die Fluidbarrierenwand 801 dient zusammen mit der Rückwand des
Chassis und der Rückwand
der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 zum wirksamen Abdichten der elektronischen
Anordnungen gegen Eindringen von Fluiden.
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In spiegelbildlicher Ausbildung zu
der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 ist auf der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 ferner
eine Rohrkippabschrägung 812 ausgebildet.
Mit der im wesentlichen identischen Abschrägung auf der dem Pendler zugewandten
Innenseite der stromabwärtigen
Auflageplatte 500 trägt
die stromaufwärtige
Rohrkippabschrägung 812 einer
Vorwärtsverschiebung
des Schlauchs Rechnung.
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Der nach vorn weisende Rand der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 bildet
ferner eine Vielzahl von Schlauchladeklinken-Aufnahmeschlitzen 803,
die funktionsmäßig mit
den Schlauchladeklinken-Aufnahmeschlitzen 582 identisch
sind. Ferner weist die stromaufwärtige
Auflageplatte eine ähnliche
nach vorn weisende Abschrägung
wie die Abschrägung 584 der
stromabwärtigen
Auflageplatte auf.
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Außerdem sind auf der stromaufwärtigen Auflageplatte
die stromaufwärtige
Ventilauflage 805 sowie eine Vielzahl von Schlauchanschlägen 809 mit ähnlicher
Funktion wie die Schlauchanschläge 576 ausgebildet, die
der stromabwärtigen
Auflageplatte
500 zugeordnet sind. Die stromaufwärtige Auflageplatte
wird ferner von dem stromaufwärtigen
Ende der in dem Träger 807 befindliche
Schwenkachse 410 abgestützt.
-
Weiterhin ist das stromaufwärtigste
Ende der stromaufwärtigen
Auflageplatte 800 an ihrem äußeren Umfangsrand mit einer
stromaufwärtigen
Schlauchfesthalte-Arretiereinrichtung 842 ausgebildet,
die funktionsmäßig mit
der entsprechenden stromabwärtigen
Schlauchfesthalte-Arretiereinrichtung 584 identisch ist
und mit dieser zusammenarbeitet. Ferner ist auf der Basis der stromaufwärtigen Auflageplatte 800 eine
Gleitklemmen-Ladenut 856 ausgebildet. Diese Nut dient in
Kombination mit dem in dem Gleitklemmenträger 814 vorgesehenen
oberen Gleitklemmenkanal 824 zum Festlegen der Gleitklemme 895,
durch die sich der Schlauch 5 hindurch erstreckt.
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Ferner ist in dem Gleitklemmenkanal 824 eine
Vielzahl von Gleitklemmen-Festlegestiften 824A, 824B vorhanden,
die dazu dienen, in Kombination mit einer asymmetrischen Gleitklemme 895 eine
bevorzugte Orientierung der Gleitklemme 895 zu schaffen
und somit, da die Gleitklemme 895 bereits auf dem Schlauch 5 vorgesehen
ist, eine bevorzugte Laderichtung des Schlauchs 5 in die
Pumpe 10 zu schaffen.
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Die Gleitklemmen-Ladeanordnung wird
von der Nockenwelle 510 angetrieben und durch die Gleitklemmen-Ladekurbel 650 betätigt. In
die Gleitklemmen-Ladekurbel 550 ist ein Gleitklemmen-Ladekurbelstift 804 eingesetzt,
auf dem eine Gleitklemmen-Betätigungshülse 802 läuft. Die
Rotation dieser Kurbel wird in eine im wesentlichen lineare Bewegung
umgewandelt, und zwar durch die zusammenarbeitende Bewegung der Gleitklemmen-Betätigungshülse 802 und
des Gleitklemmenläufers 815 mittels
der Bewegung der Gleitklemmen-Betätigungshülse 802 und der Gleitklemmenläufer-Hülsenlauffläche 813.
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Der Gleitklemmenläufer 815 sorgt in
Zusammenwirkung mit dem Gleitklemmen-Greiferstift 826 für eine im
wesentlichen nach vorn und nach hinten gehende Bewegung der Gleitklemmen-Greifer 820, 830,
die betriebsmäßig dazu
ausgebildet sind, die Gleitklemme 895 zu greifen und lösbar festzuhalten.
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Die Gleitklemmen-Greifer 820, 830 sind
in einer wesentlichen scherenartigen Anordnung relativ zueinander
vorgesehen und sind in dem Gleitklemmen-Greifergehäuse 832 angeordnet,
das betriebsmäßig dazu ausgebildet
ist, eine nach vorn und nach hinten gehende Bewegung der Gleitklemmen-Greifer 820, 830 darin zu
ermöglichen.
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Die Schlauchladeklinken dienen ferner
zum Anheben der Gleitklemmenabschirmung 811. Dadurch ist sichergestellt,
daß die
Gleitklemme 895 nicht unbeabsichtigterweise von der Pumpe 10 entfernt
wird, da die Position des Gleitklemmenläufers 815 vorsieht,
daß die
Abschirmung oder das Schild 811 sich in einer abgesenkten
Position befindet, wenn die Pumpe 10 in Betrieb ist, um
dadurch ein Entfernen der Gleitklemme aus der Gleitklemmennut 856 auszuschließen.
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Wie vorstehend erwähnt, ist
die Gleitklemme 895 dazu ausgebildet, von den Gleitklemmen-Greifern 820, 830 gegriffen
zu werden. Erreicht wird dies durch Zusammenwirkung zwischen der
Gleitklemme 895, in die Arretiereinrichtungen oder greifbare
Elemente eingebracht sind, sowie der Gleitklemmenlade-Greiferspitzen 820, 822,
die im wesentlichen nach Art von Widerhaken ausgebildet sind, um
das Festhalten der Gleitklemme 895 sicherzustellen, wenn
sich die Greifer im Eingriff befinden.
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Im Betrieb wirkt die Gleitklemmen-Ladeeinrichtung
mit der Schlauchladeanordnung zusammen, um ein korrektes Laden des
Schlauchs 5 und der zugeordneten Gleitklemme 895 sicherzustellen.
Nachdem sich die Schlauchladeklinken 514 um den Schlauch 5 geschlossen
haben, schließt
sich die Gleitklemmen-Ladeanordnung, genauer gesagt die Gleitklemmen-Greifer 820, 830,
um die Gleitklemme, die um den Schlauch 5 angeordnet ist
und sich in der Gleitklemmennut 856 befindet.
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Wenn sich die Klinken 814 schließen und
sich die obere Backe 220 in ihre Betriebsposition nach
unten bewegt sowie anschließend
an das Absenken der Ventile 412, 414 zum Abschließen des
Schlauchs 5 ziehen die Greifer 820, 830 die
Gleitklemme 895 in die Gleitklemmennut 856 hinein,
um dadurch die Gleitklemme zu öffnen,
während
diese an dem Schlauch 5 vorbeigleitet, der durch die stromaufwärtigen Schlauchanschläge 844 festgehalten
wird.
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Die Steuerflächenanordnung zwischen den
Ventillade-Steuerflächenlaufbereichen 120, 122 und
den Schlauchlade-Steuerflächen
stellt sicher, daß die
Gleitklemme durch eine Umkehrung der vorstehend genannten Bewegung
der Gleitklemme 895 in Bezug auf den Schlauch 5 geschlossen
wird, bevor der Schlauch in einem Zustand ist, der ein Entfernen
desselben aus der Schlauchleitung 8 ermöglicht.
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DER GLEITKLEMMEN-LADEEINRICHTUNG
ZUGEORDNETE SENSOREN
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Der Gleitklemmen-Ladeeinrichtung
sind zwei primäre
Sensoren zugeordnet. Der erste dieser Sensoren befindet sich in
der stromaufwärtigen
Auflageplatte 800 um die Gleitklemmennut 856.
Dieser Sensor wird als Gleitklemmen-Positioniersensor bezeichnet.
Der Gleitklemmen-Positioniersensor ist auf der Sensorbasis 880 angeordnet.
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Auf der Sensorbasis 880 sind
zwei lichtemittierende Dioden 872 und 876 vorhanden,
die in einer vorderen und hinteren Anordnung auf einer ersten Seite
der Gleitklemmennut 856 positioniert sind. Den lichtemittierenden
Diode 872, 876 über die Gleitklemmennut 856 hinweg
diametral gegenüberliegend
befindet sich ein einsprechendes Paar von Fotozellen 870, 874.
Die Fotozellen 870, 874 sind ebenfalls in einer
vorderen und hinteren Anordnung vorgesehen, so daß sie mit
den Dioden 872, 876 ausgefluchtet sind.
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Die Dioden 872, 876 emittieren
Licht in ein erstes oder übertragendes
Paar von Lichtrohren 864, 868, die sich auf einer
Seite der Gleitklemmennut 856 über die stromaufwärtige Auflageplatte 800 nach
oben erstrecken. Die Lichtrohre 868, 864 enden
in inneren Reflexionsflächen 863 mit
einem Winkel von 45 Grad, wobei diese Flächen dazu dienen, den Ausgang
der Dioden 872, 876 in quer verlaufende Strahlen
quer zu der Gleitklemmennut 856 umzulenken, und zwar auf
einer geeigneten Höhe,
damit die Strahlen eine in der Nut 856 vorhandene Gleitklemme 895 schneiden.
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Ein entsprechender Satz von empfangenden
Lichtrohren 860, 862 jenseits bzw. gegenüber von
den übertragenden
Lichtrohren 864, 668 dient zum Empfangen des von
den Dioden 872, 876 ausgesendeten Lichtstrahls
sowie zum Übertragen
desselben zu den empfangenden Fotozellen 870, 874,
um dadurch die Lichtquellen und die Sensoren in Fotokommunikation
zu bringen. Die empfangenden Lichtrohre 850, 862 weisen ebenfalls
innere Reflexionsflächen 863 mit
einem Winkel von 45 Grad auf, die zu denen der übertragenden Lichtrohre 864, 868 entgegengesetzt
angeordnet sind.
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Im Betrieb dienen die Gleitklemmensensoren
zum Identifizieren sowohl der Position als auch der Anwesenheit
einer Gleitklemme 895 in der Gleitklemmenlade-Unteranordnung.
Die beiden Sensorsätze,
die der äußeren Fotozelle 874 und
der inneren Fotozelle 870 entsprechen, arbeiten zusammen,
um die Position der Gleitklemme 895 in der Lade-Unteranordnung
exakt anzuzeigen.
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Genauer gesagt, es bestimmen die
beiden Sensoren 874 und 870 die Lage der Gleitklemme 895 in Abhängigkeit
von der nachfolgend genannten Wahrheitstafel, in der hoch einen über die
Gleitklemmennut 856 hinweg übertragenen Strahl bezeichnet
und niedrig einen Zustand bezeichnet, in dem ein bestimmter Strahl nicht
empfangen wird.
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Wie aus dieser Tafel zu sehen ist,
ermöglicht
die Dualität
der Sensoranordnung nicht nur eine Detektion der Anwesenheit oder
Abwesenheit der Gleitklemme 895 sondern auch eine Feststellung
der Position derselben innerhalb der Gleitklemmennut 856,
und da sich der Schlauch 5 in einer feststehenden Position
in der Schlauchleitung 8 befindet, wird auch eine Angabe
des Zustands der Gleitklemme 895, nämlich geöffnet oder geschlossen, geschaffen.
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In Verbindung mit der Gleitklemmenlade-Unteranordnung
dient ein Mikroschalter 882 in Kombination mit einem Betätigen 882A,
der durch den Kurbelstift 804 betätigt wird, zum Feststellen
des Betriebs der Schlauchlade-Nockenwelle 510 mittels des
Handrads 600, wobei zugeordnete elektronische Einrichtungen
einen Alarm registrieren, wenn das Handrad 600 gedreht
wird.
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DAS PUMPENGEHÄUSE
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Bei der letzten der wesentlichen
Unteranordnungen, die der Pumpe 10 zugeordnet sind, handelt
es sich um das Pumpengehäuse 900.
In allgemeiner Hinsicht ist das Gehäuse 900, wie auch
die Pumpenanordnung 10, vertikal stapelbar ausgebildet,
um in einer alternativen Ausführungsform
ein Antreiben einer Vielzahl von Pumpen 10 mittels eines
einzigen zugeordneten Steuermoduls zu ermöglichen.
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Das Pumpengehäuse 900 sieht eine
Befestigungs- und Fixierstelle für
den Motorhalterungsbügel 955 vor,
der dazu dient, den Pumpenmotor 24 und den Schlauchlademotor 550 abzustützen, die
in elastischen Durchführungstüllen 960, 965 gehaltert
sind, denen Rotationsbewegung unterdrückende Vertiefungen 970, 972 zugeordnet
sind, die dazu dienen, die beiden Motoren 24, 550 sicher
zu halten und torsionsmäßige Vibration
derselben durch das Zusammenwirken der Vertiefungen 970, 972 und
der entsprechenden, in die Vertiefungen eingreifenden Rippen 972A, 972B zu
unterdrücken.
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Das Gehäuse 900 besteht ferner
aus einem Schlauchleitungs-Zugangsschlitz 904, der ein
stromaufwärtiges
Ende 902 und ein stromabwärtiges Ende 901 aufweist,
wobei sowohl das stromaufwärtige
Ende 902 als auch das stromabwärtige Ende 901 geometrisch
dazu ausgebildet sind, Auffangschleifen in dem Schlauch 5 mittels
einer nach unten abgewinkelten Orientierung von jedem der Schlauchleitungs-Zugangsschlitzenden 901, 902 zu
bilden.
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Diese geometrische Ausbildung der
Schlauchleitungs-Schlitzenden 901, 902 dient zum
Sicherstellen einer Anpassung des Schlauchs 5, wobei dies
dazu dient, ein Eindringen von Fluiden in die Pumpe 10 auf Grund
von Leckagen zu verhindern, die in Verbindung mit Fluidzufuhrkomponenten
außerhalb
von der Pumpe 10 auftreten. Ferner ist in dem Gehäuse 900 eine
Zugangsöffnung 906 ausgebildet,
in der das Schlauchlade-Nockenwellenhandrad 600 aufnehmbar
ist, um auf diese Weise einen Zugang für eine Bedienungsperson zu
schaffen.
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SCHLUSSBEMERKUNG
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Die vorliegende Beschreibung des
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung gibt das derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiel
wieder und soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht weiter
begrenzen als der Umfang der beigefügten Ansprüche, wobei weitere und äquivalente
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in den beanspruchten Elementen der vorliegenden
Erfindung ausdrücklich
mit umfaßt
sein sollen.