Ventilleistung, Präzision und Baugröße spielten bei der neuen Generation von Beatmungsgeräten eine Rolle. Fluidtechnik-Spezialist Norgren erleichtert den Einbau der neuen Ventile durch eine Montage-Hilfe.
Für viele Anwendungen in der Medizintechnik muss ein Ventil nicht nur klein und leicht sein, sondern auch eine hohe Leistungsfähigkeit mitbringen. Ein Beispiel dafür sind medizinische Beatmungsgeräte, wie sie die Airox S.A. im südwestfranzösischen Pau entwickelt, herstellt und vermarktet. Das Unternehmen wurde kürzlich in die weltweit agierende Tyco Healthcare Gruppe eingegliedert.
An der Entwicklung einer neuen Generation der Legendair-Misch-Beatmungsgeräte war der Ventilspezialist FAS aus dem schweizerischen Versoix beteiligt, seit 2004 ein Unternehmen der Norgren-Gruppe. Die Legendair-Geräte sind vor allem für die häusliche Pflege von Patienten mit chronischen Krankheitsbildern geeignet und waren bislang mit einem Piezo-Ventil ausgestattet, das die Grenze seiner Leistungsfähigkeit beinahe erreicht hatte.
Das Ventil aber ist eines der wichtigsten Systeme im Beatmungsgerät, da es das Luftvolumen, das der Patient ausatmet, sehr genau regeln muss. Nur so lässt sich sicherstellen, dass in der Lunge des Patienten immer ein definierter Druck herrscht. Bei der Wahl einer neuen Ventillösung zählte neben Präzision und Leistung auch die Größe, da der Bauraum in den Geräten begrenzt ist.
Erfahrungen mit der Verkleinerung von Ventilen bis hin zur Miniaturisierung hat Norgren in den vergangenen 30 Jahren gesammelt, und insbesondere die Tochter FAS war mit dem 8-mm-Chipsol-Ventil in den Bereich der kleinen Baugrößen vorgedrungen. Dieses hochleistungsfähige Ventil ist als 2/2- und 3/2-Wege-Ventil in den Ausführungen NC und NO, verfügbar mit Nennweiten bis zu 1 mm. Auf der Basis dieses Produktes haben Projektleiter Didier Orlandi und sein Team auch das proportionale Hochleistungs-Kleinst-Ventil Chipprop entwickelt.
Als direkt betriebenes Proportional-Ventil lässt es sich sehr gut einsetzen, um geringe Durchflussraten von 0 bis 1,5 l/min zu steuern, wobei ein Druck von bis zu 100 mbar zulässig ist. Das Chipprop-Ventil hat eine Leistung von 0,5 W und ist 100 % ED. Es ist, wie das Chipsol, nur 8 mm groß und in der 2/2- und 3/2-Wege-Variante erhältlich.
Der Beatmungsgeräte-Hersteller Airox ist einer der ersten Kunden, der das Produkt Chipprop einsetzt. Ihm ging es in dieser Anwendung darum, das Luftvolumen, das der Patient ausatmet, genau zu kontrollieren. Daher melden Sensoren im System die Druckwerte an die programmierbare Steuerung, die ein entsprechendes Signal im Milliampère-Bereich an das Ventil sendet. Durch sein Öffnen und Schließen steuert das 3/2-Wege-Chipprop-Ventil den Eingangs- sowie den Ausgangsstrom genau und erreicht eine sehr gute Wiederholgenauigkeit.
Weil das Chipprop-Ventil nur eine Leistung von 0,5 W erfordert, ist es besonders gut für den Einsatz in tragbaren Beatmungsgeräten geeignet: Das geringe Gewicht gilt als entscheidendes Kriterium auf dem Beatmungsgeräte-Markt.
Die Zusammenarbeit zwischen Norgren und Airox geht jedoch über das Liefern des Ventils hinaus. Die Fluidtechniker haben bei der Entwicklung mit dafür gesorgt, dass die Montage und der Einbau des Proportionalventils in das Beatmungsgerät so einfach wie möglich vonstatten geht. Nach erfolgreichen Vortests hat die Norgren-Tochter FAS eine Form für das Spritzgießverfahren hergestellt, in der das Ventil mit einem Werkzeug für den Einbau kombiniert ist.
Die Tatsache, dass FAS zum Norgren-Konzern gehört, ermöglicht darüber hinaus Synergien, von denen Airox auch bei anderen Anwendungen profitiert. Für das Beatmungsgerät Supportair beispielsweise hatten die Franzosen bisher nur einen Sauerstoffregler von Norgren bezogen, den sie in den im eigenen Hause entworfenen Sauerstoff-Mischblock einbauten.
Inzwischen bekamen die Fluidtechnikexperten den Auftrag, sich das Design des gesamten Blocks anzusehen und das Bauteil zu überarbeiten. Dabei war die Dichtigkeit des Blocks ein zentraler Punkt. Das neue Design des Mischblockes sieht heute das Proportionalventil Flatprop mit hoher Durchflussrate vor, ein Reglerventil sowie Sauerstoffsensoren. Das Bauteil liefert Norgren als Komplettlösung an Airox. Der schnelle und effektive Einbau dieses Systems hat nicht nur die Fertigungszeiten verringert. Die Integration hat auch die Abdichtung des Mischblocks „bedeutend verbessert“, wie es bei Norgren heißt. Claude Andrieux, zuständig für Forschung und Entwicklung bei Airox, lobt die Zusammenarbeit: „Wir schätzen den Ruf, den Norgren in der Medizintechnik hat“, sagt er. „Die leistungsfähigen und zuverlässigen Lösungen sind nicht nur gut für unsere Produkte, sondern auch für unseren Ruf am Markt.“
Phil Orlik Marketing-Leiter Norgren Fluid Control Division
Ihr Stichwort
- Beatmungsgeräte
- Proportionalventil
- Miniaturisierung
- Einbauhilfe
- Integration von Funktionen
Der Hersteller
Das weltweit aktive Maschinenbauunternehmen Norgren mit Stammsitz in Deutschland entwickelt und fertigt Systeme sowie Komponenten für die Antriebs- und Fluidtechnik und beschäftigt 6000 Mitarbeiter. Die Zentrale des Bereichs Medizintechnik ist die Norgren-Niederlassung Fluid Automation Systems (FAS) im schweizerischen Genf, die auf Steuertechnologie für Kleinst-Fluid-Systeme und maßgeschneiderte Systemlösungen für medizinische Gase und Flüssigkeiten spezialisiert ist. Hersteller in den Bereichen Beatmung, In-vitro Diagnostik und Dialyse gehören zu den Kunden.
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