DE2043551B2

DE2043551B2 - Drosselklemme für Plastikrohre

Info

Publication number: DE2043551B2
Application number: DE2043551A
Authority: DE
Inventors: Marvin Encino Calif. Adelberg (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1979-03-15
Also published as: DE2043551A1; CA926371A; NL7013172A; DE2043551C3; IL35241A0; US3685787A; NL165936B; CH535915A; SE368739B; ES383303A1; GB1319090A; BE888889Q; IL35241A; FR2061049A5

Description

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Die Erfindung betrifft eine Drosselklemme für Plastikrohre, mit einem einen U-förmigen Karvil aufweisenden Grundkörper, wobei die Basis des Kanals als Klemmflache ausgebildet ist, und einem rollenförmigen Klemmorgan, das in den Schenkelabschnitten des Kanals parallel zur Klemmfläche verschiebbar geführt ist.

Drosselklemmen der vorgenannten Art werden in der Medizin bei der parenteralen . Verabreichung von Flüssigkeit zum Einregulieren der durch ein flexibles Plastikrohr strömenden Flüssigkeitsmenge verwendet. Aus hygienischen Gründen wird die Drosselklcmmc samt zugehörigem Plastikschlauch nach einmaligem Gebrauch weggeworfen. Es besieht daher Bedarf für eine einfache und trotzdem zuverlässig arbeitende Drosselklemmc

Aus der US-PS 31 67 299 ist bereits eine Drossclklemme für Plastikrohre bekannt, bei der das Plastikrohr in einen länglichen Klemmschlitz gezwängt und dadurch mehr oder minder platt zusammengequetscht wird. An der Quetschstelle stehen sämtliche Bereiche des Plastikrohres unter Verformungsspannungen, die einen Kaltfluß des Plastikmaterials hervorrufen, so daß sich im Laufe der Zeit der eingestellte Durchflußquerschnitt ändert. Zum Ausgleich von infolge von Kaltfluß auftretenden Änderungen des Durchflußquerschnitts ist bei der Drosselklemme nach der US-PS 31 67 299 eine

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65 Feinverstellung zur Nachregulierung des Durchflußquerschnittes vorgesehen.

Bei einer aus der US-PS 34 77 454 bekannten Drosselklemme wird das Plastikrohr teilweise in einen Klemmschlitz gezwängt und dadurch vollständig abgequetscht, während der außerhalb des Klemmschlitzes befindliche Teil des Plastikrohres zur Einstellung des Durchflußquerschnittes verformt wird. Auch hier wird der Durcliflußquerschnitt von einem deformierten Rohrbereich umschlossen, in dem daher aufgrund der einwirkenden Deformationskräfte Fließerscheinungen auftreten, die eine Veränderung des eingestellten Durchflußquerschnittes zur Folge haben.

Auch bei der aus der US-PS 32 06 157 bekannten Drosselklemme, bei der ein Klemmorgan zur Einstellung des Durchflußquerschnittes eines Plastikrohres in Längsrichtung des Plastikrohres verschiebbar ist, wird das Rohr zur Einstellung des Durchflußquerschnittes platt zusammengedrückt, so daß sämtliche U,nfangsbereiche des zusammengequetschten Rohres unter dem Einfluß von Verformungskräften stehen, die Kaltfluß zur Foige haben.

Bei den bisher bekannten Drosselklemmen zum Regulieren der Flüssigkeitsströmung durch ein flexibles Plastikrohr muß zur Aufrechterhaltung eines konstanten Durchflußquerschnittes ständig nachreguliert werden, um die infolge von Kaltfluß des Plastikm.aterials an der Quetschstelle auftretenden Änderungen des Durchflußquerschnittes auszugleichen.

Aus dem ES-Gbm 1 08 209 ist eine Drosselklemme der eingangs genannten Art bekannt, die jedoch nicht für Plastikrohre, sondern vielmehr für elastische Rohre gedacht ist, bei denen beim Zusammenquetschen die Elastizitätsgrenzen nicht überschritten werden, so daß kein Kaltfluß auftritt. Zur exakten Steuerung des Durchflußquerschnittes des elastischen Rohres ist in der Klemmflache eine sich in Längsrichtung derselben erstreckende Nut mit kontinuierlich sich ändsrnder Querschnittsfläche vorgesehen. Eine in der Klemmfläche vorgesehene Erhöhung, die sic^vi euer zur Längsrichtung der Klemmfläche erstreckt, ermöglicht bei entsprechender Verschiebung des Klemmorgans ein vollständiges Zusammenklemmen des elastischen Rohres.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drosselklemme für Plastikrohre zu schaffen, bei der der einmal eingestellte Durchflußquerschnitt über längere Zeit im wesentlichen erhalten bleibt, so daß sich eine Überwachung sowie gegebenenfalls Nachregulierung des Durchflußquerschnittes erübrigt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Drosselklemme der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet ist Hurch die Kombination folgender Merkmale:

a) in der Klemmflache ist eine sich in Längsrichtung derselben erstreckende Nut mit sich ändernder Querschnittsfläche vorgesehen;

b) der Abstand zwischen der Klemmflache und dem Klemmorgan beträgt weniger als das Doppelte der Wanddicke des Plastikrohres;

c) die Breite des U-förmigen Kanals beträgt weniger als die Hälfte des Umfangesdes Plastikrohres;

d) der Unterschied zwischen der Breite des Ü-förmigen Kanals und der Breite des Klemmorgans betrügt weniger als die Hälfte der Wanddicke des Plastikrohres.

Die erfindungsgemäße Merkmalskombination gewährleistet, daß beim Anpressen des Plastikrohres gegen die Klemmflache der in der Nut befindliche

Umfangsbereieh des Plastikrohres kaum verformt wird, während die übrigen Umfangsbereiche platt aneinandergedriickt und starr eingeklemmt werden. Der durch die Nut festgelegte Durchflußquerschniit des Plastikrohres bleibt über längere Zeit im wesentlichen erhalten, weil in dem den freien Durchflußquerschnitt festlegenden Rohrbereich keine hohen Verformungsspannungen vorliegen und demzufolge in diesem Rohrbereich kein oder nur wenig Kaltfluß des Plastikmaterial·; auftritt. Die übrigen, platt gegsneinandergedrückten Rohrbereiche sind von den Bauteilen der Drosselklemme fest umschlossen, wodurch KaltfluQ auf ein Minimum verringert und gegebenenfalls in den platt aneinandergedrückten Bereichen auftretender Kaltfluß keine merkliche Veränderung des eingestellten Durchflußquerschnittes zur Folge hat.

Es wird Schutz nur beansprucht für die Gesamtkombination der in Anspruch 1 angeführten Merkmale, nicht aber für cinzelmerkmale oder Unterkombinationen.

In den Untcransprüchen sind zweckmäßige Ausführungsformen der Nut beansprucht.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 3a eine Teilansieht von Fig. 3 in vergrößertem jo Maßstab,

Fig. 3b eine Teilansicht ähnlich wie Fig. 3a, jedoch mit größerer Nutbreite,

Fig.4 einen Längsschnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 2, J5

Fig. 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5-5 in F i g. 4 in vergrößertem Maßstab.

Fig.6 eine perspektivische Ansicht eines Längsschnittes des Grundkörpers.

Fig. 7 eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform der Erf.idung in vergrößertem Maßstab.

Fig.8 eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in vergrößertem Maßstab.

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. IO einen Schnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 9 und

Fig 11 eine graphische Darstellung der Durchflußmenge in Abhängigkeit von der Zeit bei einer Drosselklemme nach der Erfindung im Vergleich zu bekannten Drosselklemn.en.

Die iti Fig. I dargestellte Drosselklemme besteht aus einem GrLndkörpcr 10 und einer Klcmmrolle It zum Festklemmen eines Plastikrohrcs 12. Der Grundkörper 10 und die Rolle 11 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Der Grundkörper 10 besitzt zur Aufnahme des Plastikrohres 12 eine Öffnung (3, die von einer Bodenwand 14, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 15 und einer Deckenwand 16 begrenzt ist, in der zur Aufnahme der Rolle Il ein länglicher Schlitz 17 vorgesehen ist. Ein an der Öffnung 13 am Ende des Schlitzes (7 zwischen den beiden Seitenwänden 15 verlaufender Stegteil 19 trägt zur Versteifung der Scitenwände 15 bei. Der Schlitz 17 ist am anderen Ende durch die Stirnwand 20 begrenzt, welche die Scitenwände 15 starr miteinander verbindet und eine Durchgangsöffnung 21 für das Plastikrohr 12 besitzt.

Der Umfangsrand I" der Rolle ist vorzugsweise gerillt, damit die Rolle 11 leichter mit dem Daumen verschoben und in besseren Eingriff mit dem Plaslikrohr 12 gebracht werden kann. Die Rolle 11 wird über die Öffnung 13 in den Grundkörper 10 in die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Ausgangslage eingeführt.

Wie aus Fig.6 ersichtlich ist, wird durch die Innenfläche der Bodenwand 14 eine Klemmfläche 25 festgelegt, in der eine Nut 27 vorgesehen ist, die zur Eintrittsöffnung 13 unter Ausbildung einer Eintrittsrampe 26 abfällt, über die die Rolle 11 in den Grundkörper eingeführt werden kann.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, bilden die Innenflächen der Deckenwand 16 in Längsrichtung neben dem Schlitz 17 ein Schienenpaar 28, auf dem die Lagerzapfen 29 der Rolle 11 laufen, wenn das Rohr 12 zwischen die Rolle und die Klemmfläche 25 geklemmt wird. Wie am besten aus Fig.4 hervorgeht, ist die Innenfläche jeder Seitenwand 15 mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Schulter 30 ausgestattet, die einer der Schienen 28 zugewendet ist, wobei der Abstand zwischen jeder Schulter 30 und der ih^r gegenüberliegenden Schiene 28 groß genug ist. uin ein ausreichendes Spiel für den entsprechenden Lagerzapfen 29 zu schaffen. Jede Schulter 30 fällt an der Eintrittsöffnung 13 des Körpers 10, wie bei 31 gezeigt, ab, so daß Spiel für den Durchgang der Lagerzapfen 29 geschaffen wird. Falls uie Rolle 11 und der Körper 10 vor dem Festklemmen auf einem Rohr 12 im zusammengebauten Zustand gehalten werden sollen, kann die Verbindung, gezeigt bei 32, jeder Schulter 30 mi; ihrem abfallenden Teil 31 in bezug auf den Stegteil 19 so angeordnet sein, daß die in den Grundkörper 10 eingeführte Rolle 11 nicht mehr herausfallen kann.

Wie aus den F i g. 3, 3a und 3b ersichtlich ist, hat der Umfangsrand 24 der Rolle 11 eine Breite in axialer Richtung der Rolle, die so bemessen ist, daß der Umfangsrand genau zwischen die innenflächen der Seitenwände 15 des Körpers 10 paßt. Der Abstand zwischen Umfangsrand und Seitenwand 15 beträgt auf jeder Seite weniger als ¹A der Wanddicke des Plastikrohres. Dieser Abstand reicht aus, um irgendein me-kliches Kriechen des Plastikmaterials in den Spalt zwischen dem Umfangsrand der Rolle und dem Körper zu verhindern. Nachdem das Rohr 12 in den Korper 10 eingeführt worden ist, wird die Rolle Il in Längsrichtung der Nut 27 vorgeschoben, um eine gewünschte Durchflußgeschwindigkeit einzustellen. Eine erheblich reduzierte Durchflußgeschwindigkeit bzw. -menge ergibt sich dann, wenn die Rolle die in Fig. 2 in durchgehenden Linien dargestellte und auch in den Fig. 3 und 3a gezeigte Lage einnimmt. Aus diesen Figuren geht hervor, daß durch die Klemmfläche 25 zusammenwirkenden Rolle Il zwei Wandteile dos Rohres 12 zwischen dem Rollenrand 24 und der Klemmfläche 25 fest zusammengedrückt werden. Die erzeugte Klemmkraft reicht aus. um den Durchgang durch den eingeklemmten Teil des Rohres bei 12;/ und 126 vollständig zu verschließen, wobei ein freier Durchgang 12c übrigbleibt, der hauptsächlich von dem in der Nut 27 Ihgenden Wandteil des Rohres 12(/ begrenzt wird. Aufgrund der erzeugten Klemmkraft wird das Rohr festgehalten. Damit die Wandfeile des Rohres fest zusammengepreßt und starr eingeklemmt werden, muß der Abstand zwischen den Innenflächen der Seitenwände 15 des Körpers 10 kleiner sein als etwa die Hälfte des Um.'ings der äußeren Oberfläche des Rohres 12, während der Abstand zwischen dom Umfangsrand 24 der Rolle 11 und der Klemmfläche 25

weniger als eins Doppelle der Wanddiekc des Rohres beiragen muH.

Wie aus Γ i g. 4 ersichtlich ist, erstreckt sich die NiH 27 in Längsrichtung mittig in bc/.ug auf die Klcmmfliiehe 25 und weist eine verhältnismäßig große Qucrschnittsflächc am Lintrittsendc in der Fiintritlsrnmpc 26 auf. Die Nut besitzt gewöhnlich einen V-förmigcn Querschnitt, obgleich auch andere formen verwendet werden. Hei V-förmigem Querschnitt wird die Nut von zwei in einem Winkel zueinander angeordnete, konvergierende Seitenflächen begrenzt, wobei Tiefe und Breite der Nut ausgehend vom Lintritlscndc abnehmen und die Nut schließlich in einer Spitze endet, tlie hinter der Stirnwand 20 des Körpers 10 angeordnet ist. In dem Maße wie die Rolle 11 in bezug auf die Nut 27 in Richtung der reduzierten Qiicrschnittsfläche tier Nut vorwärtsbewegt wird, nimmt die gesamte für das Plastikrohr 12 zur Verfügung stehende Quersehnittsfläehe gleichmäßig ab. !π alien P;;-,i:i:;;ie:i der P.-.:!!·.· !! i:i bezug auf die Nut 27 sind die platt ancinandergedrückten Wandbereiche des l'lastikrohrcs im wesentlichen vollständig eingeschlossen, wodurch Kaltfltiß des l'lastikmalerials auf ein Mindestmaß beschrankt und damit der eingestellte Durchflußciiierschnitt erhalten bleibt.

In I i g. 7 ist eine andere Ausführungsform einer Drosselklemmc dargestellt, die mit Ausnahme der Form der Nut 35 innerhalb der Klcmmfläche 25 mit der ersten Ausführungsform identisch ist. Die Nut 35 wird von konvergierenden Seitenwänden sowie einer Hodenfläche begrenzt, die sich parallel zur Klcmmfläche erstreckt. Die Nut 35 ist in Längsrichtung mittig in bezug auf die Klcmmfläche 25 angeordnet, wobei sie mit dem breiten Lnde in die F.intnttsrampe 26 mündet und sich nach vorne zu einer Spitze verengt, die vorzugsweise hinter oder in der Nähe der Voiderwand 20 des Körpers endet. Die Scilenwände der Nut 35 sind in bezug auf die Klcmmfläche 25 rechtwinklig angeordnet und ihr gegenseitiger Abstand an der breiten Stelle, also an der Kintrittsrampc 26. ist geringer als der Nenndurchmesser des Rohres 12. Am anderen Lnde hat die Nut 35 eine Breite von weniger als die doppelte Wanddicke des Plastikrohres 12.

Auch bei dieser Ausführungsform wird das Rohr 12 zwischen dem Umfangsrand 24 und der Klemmfl.'iche 25 festgeklemmt, so daß wiederum die Durchgänge in den festgeklemmten Teilen bei 12,f und 12b vollständig geschlossen sind Wenn die Rolle 11 in bezug auf die Nut 35 vorwärtsbewegt wird, verkleinert sie zwangsläufig wiederum die für das Plastikrohr zur Verfugung stehende G esa r".querschnittsf lach e.

Bei den Alisführungsformen nach F i g. 9 und 10 wird die sich in Längsrichtung in der Mitte der Klemmfläche 25 erstreckende Nut 36 durch parallele Seitenwände und eine von der Lintiillsiaitipe 26 in Richtung auf die Klemmfläche zu geneigte Hodenfläche begrenzt. Am vorderen Lnde kann die Hodenflüche in die Klemmfläche 25 übergehen, wie dies in I i g. 9 gezeigt ist. oder kann durch eine kleine Stufe geringfügig in bezug auf die Klemmfläche versetzt sein.

Bei der Ausfühningsform nach I i g. 8 ist die Nut 40 ebenfalls in Längsrichtung in der Mitte der Klcmmfläche 25 angeordnet. Die Nut 40 weist von linde zu Lnde

to eine einheitliche Tiefe auf. wobei die Seitenwändc sowohl von der Bodenfläche der NuI nach oben als auch in Längsrichtung aufeinander zu verlaufen.

Wenn die Nut die in L i g. H gezeigte (iesiall hat. wird die Rohrwand im Bereich 12c/scharf gebogen, wie dies auch bei der Ausführungsform nach L ig. 7 der lall ist. Da jedoch die gegenüberliegenden Seitenwände der Nut 40 nach unten zu auseinanderstreben, können die Kohl wandteile durch KaltfluU sich von der in ausgezoi!c"c" !.!"ic" ^tfe/ei'^Tic" L^¹"¹ tn '.!ι*¹ stii^lv^^n^o^rtc

2i) Lage nach außen zu aiisein;mderbewegen. Demzufolge kann sich infolge von Kaltfließen des Plastikmatcrials innerhalb des Rohrwandteils 12c/ die offene, effektive Qiierschnittsfläche 12c mil der Zeit um einen bestimmten, kleinen Betrag vergrößern. Dieser Lffekt hat eine allmähliche Lrhöhung der Durchflußgeschwindigkeit bzw. -menge ohne mechanische Veränderung der Klemmenteile zur folge und kann daher zum Ausgleich eines he allmähliche Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit bzw. -menge herbeiführenden Lffckts

in herangezogen werden, um eine konstante Durchflußgeschwindigkeit auf rech tzuer halten.

In I ig. !1 sind die Lrgcbnisse \on Vergleichsversuchen dargestellt, bei denen eine Klemme der in den F-" i g. I bis b beschriebenen Ausführung sow ic im Handel

J5 erhältliche Modelle von Rollenklemmen und Schraubenklcmmen mit identischen Plastikrohren verwendet wurden. Die Kurven 41;i, b, c, d und c zeigen die Durchflußgcsclnvindigkcit (mm/h) in Abhängigkeit der Zeit (min) bei verschiedenen Umstellungen der Drosselklemme nach der Lrfmdung. Die Kurven 42a. b und c wurden für im Handel erhältliche Schraubenklemmen und Rollcnklcmmcn ermittelt. Aus der Neigung der Kurven 42;). b und c läßt sich erkennen, daß bei den bekannten Klemmen ein starker Abfall der Anfangsströmungsgeschwindigkeit auftritt, der exponentiellcn Charakter trägt. Bei Benutzung dieser bekannten Klemmen zur parcnteralcn Verabreichung von Flüssigkeit muß daher die Durchflußgeschwindigkeit häufig überprüft und die Klemme häufig nachgestellt werden.

um eine konstante Durchflußgeschwindigkeit zu erzielen. Im Vergleich dazu weicht, wie aus den Kur·. .·η 41a. b. c. f/und c ersichtlich ist. bei der Drosselklemme nach der Erfindung die Durchflußgeschwindigkeit nur sehr geringfügig vom ursprünglich eingestellten Wert ab.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Drosselklemme für Plastikrohre, mit einem einen U-förmigen Kanal aufweisenden Grundkörper, wobei die Basis des Kanals als Klemmfläche ausgebildet ist, und einem rollenförmigen Klemmorgan, das in den Schenkelabschnitten des Kanals parallel zur Klemmfläche verschiebbar geführt ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) in der Klemmflache ist eine sich in Längsrichtung derselben erstreckende Nut mit sich ändernder Querschnitisfläche vorgesehen;

b) der Abstand zwischen der Klemmflache und ■? dem Klemmorgan beträgt weniger als das Doppelte der Wanddicke des Plastikrohres;

c) die Breite des U-förmigen Kanals beträgt weniger als die Hälfte des Umfangs des Plastikrohres;

d) der Unterschied zwischen der Breite des Ü-förmigen Kanals und der Breite des Kiemmorgans beträgt weniger als die Hälfte der Wanddicke des Plastikrohres.
2. Drosselklemme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Klemmflache vorgesehene Kanal eine parallel zur Klemmflache verlaufende Bodenwand und in Längsrichtung der Klemmflache konvergierende Seitenwände aufweist.
3. Drossclklemme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Seitenwände des Kanals in Richtung auf die Bodenwand -«useinanderlaufcn.
4. Drosselklemmc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal "ine in bezug auf die >⁵ Klemmfläche geneigte Bodenwand sowie parallel verlaufende Seitenwände aufweist.