DE2905983A1

DE2905983A1 - Regler zur regelung einer durch eine leitung stroemenden fluessigkeit, insbesondere bei einer infusionsvorrichtung

Info

Publication number: DE2905983A1
Application number: DE19792905983
Authority: DE
Inventors: Vincent L Knigge; Norman Shim
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1979-08-23
Also published as: FR2417800A1; GB2014954A; US4205238A; JPS54161791A; GB2014954B

Description

Die Erfindung betrifft einen Regler (Steuergerät) zur Regelung einer durch eine Leitung strömenden Flüssigkeit, mit einem ersten und einem zweiten Ventilsteuerelement, die jeweils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar sind und die Strömung durch die Leitung steuern, einer mit diesen beiden Elementen gekoppelten Antriebseinrichtung zur abwechselnden Bewegung der beiden Elemente zwischen der Offen- und der Schließstellung und einer mit der Antriebseinrichtung verbundenen Reguliereinrichtung zur Steuerung der Arbeitsweise derselben.

Die US-PS 4 121 584 beschreibt ein Verfahren zur genauen Steuerung der Strömung einer Intravenöslösung zu einem Patienten. Dabei ist eine Kassette mit einer Dosierkammer und mit Einlaß und Auslaß, durch welche die Strömungsbahn der Intravenöslösung verläuft, in einen Regler (Steuergerät) eingesetzt, welcher mit der Kassette zusammenwirkt und deren

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ORIGINAL INSPECTED

Ventile betätigt» Durch sequentielles und abwechselndes öffnen und Schließen von Einlaß und Auslaß läßt der Regler eine in der Kassette festgelegte Dosierkammer eines bekannten Volumens sich mit Intravenöslösung füllen und dann für den Austrag zum Patienten entleeren. Das genaue Volumen der verabreichten Lösung hängt somit unmittelbar von der Zahl der Füll- und Entleerungsvorgänge in der Dosierkammer ab.

Der Regler weist dabei eine Wählvorrichtung auf, an welcher eine Bedienungsperson die maximale Menge einstellen kann, in welcher der Patient mit Intravenöslösung versorgt werden soll. In Abhängigkeit von der dabei getroffenen Einstellung wiederholt der Regler die Betätigungstakte mit einer zweckmäßigen Frequenz, so daß der Patient während einer vorbestimmten Zeitspanne die vorgesehen Flüssigkeitsmenge in einzelnen Teilmengen erhält, welche jeweils dem Volumen der Dosierkammer entsprechen.

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Der elektrische Schaltkreis zur Steuerung der Lösungsinfusion soll dabei nicht nur einen geringstmöglichen Energiebedarf haben, sondern auch für ausgesandte bzw. Funkimpulse elektrischer Energie mit beträchtlicher Stärke unempfindlich sein. Darüber hinaus muß der Schaltkreis zuverlässige Bauteile enthalten, dabei aber auch gewährleisten, daß die richtigen Ventile in der Kassette während ausreichend großer Zeitspannen offen bleiben und im richtigen Takt geschlossen werden.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines verbesserten Reglers (Steuergeräts) zur Regelung der Flüssigkeitsströmung durch eine Leitung bei einer Intravenös-Infusionsvbrrichtung, welcher den vorstehend genannten Erfordernissen entspricht.

Diese Aufgabe wird bei einem Regler der eingangs umrissenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reguliereinrichtung eine Zeitsteuereinrichtung zur Änderung eines elektronischen Zustands nach Ablauf vorbestimmter Intervalle und eine mit der Zeitsteuereinrichtung, einer elektrischen Stromquelle und der Antriebseinrichtuna verbundene Ansprecheinrichtung auf-

weist, die dann, wenn die Zeitsteuereinrichtung eine Änderung des elektronischen Zustands herbeiführt, die Antriebseinrichtung während einer so langen Zeitspanne mit Strom beschickt, daß diese entweder das erste Ventilsteuerelement zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung und/oder das zweite Ventilsteuerelement zwischen einer dritten und einer vierten Stellung bewegt, wobei diese Zeitspanne kürzer ist als eines der genannten, vorbestimmten Intervalle.

Zur Vermeidung einer Interferenz mit von anderen Geräten erzeugten elektromagnetischen Wellen weist die Reguliereinrichtung vorteilhaft einen kristallgesteuerten Oszillator auf, der Digitalimpulse erzeugt, die mit einer vorbestimmten Frequenz von unter 1 MHz auftreten können .s

Die Reguliereinrichtung kann dabei eine an den Oszillator angeschlossene digitale Torschaltung (gate) aufweisen, welche die Frequenz der vom Kristalloszillator erzeugten Impulse auf eine Frequenz reduziert, die unmittelbar für das öffnen und Schließen der Ventile benutzt werden kann. Bei Eingang der Impulse mit der ersten, vom Oszillator gelieferten Frequenz liefert die Torschaltung Ausgangsimpulse auf einer zweiten Frequenz, die vorzugsweise weniger als die Hälfte der Frequenz des Kristalloszillators beträgt. Typischerweise liegt die Frequenz der Torschaltung um Größenordnungen niedriger als die Oszillatorfrequenz.

Außerdem bildet eine Ansprecheinrichtung einen Teil der Reguliereinrichtung. Erstere ist mit der digitalen Torschaltung und mit der Antriebseinrichtung verbunden, um die Ventilsteuerelemente in Abhängigkeit von den von der Torschaltung gelieferten Ausgangsimpulsen zu bewegen.

Vorzugsweise werden die beiden Ventilsteuerelemente von einem einzigen bewegbaren Teil der Antriebseinrichtung getragen, so daß die Ventile ungefähr, jedoch nicht genau zum selben Zeit-

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punkt jeweils geöffnet und geschlossen tverden. Wenn dabei das eine Ventil öffnet„ wird das andere Ventil geschlossen. Wenn somit die Antriebseinrichtung das erste Ventilsteuerelement zum Schließen des Einlasses bewegt _p verlagert sich auch das zweite Element sum Öffnen des Auslasses,, Bei der Bewegung in die entgegengesetzte Richtung ergibt sich die umgekehrte Arbeitsweise der Steuerelemente».

Die Ansprecheinrichtung kann ein D-Typ-Flip-Flop sein,, das 2wei Eingangssignale von der digitalen Torschaltung abnimmt. Dieses Flip-Flop empfängt einen -ausgangsimpuls von der Torschaltung , wenn der Einlaß schließen und der Auslaß öffnen soll. Das Flip-Flop empfängt einen zweiten Ausgangsimpuls von der Torschaltung, wenn der Einlaß schließen und der Auslaß öffnen soll. ■ ■. . "

Typischerweise umfaßt die digitale Torschaltung zwei Abschnitte^ von denen der erste einfach die Frequenz des kristallgesteuerten Oszillators durch einen konstanten Faktor dividiert. Dabei entsteht eine praktisch rechteckwellenförmige Impuisreihe, bei welcher die Dauer des oberen Spannungspegels praktisch der Dauer des unteren Pegels entspricht» Die Impulsfrequenz dieser Impulsreihe besitzt typischerweise eine so geringe Grösse, daß sie unmittelbar für die Steuerung der Arbeitsweise des Heglers herangesogen t^erden kann.

In wirtschaftlichster Ausgestaltung kann dieser Teilerabschnitt der digitalen Torschaltung die Impulsreihenfrequenz durch ein positives ganzes Mehrfaches von 2 dividieren. Diese binäre Division bz\«7. Zweiteilung kommt der binären Arbeitsweise der meisten logischen Bauteile entgegen, so daß die angestrebten Ergebnisse mit einem Mindestaufwand an elektronischen Vorrichtungen und Energieverbrauch erzielt werden.

Der zweite Abschnitt der digitalen Torschaltung ermöglicht innerhalb vorgegebener Grenzwerte die Einstellung der tatsächlich sum Patienten zu fördernden Flüssigkeitsinenge» Dieser Ab-

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schnitt liefert auf der Grundlage der vom Teiler eingehenden Impulse seine eigenen Äusgangsimpulse. Entsprechend der Zahl dieser Ausgangsimpulse bewegt die Antriebseinrichtung die Ventilsteuerelemente mit einer so großen Häufigkeit, daß dem Patienten die vorgesehene Flüssigkeitsmenge pro Stunde zugeführt wird.

Eine spezielle Ausführungsförm eines variablen Frequenzteilers verwendet Drehscheibenschalter_? eti»;a Stufendrehschalter, die mit in Kaskade geschalteten binaren Freguensvervielfächern verbunden sind» Diese Schalter tragen die Ziffern 0 bis 9 ent= sprechend ihren jeweiligen elektrischen Kontakten ο Die in Kaskade geschalteten Frequenzvervielfacher liefern eine Zahl von Ausgangsimpulsen entsprechend den an den Schaltern gewählten Zahlen. Wenn beispielsweise im Fall von drei Schaltern die Ziffern x, y und ζ gewählt sind* liefert der Vervielfacher für je 1000 Eingangsimpulse xyz Äusgangsimpulse» Genauer gesagt: wenn mittels der Schalter die Zahl 167 gewählt wirdj liefern die Frequenzvervielfacher für je 1000 Eingangsimpulse jeweils 167 Ausgangsimpulse.

Bei der Infusion von Intravenösflüssigkeit soll die vom Patienten empfangene Flüssigkeitsmenge in der Größenordnung von etwa 18 bis 199 ml/h liegen. Bei Verwendung der Drehschalter zur Einstellung dieser Zahlen können die binären Frequenzvervielfacher nur 199 Ausgangsimpulse für je 1000 Eingangsimpulse liefern.

Wahlweise kann der Regler eine Schaltung aufweisen, welche die vom konstanten Frequenzteiler empfangenen Impulse sämtlich zur Steuerung der Arbeitsgänge der Antriebseinrichtung benutzt. Mit anderen Worten: die Drehschalter mit den in Kaskade geschalten Frequenzvervielfachern unterdrücken jeweils 801 Impulse aus je 1000 Impulsen, wenn die Impulszahl 199 den einstellbaren oberen Grenzwert darstellt. Eine Schaltung unter Ver-

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wendung elektronischer Wählvorrichtungen könnte alle eingehenden Impulse ausnutzen und brauchte nicht unbedingt irgendwelche Impulse auszutasten.

Die vom Patienten empfangene Flüssigkeitsmenge hängt von dem Volumen, welches die Kassette in jedem Arbeitstakt zu liefern vermag, ab» Infolgedessen muß die Kassette ein bestimmtes Fördervolumen besitzen, welches bei Lieferung mit der durch die verfügbaren Impulse bestimmten Häufigkeit ziemlich genau dem Sollvolumen pro Stunde entspricht.

Der Regler kann jedoch einen der beiden variablen Frequenzteiler der vorstehend angegebenen Art benutzen. Wie erwähnt, wird jedoch vorteilhaft ein kristallgesteuerter Oszillator verwendet, dessen Ausgangssignal durch Binärteiler geteilt wird.

Die allgemein verfügbaren Kristalle können jedoch nur eine begrenzte Zahl von Frequenzen innerhalb des gewünschten Bereichs liefern. Aus diesem Grund sollten Regler, welche die beiden verschiedenen Arten von variablen Frequenzteilern und nur allgemein verfügbare Kristalle verwenden, in der Lage sein, dieselbe Kassette zu benutzen. Dabei sollten sie dennoch die Flüssigkeitssollmenge über einen längeren Zeitraum hinweg genau liefern können.

Das Fördervolumen der Kassette muß außerdem noch anderen Anforderungen genügen. Beispielsweise darf die Kassette kein so großes Volumen besitzen, daß der Flüssigkeitsstrom über längere Zeit hinweg unterbrochen ist. Wenn die Flüssigkeit nicht regelmäßig die in die Vene des Patienten eingeführte Hohlnadel durchströmt, kann eine Blutgerinnung im Bereich der Nadel auftreten und die Infusion weitere Intravenösflüssigkeit verhindern.

Außerdem erfordert eine Kassette mit zu großem Volumen einen großen hydrostatischen Staudruck zum Hineindrängen der Flüssig-

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keit in die Kassette und zum Austreiben aus ihr.

Die Kassetten-Dosierkammer sollte praktisch so groß sein, daß die für die Lieferung des Sollvolumens erforderliche Zahl von Arbeitstakten möglichst klein gehalten wird. Wenn die Dosierkammer besonders klein ist, muß der Regler eine große Zahl von Arbeitstakten durchführen, wodurch die begrenzte Energie einer Batterie schnell verbraucht wird.

Um dem genannten Erfordernis zu genügen, muß die Größe der Kassette bzw. ihre Dosierkammer im Bereich von 0,2 bis 0,4 ml liegen. Wenn die Kassette insbesondere ein Volumen von 0,29 ml besitzt, kann sie unter den meisten Bedingungen einwandfrei arbeiten. Speziell ein Volumen von 0,2898 ml gewährleistet bei Verwendung einer der beiden erwähnten Reglerarten die geringsten Abweichungen von den angestrebten Sollvolumina.

Die Ventile in der Kassette müssen lange genug offen bleiben, um eine einwandfreie Flüssigkeitsströmung in die und aus der Kassette zu ermöglichen. Dabei muß der Regler eine ausreichend hohe Impulsfrequenz besitzen, so daß er die Flexibilität bzw. Vielseitigkeit gewährleistet, die für die Aufrechterhaltung einer vergleichsweise gleichmäßigen Flüssigkeitsströmung über eine längere Zeit hinweg erforderlich ist. Die anwendbare Impulsfrequenz muß ebenfalls die nötige Flexibilität bzw. Vielseitigkeit gewährleisten, die eine Bedingung für die Lieferung der gewünschten bzw. Sollmenge an Intravenöslösung über längere Zeiträume hinweg darstellt.

Die Reguliereinrichtung des Reglers bzw. Steuergeräts sollte daher einen Impulsgeneratorabschnitt (pulsing section) aufweisen, welcher elektronische Impulse mit einer vorbestimmten ersten Frequenz liefert. Zur Festlegung der erforderlichen Zeitspannen, während denen jedes Ventil der Kassette offen bleibt, sollte die Reguliereinrichtung außerdem eine mit dem

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impulsgeber gekoppelte Impulsabsorbier™ bzw» Abtastvorrichtung enthalten. Bei Eingang der ersten vorbestimmten Zahl von elektronischen Impulsen vom Impulsgeber liefert die äus- tastvorrichtung eine streite vorbestimmte Anzahl ihrer eigenen Äusgangsimpulse= Die Eahi dieser Äusgangsimpulse darf jedoch nicht die Hälfte der eingehenden elektronischen Impulse übersteigen . ÄuSerdem darf aach der Erzeugung eines ersten Aus- ' gangs impulse s erst dann ein sx-jeiter Impuls geliefert werden ^ wenn mindestens awei elektronische impulse vom Impulsgeber nach Begian des ersten Äusgangsirapuises geliefert worden sind»

Die höhere Frequenz der elektronischen Impulse vom Impulsgeber verleiht der Schaltung die Vielseitigkeit oder Anpassungsfähigkeitj, die für die Förderung variabler,, aber jeweils genau bemessener Flüssigkeitsmengen sum Patienten erforderlich ist» Die Begrenzungen der Isapulsaustastvorrichtungen gei-iährleisten die Zeitspannen _a die für das einwandfreie Füllen und"Entleeren der Kassette erforderlich sind ο

2ur vorteilhaften Äusnutswag der vom Impulsgeber und von der" laipulsaustastvorrichtung erzeugten Impulse benötigt die Eeguliereinheit auch eine an diese beiden Bauteile-angeschlossene Ansprecheinrichtung,. Bei Eingang eines der Ausgangsimpulse veranlaßt die ^sprecheinrichtung die Antriebseinrichtung,, das erste bzw» Einlaßventil-Steuerelement in ein® den Einlaß öffnende Position zu verbringen« Zu diesem Zeitpunkt sollte das Auslaßventil-Steuerelement den Auslaß schließen« Aufgrund dieser Konfiguration der Ventile kann sich die Kassette füllen.

Wenn die Ansprecheinrichtting sodann einen der elektronischen Impulse des Impulsgebers empfängt, der nicht während eines Impulses der Abtastvorrichtung auftritt, kann sie die Ventilsteuerelemente in ihre vorherigen Stellungen zurückführen» Dabei verlagert sich das erste Steuerelement in die zweite Stellung sum Schließen des Einlasses* während das zxfeite bzw» Auslaßventil-Steuerelement seine dritte Position einnimmt und

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den Auslaß öffnet. Infolgedessen fließt die Flüssigkeit aus der Kassette zum Patienten.

Die Ausgangsimpulse der Austastvorrichtung können im allgemeinen dieselbe Dauer besitzen wie die elektronischen Impulse vom Impulsgeber. Die Bestimmung der Länge der für das Füllen der Kassette erforderlichen Zeitspanne erfordert also die sorgfältige Festlegung der einzelnen Äusgangsimpulse der Austastvorrichtung. Insbesondere kann jeder Impuls kurz nach Beendigung eines elektronischen Impulses einsetzen. Dadurch bleibt dieser Impuls beim Einsetzen des folgenden elektronischen Impulses noch bestehen. Erst der zweite nachfolgende elektronische Impuls veranlaßt dann die Ansprecheinrichtung, das Einlaßventil der Kassette zu schließen. Aufgrund dieser sorgfältigen Festlegung stehen der Kassette 1 1/2 Perloden der Impulsreihe vom Impulsgeber sum Füllen zur Verfügung. Wenn somit die Periode des 'Impulsgebers 1 s beträgt, verbleiben der Kassette 1,5 s zum Füllen.

Die Antriebseinrichtung verlagert jedoch die Ventilsteuerelemente nicht während der gesamten Zeitspanne, während welcher sich die Kassette entweder füllt oder entleert. Tatsächlich bewirkt die Antriebseinrichtung die Bewegung der Ventilsteuerelemente nur während sehr kurzer Intervalle zu Beginn jedes Abschnitts des Arbeitszyklus. Die Antriebseinrichtung benötigt daher während des größten Teils des Arbeitszyklus bzw. Arbeitstakts keine Stromversorgung.

Zur Einsparung elektrischer Energie kann die Reguliereinrichtung des Reglers eine Zeitsteuereinrichtung aufweisen, die nach Ablauf vorbestimmter Intervalle Änderungen ihres elektronischen Zustands herbeiführt. Die Ansprecheinrichtung ist dabei mit der Zeitsteuereinrichtung, einer elektrischen Stromquelle und der Antriebseinrichtung gekoppelt.

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Wenn die Zeitsteuereinrichtung ihren elektronischen Zμstand ändert, liefert die Ansprecheinrichtung während einer kurzen Zeitspanne elektrischen Strom zur Antriebseinrichtung. Diese Zeitspannen sind jeweils gerade lang genug, um Einlaßventiloder Auslaßventil-Steuerelement zwischen den betreffenden beiden Positionen verschieben zu können. Die Länge der Zeitspanne, während welcher die Antriebseinrichtung mit Strom beschickt wird, muß zur Gewährleistung der gewünschten Stromeinsparung kürzer sein als jede Zeitspanne zwischen den elektronischen Zustandsänderungen der Zeitsteuereinrichtung.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung einer Kassette mit einer elas'tomeren Membran, die zwischen zwei Kunststoffgehäuseteile eingespannt ist,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 zur Veranschaulichung der Kassette in Verbindung mit einem Teil eines ihre Ventile betätigenden Reglers,

Fig. 3 ein Schaltbild einer elektronischen Schaltung zur Steuerung der Arbeitsweise des Reglers und

Fig. 4 ein ZeitSteuerdiagramm für die an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß Fig. 3 erscheinenden Impulse.

Die in Fig. 1 dargestellte Kassette 10 umfaßt einen Basisteil 11 aus Kunststoff, sowie einen ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Deckelteil 12. Zwischen diese beiden Teile ist eine elastomere Membran 13 eingespannt. Die Linie 14 gibt den Umfang der Membran 13 an, durch den sie umrissen ist.

Am Basisteil 11 vorgesehene, kreisförmige Vorsprünge bzw. An-

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güsse 17 und 18 sind in Bohrungen 19 (Fig. 2) und 20 eingepaßt. Auf diese Weise sind die beiden Gehäuseteile der Kassette einwandfrei relativ zueinander ausgerichtet. Die Bohrung 20 besitzt eine in Richtung auf die Antriebsbohrung 19 verlängerte Gestalt. Hierdurch werden Fertigungstoleranzen bezüglich der genauen tage des Vorsprungs 18 relativ zur Bohrung 20 ausgeglichen. Durch den Paßsitz zwischen Bohrung 19 und Vorsprung 17 wird die genaue Ausrichtung der beiden Gehäus ete iIe gewährlei s tet.

Beim verschweißen der beiden Kunststoff-Gehäuseteile 11 und wird ersterer mit Ultraschallwellen beaufschlagt, wodurch ein Rand oder Steg 23 angeschmolzen wird, so daß die beiden Gehäuseteile miteinander verschweißt werden. Der Basisteil weist außerdem eine flache Vertiefung 24 auf, welche überschüssige Kunststoffschmelze vom Steg 23 aufnimmt, so daß hierdurch die Verbindung der beiden Gehäuseteile nicht behindert wird.

Unter dem Einfluß der den Basisteil 11 beaufschlagenden Ultraschallwellen könnte sich die elastomere Membran 13 verschieben und dabei aus ihrer richtigen Ausrichtlage herausLjgelangen. Der Deckelteil 12 ist daher mit einem Steg mit scharfer Kante versehen, der in eine Vertiefung oder Nut 25 des Basisteils 11 eingreift. Durch diesen Steg mit der Nut 25 wird die Membran 13 bei der Ultraschallwellenbestrahlung in ihrer Lage festgehalten.

Zum Erfassen bzw. Einsetzen der Kassette 10 weist der Regler bzw. das Steuergerät eine Platte 29 auf, die sich gemäß Fig. 2 an die Rückseite 30 der Kassette 10 anlegt. Außerdem weist der Regler Arme 31 und 32 auf, die an gegenüberliegenden Seiten eines im Deckelteil 12 ausgebildeten Angusses 33 angreifen. Die rückseitige Platte 29 und die Arme 31 und 32 bilden Teile eines einstückigen Kassettenhalters, der

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gemäß Fig. 2 von links nach rechts bewegbar ist» Bei seiner Bewegung nach rechts können an der Platte 37 des Reglers vorgesehene Ausrichtstifte 35 und 36 in Bohrungen oder Vertiefungen 39 und 40 eintreten, die in den Vorsprüngen 17 bzw. 18 der Kassette 10 ausgebildet sind» Die Bohrung 40 besitzt dabei ebenfalls eine längliche Form, während die Bohrung 30 kreisförmig ist« Hierdurch werden wiederum Fertigungstoleranzen ausgeglichen, während durch die genaue Passung zwischen der Bohrung 30 und dem Äusrichtstift 35 des Reglers eine einwandfreie Ausrichtung bzw. Justierung der beiden Bauteile in der Infusionsvorrichtung gewährleistet wird«,

Im Betrieb der Anordnung ist ein Kunststoffschlauch 43 mit einer die Intravenöslösung enthaltenden Flasche verbunden. Die Flüssigkeit strömt dabei über den Schlauch .43 und einen Einlaßkanal 44 zur Einlaßöffnung 45. 2u Beginn des Arbeitszyklus bzw. Arbeitstakts des Reglers befinden sich Kassette und Regler im Zustand gemäß Fig» 2. Dabei erstreckt sich die Membran 13 flach über den Basisteil» außer über einer Nut 46 f die eine Strömungsbahn durch die Kassette hindurch her- . stellt, wenn letztere nicht vom Regler beeinflußt wird.

In Fig. 2 ist noch keine Flüssigkeit in die Dosierkammer 47 eingetreten, die zwischen der Membran 13 und einer flachen bzw. planen Kunststoffläche 48 (vgl. Fig.1) festgelegt wird. Das Einlaßventil-Steuerelement 51 ist dabei jedoch ein kleines Stück vom Ventilsitz 53 des Einlasses 45 zurückgezogen. Infolgedessen kann Flüssigkeit aus der Intravenöslösungsflasche in die Dosierkammer 47 einströmen und die elastomere Membran 13 von der Fläche 48 wegdrücken. Beim Einströmen der Flüssigkeit in die Dosierkammer 48 dehnt sich die elastomere Membran 13 aus, bis sie sich an eine im Deckelteil 12 vorgesehene konkave Fläche 54 anlegt. Letztere begrenzt die Ausdehnung der Membran und legt somit das vorbestimmte maximale Volumen der Dosierkammer 47 fest, über ein im Deckelteil 12 vorgesehenes Langloch 55 kann eine Luftdruckänderung bei Ausdehnung und Zusammenziehung der Membran 13 beim Füllen bzw. Entleeren der Kas-

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sette ausgeglichen werden.

Die in die Dosierkammer 47 eintretende Flüssigkeit kann nicht über den Auslaß 56 austreten, weil das Auslaßventil-Steuerelement 58 durch die Bohrung 59 im Deckelteil 12 hindurch die Membran 13 gegen die' Auslaßventilfläche 60 angedrückt hat. Die Membran 13 verhindert auf diese Weise effektiv eine Strömung der Flüssigkeit durch die Kassette 10.

Nach dem Füllen der Dosierkammer 47 mit Füssigkeit kann der zweite Teil des Arbeitszyklus einsetzen. Dabei ändert ein die beiden Steuerelemente 51 und 58 verbindendes Federgelenk 61 seine Lage unter der Steuerung des Reglers. Zu diesem Zweck ist ein Seitenschenkel 62 des Gelenks 61 mit einem Kipphebelanker eines Elektromagneten mittels einer Schraube 63 verbunden.

Zur Einleitung der zweiten Arbeitsphase verschwenkt sich das Gelenk 61, genauer gesagt, gemäß Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn. Aufgrund der Elastizität des Gelenks 61 kann das Einlaßventilelement 51 die Membran 13 an die Einlaßventilfläche 53 andrücken, bevor sich der Auslaß 56 öffnen kann. Hierdurch wird ein unkontrollierter Flüssigkeitsaustritt aus der Kassette 10 verhindert. Sobald sich der Einlaß 45 schließt, zieht das Gelenk 61 das Auslaßventilelement 58 vom Auslaß 56 zurück. Dabei kann sich die Membran 13 von der Auslaßventilfläche 60 weg_i?ewegen. Anschließend kann die Flüssigkeit über den Auslaß 60 und den Auslaßkanal 66 über die übliche Schlauchleitung zum Patienten fließen. Nach dem Entleeren der Dosierkammer 47 schwingt das Gelenk 61 im Uhrzeigersinn (vgl. Fig. 2), um zunächst den Auslaß 56 zu schließen und dann den Einlaß 45 zu öffnen und dadurch einen neuen Arbeitszyklus einzuleiten.

Die Steuerung der Bewegung der Ventilsteuerelemente 51 und 58 erfolgt durch die Schaltung gemäß Fig. 3. Dabei bildet eine Spule CL einen Teil des Elektromagneten für den Anker, mit

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welchem das Federgelenk 61 verbunden ist. Bei einem Stromfluß durch die Spule CL von links nach rechts verschwenkt sich das Federgelenk 61 im Uhrzeigersinn in die Stellung gemäß Fig. 2. Dabei werden der Einlaß 45 geöffnet und die Dosierkammer 47 gefüllt.

Wenn der Strom die Spule CL von rechts nach links durchfließt, verschwenkt sich das Federgelenk 61 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies hat zur Folge, daß der Einlaß geschlossen und der Auslaß geöffnet wird und die Flüssigkeit aus der Dosierkammer 47 zum Patienten strömen kann.

Zur Lieferung der grundsätzlichen Steuerimpulse enthält die Schaltung gemäß Fig. 3 einen Schwingkreis aus einem Kristall X, Kondensatoren C1 und C2, Widerständen R1 und R2 sowie NAND-Gliedern Z1 und Z2. Die unterhalb ihrer Sättigungspegel arbeitenden NAND-Glieder Z1 und Z2 gewährleisten in analoger Weise die Verstärkung (gain) und in Verbindung mit den restlichen Bauteilen die für die Schwingung erforderliche 360°- Phasenverschiebung. Der Kristall X steuert die Frequenz dieser Schwingung.

Der die genannten Bauteile enthaltende Schaltungsteil ist eine übliche oder genormte Anordnung, die im Katalog des Herstellers des Kristalls X beschrieben ist. Der Kristall X ist mit folgenden Arbeitsfrequenzen erhältlich: bei 100 kHz, 76,8 kHz, 60 kHz, 40,961 kHz, 38,4 kHz, 32,768 kHz, 31,5 kHz, 30,72 kHz, 20,48 kHz, 19,2 kHz, 18,641 kHz, 16,384 kHz, 16 kHz, 15,36 kHz, 12,8 kHz und 10 kHz.

Der in Fig» 3 dargestellte Oszillator liefert die Impulse mit einer Frequenz von 31,5 kHz. Diese Frequenz wird vom Frequenzteiler Z3 durch den Faktor 16.384 dividiert. Die resultierende, eine Frequenz von 1,9226074 Hz besitzende Rechteckimpulsreihe gelangt zu einem Flip-Flop Z4, welches diese Frequenz wiederum durch 2 dividiert. Die Ausgangsimpulsfrequenz von 0,9613037 Hz wird an den C-Eingang eines D-Typ-

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Flip-Flops Z5 sowie an den Takteingang CLK von in Kaskade geschalteten binären Prequenzvervielfachern Z6 bis Z8 angelegt. Letztere erhalten ihre Information von den Daumenrad- bzw. Drehschaltern S1 bis S3. Eine Verteilerschiene BB1 verbindet die Schalter S1 bis S3 mit der die Vervielfacher Z6 bis Z8 enthaltenden Schalungsplatte.

Der Schalter S1 besitzt nur zwei Stellungen. Mit ihm können dem Vervielfacher Z6 nur die Ziffern 0 oder 1 eingegeben werden. Wenn er geschlossen ist, legt er den Eingang A des Vervielfachers Z6 an Massepotential. Dies entspricht der gewählten Zahl 0. Im geöffneten Zustand trennt der Schalter S1 den Eingang A des Vervielfachers Z6 von Masse, so daß das Schaltungspotential V_D_ über den Widerstand R3 an den Eingang A angelegt wird, was einer gewählten Ziffer bzw. Zahl 1 entspricht,

Der Schalter S1 und der Vervielfacher Z6 stellen außerdem die am weitesten links angeordneten Bauteile der drei Vervielfacher Z6 bis Z8 und der Schalter S1 bis S3 dar. Mit dem Schalter S1 wird somit der Hundertereingang für die Kaskadenschaltung aus den Vervielfachern eingegeben. Die beim öffnen des Schalters S1 eingegebene Ziffer 1 entspricht somit tatsächlich der Zahl 100.

Die Frequenzvervielfacher Z7 und Z8 besitzen die Vierfachschalter S2 und S3. Jeder dieser Schalter ermöglicht die Einstellung einer ganzen Zahl von 0 bis 9 für die Vervielfacher Z7 und Z8. Der Schalter S2 liefert den Zehnereingang der durch die drei Schalter S1 bis S3 gebildeten dreistelligen Zahl, während der Schalter S3 den Einereingang liefert.

Wie erwähnt, sind die drei Vervielfacher Z6 bis Z8 in Kaskade geschaltet. Auf diese Weise wird eine Anzahl von Impulsen am Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 geliefert. Die genaue Zahl dieser Ausgangsimpulse hängt von der Zahl der an den Eingängen CLK erscheinenden Eingangsimpulse sowie von den

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mittels der Schalter S1 bis S3 eingegebenen Ziffern ab. Für jeweils 1000 Impulse an den Eingängen CLK dieser Vervielfacher liefert der Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 eine Größe bzw» Anzahl von Impulsen, welche der mittels der Schalter S1 bis S3 eingestellten dreistelligen Zahl gleich ist. Wenn beispielsweise die Zahl 165 eingestellt ist, liefert der Vervielfacher Z8 165 Ausgangsimpulse für je 1000 Eingangsimpulse zu den Vervielfachern Z6 bis Z8.

Die vom Vervielfacher Z8 gelieferten Äusgangsimpulse besitzen verschiedene wichtige Charakteristika» Beispielsweise fallen sie nicht in eine regelmäßige Impulsreihe mit jeweils gleicher Zeitdauer auf dem höheren und dem niedrigeren Spannungspegel. Vielmehr werden positive Impulse geliefert, deren Dauer derjenigen der positiven Impulse entspricht, die an den Eingängen CLK (Zeitsteuereingänge) der Vervielfacher Z6 bis Z8 erscheinen. Infolgedessen kann der untere Spannungspegel am Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 um ein Mehrfaches langer anliegen als die positiven Impulse vom Ausgang OUT.

Weiterhin invertieren die binären Frequenzvervielfacher Z6 bis Z8 ihre Ausgangssignale, d.h. sie geben einen positiven Ausgangsimpuls unmittelbar nach dem Ende des positiven Eingangsimpulses ab, welcher den Ausgangsimpuls erzeugte. Wie anhand von Fig. 4 noch näher erläutert werden wird, erscheint der Ausgangsimpuls des Vervielfachers Z8 grundsätzlich während einer Zeit, während welcher die Eingangsimpulsreihe am Eingang CLK den niedrigeren Spannungspegel besitzt.

Da die Ausgangsimpulse dieselbe Dauer besitzen wie die Eingangsimpulse und jeweils bei Beendigung eines Eingangsimpulses einsetzen, treten sie für die meisten, an den Schaltern S1 bis S3 eingestellten Ziffern nicht regelmäßig auf. Dies bedeutet, daß sie keine regelmäßigen gegenseitigen Abstände besitzen. Die Zeitintervalle zwischen den Ausgangsimpulsen hängen von der Zahl ab, die am Binärteiler bzw. Vervielfacher Z8 für je

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1000 Eingangsimpulse auftreten muß.

Der Ausgang OUT des Teilers bzw. Vervielfachers ist mit dem Setz-Eingang S des Flip-Flops Z5 verbunden. Wie erwähnt, ist der Q-Ausgang des Flip-Flops Z4 mit'dem Eingang C desselben Flip-Flops Z5 verbunden. Das Flip-Flop Z5 und die Charakteristika der vom Vervielfacher Z8 erzeugten Impulse gewährleisten die Koordination, die genügend Zeit für das Entleeren und Füllen der Kassette zur Verfügung stellt.

Typischerweise hält der Regler das Einlaßventil der Kassette geschlossen und das Auslaßventil geöffnet. Für die Umkehrung dieses Zustands ist ein Ausgangsimpuls vom binären Frequenzvervielfacher Z8 erforderlich. Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Flip-Flops Z5. Figur 4A veranschaulicht dabei die Impulsreihe, die vom Ausgang Q des Flip-Flops Z4 geliefert und zum Eingang C des Flip-Flops Z5 geleitet wird. Fig. 4B veranschaulicht verschiedene Impulse, die unter verschiedenen Bedingungen am Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 erscheinen. Fig. 4C, welche den Ausgang Q des Flip-Flops Z5 zeigt, veranschaulicht das Verhalten dieses Bauteils in Abhängigkeit von seinen Eingangssignalen.

Für die Einleitung eines Arbeitszyklus muß ein Impuls vom Ausgang Q des Flip-Flops Z4 zum Eingang C des Flip-Flops Z5 geliefert werden. Dieser Impuls erscheint gemäß Fig. 4A bei ti. Zur Einleitung eines Arbeitszyklus muß dieser Impuls sodann einen Ausgangsimpuls vom Teiler bzw. Vervielfacher Z8 liefern. Dieser Ausgangsimpuls erscheint etwa zum Zeitpunkt t2 gemäß Fig. 4B. Genauer gesagt: das Auftreten des Ausgangsimpulses erfolgt geringfügig nach dem Zeitpunkt t2, welcher das Ende des Impulses vom Flip-Flop Z4 angibt. Der kleine Zeitunterschied gibt die Zeitspanne wieder, die ein elektronischer Bauteil in der binären Frequenzvervielfacherschaltung zum Ansprechen benötigt.

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Der Impuls vom Ausgang des Binärteilers bzw. Vervielfachers Z8 (Pig. 4B) wird an den Eingang S des Flip-Flops Z5 gemäß Fig. 3 angelegt. Daraufhin wird der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 augenblicklich positiv, was ungefähr zum Zeitpunkt t2 der Fall ist. Wie noch näher erläutert werden wird, wird hierdurch ein Stromimpuls zur Spule CL geleitet. Dadurch werden der Einlaß der Kassette geöffnet und der Auslaß geschlossen und ein Arbeitszyklus eingeleitet.

Um sodann den Einlaß der Kassette zu schließen, ihren Auslaß zu öffnen und die Flüssigkeit zum Patienten strömen zu lassen, muß der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 positiv werden. Dies kann nur dann geschehen, wenn der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 auf "0" übergeht. Letzteres geschieht jedoch nur dann, wenn ein Impuls am Eingang C des Flip-Flops Z5 ankommt. Dabei wird der Null-Eingang am Daten-Eingang D des Flip-Flops Z5 zum Ausgang Q durchgelassen. Ein am Eingang D des Flip-Flops Z5 erscheinender Impuls vermag jedoch diesen übergang am Ausgang Q nicht zu bewirken, solange ein positiver Impuls am Eingang S anliegt, weil der positive Spannungspegel am Eingang S gegenüber der Taktsteuerung des Null-Spannungspegels am Eingang D dominiert.

Der nächste Impuls am Eingang C des Flip-Flops Z5 nach Beginn des Ausgangsimpulses Q zum Zeitpunkt t2 setzt daher zum Zeitpunkt t3 ein. Am Zeitpunkt t3 bleibt jedoch der Eingang S des Flip-Flops Z5 aufgrund der geringfügigen Nacheilung der Freqenzvervielfacher Z6 bis Z8, durch ihre Ansprechzeit bedingt, während einer weiteren kurzen Zeitspanne positiv.

Zum Zeitpunkt t4 geht allerdings der Eingang S des Flip-Flops Z5 auf "0" über. Dies erfolgt jedoch zu spät, weil das Flip-Flop auf einen Eingangsimpuls am Eingang C nur zu Beginn dieses Impulses ansprechen kann. Der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 bleibt daher, wie dargestellt, über die Zeitspannen t3 und t4 hinweg positiv.

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Zum Zeitpunkt t4 kehrt der Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 wieder auf den Zustand "0" zurück, so daß der Eingang S des Flip-Flops Z5 auf "0" übergeht.

Am nächsten Zeitpunkt t5 erscheint der nächste Zeitsteuerbzw. Taktimpuls am Eingang C des Flip-Flops Z5. Hierbei wird durch den O-Zustand am Eingang D des Flip-Flops Z5 der Ausgang Q in den O-Zustand versetzt. An diesem Punkt geht der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 auf einen positiven Pegel über. Wie noch näher erläutert werden wird, fließt infolgedessen in der Spule CL ein Strom in solcher Richtung, daß der Einlaß der Kassette geschlossen und ihr Auslaß geöffnet werden.

Der Einlaß der Kassette bleibt daher vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t5 offen. Dies entspricht einer Zeitspanne von etwas weniger als 1,5 s, was für das Füllen der Kassette ausreicht.

Der zum Zeitpunkt t5 am Ausgang Q des Flip-Flops Z4 auftretende Impuls könnte den Vervielfacher Z8 veranlassen, einen weiteren positiven Ausgangsimpuls zum Eingang S des Flip-Flops Z5 zu liefern, wobei dieser in Fig. 4B gestrichelt eingezeichnete Impuls zum Zeitpunkt t6 auftreten würde. Ein solcher, zum Zeitpunkt t6 am Eingang S des Flip-Flops Z5 auftretender Impuls würde jedoch augenblicklich den Ausgang Q dieses Flip-Flops auf den positiven Pegel übergehen lassen. Hierdurch würde der Einlaß der Kassette wieder geöffnet und der Auslaß wieder geschlossen werden.

Der Auslaß bleibt jedoch nur während der Zeitspanne von t5 bis t6 offen, so daß der Flüssigkeit für das Austreten aus der Kassette eine Zeitspanne von nur etwa 0,5 s zur Verfügung steht. Diese Zeitspanne reicht möglicherweise nicht aus, um die gesamte Flüssigkeit aus der Kassette ausströmen zu lassen. Aus diesem Grund dürfen die binären Frequenzvervielfacher Z6 bis Z8 erst dann einen Impuls abgeben, wenn die Kassette etwa 1,5 s

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Zeit zum Entleeren hatte. Der nächste Impuls, der möglicherweise sogar einen weiteren Arbeitszyklus einleiten könnte, darf daher nicht vor dem Zeitpunkt t7 erscheinen, so daß der Kassette etwa 1,5 s für ihre Entleerung verbleiben.

Andererseits soll der Patient typischerweise nicht mehr als etwa 200 ml Lösung pro Stünde erhalten. Bei einem Kassettenvolumen von 0,29 ml und bei der Impulsfrequenz gemäß Fig. 4A braucht der nächste positive Impuls am Eingang S des Flip-Flops Z5 erst zum Zeitpunkt t8 aufzutreten. Der nächste Arbeitszyklus beginnt somit gemäß Fig. 4C, welche den Zustand des Ausgangs Q des Flip-Flops Z5 angibt, zu diesem Zeitpunkt.

Mit anderen Wortens der Ausgang OUT des Vervielfachers Z8 braucht nur auf je 5 Eingangsimpulse vom Q-Ausgang des Flip-Flops Z4 einen Ausgangsimpuls zu liefern. Der Arbeitszyklus der Kassette kann sich daher alle 4,5 s wiederholen. Bei dieser Wiederholungsfrequenz würde die Kassette immer noch etwa 230 ml Lösung pro Stunde liefern. Zur Gewährleistung des oberen Grenzwerts von 200 ml pro Stunde müssen einige Arbeitszyklen nicht am 5. sondern erst am 6. Impuls nach Einleitung des vorhergehenden Arbeitszyklus beginnen. Zur Einstellung geringerer Durchsatzmengen muß mit der Einleitung der einzelnen Arbeitszyklen sogar länger als sechs Taktimpulse nach Beginn des vorhergehenden Arbeitszyklus gewartet werden.

Wenn der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 positiv wird, um den Kassetteneinlaß zu öffnen, liefert dieses Flip-Flop einen positiven Impuls zum monostabilen Multivibrator Z9. Dieser gibt daraufhin einen kurzen positiven Impuls an seinem Ausgang Q ab. Die Länge dieses Impulses hängt von den Größen bzw. Werten der Wi derstände R4 und R5 sowie des Kondensators

C3 ab. Der Impuls braucht nur sojlange anzuliegen, daß der Strom die Spule CL lange genug durchfließt, um den Anker des zugeordneten Elektromagneten zu verlagern. In einer der Ruhestellungen der Ventilsteuerelemente ist kein Stromfluß erfor-

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derlich.

Mit anderen Worten: der die Spule CL durchfließende Strom hält nicht die Ventilelemente in der einen oder anderen Stellung, vielmehr verlagert er sie nur zwischen ihren verschiedenen Stellungen. Die Spule CL braucht daher nur sehr kurz an Spannung zu liegen. Tatsächlich benötigt sie eine Stromzufuhr während einer Spannung von weniger als der Hälfte oder sogar entsprechend einem Zehntel der Dauer des positiven Impulses vom Flip-Flop Z4 oder Z5 oder vom Vervielfacher Z8. Genau genommen genügt ein Stromfluß während einer Zeitspanne von 20 bis 25 ms. Dies steht im Gegensatz zur Zeitspanne von 0,5 s oder 500 ms, während welcher der Einlaß der Kassette offen ist. Wie erwähnt, bleibt der Kassettenauslaß sogar noch länger geöffnet.

Zur Einstellung der genauen, gewünschten Zeitspanne des Stromflusses kann der Wert des Widerstands R5 variiert werden. Nach Konstruktion der Schaltung wird somit durch Einstellung oder Justierung des Widerstands R5 der vorgesehene Impuls vom Ausgang Q des monostabilen Multivibrators Z9 geliefert. Dementsprechend wird hierdurch die Zeitspanne für den Stromfluß über die Spule CL zur Verlagerung der Ventilsteuerelemente auf vorgesehene Weise eingestellt.

Im Betrieb gelangt der Impuls vom Ausgang Q des Multivibrators Z9 über Umsetzer Z10 und Z17 sowie den Widerstand R6, um einen Transistor Q1 durchzuschalten. Außerdem läuft der Impuls über einen Umsetzer Z18 und den Widerstand R7 zum Durchschalten eines Transistors Q2. Wenn die Transistoren Q1 und Q2 durchgeschaltet sind, kann der Strom von der Spannungsquelle V_j_D über den Transistor Q2 und die Spule CL und über den Transistor Q1 zurück zur Masse fließen. Am Ende des Impulses vom Ausgang Q des Multivibrators Z9 sperren die

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Transistoren Q1 und Q2 unter Verhinderung eines weiteren Stromflusses über diese Strecke.

Die Umsetzer Z10, Z17 und Z18 besitzen zwei Funktionen. Zum einen dienen sie als Puffer zwischen dem Multivibrator Z9 und den Transistoren Q1 und Q2. Dabei liefern sie den Transistoren genügend Strom, um diese in ihrem Durchschaltzustand zu halten. Dies ist besonders deshalb wichtig, weil die Transistoren Q1 und Q2, die Spule CL sowie Transistoren Q3 und Q4 eine Brückenschaltung bilden, in welcher die an den Basiselektroden der Transistoren Q1 und Q2 auftretenden Ströme verschieden sein können, so daß diese Transistoren unterschiedliche Strommengen aufnehmen würden, wobei ein Transistor möglicherweise nicht genügend Strom für das Durchschalten erhalten würde. Dieser Fall wird durch die Pufferwirkung der Umsetzer Z10, Z17 und Z18 verhindert, so,daß beide Transistoren Q1 und Q2 mit genügend Strom beschickt werden. Darüberhinaus liefert der Umsetzer Z17 Spannung und Strom der richtigen Polarität zum Durchschalten des Transistors Q1.

Wenn sich die Kassette gefüllt hat, muß der Regler den Einlaß schliefen und den Auslaß öffnen, um die betreffende Flüssigkeitsteilmenge zum Patienten strömen zu lassen. Dies ist dann der Fall, wenn der Ausgang Q des Flip-Flops Z5 auf den positiven Zustand übergeht, was zu den Zeitpunkten t5 und t9 gemäß Fig. 4C der Fall ist. Der positive Impuls läuft zu einem monostabilen Multivibrator Z13, der ähnlich wie der Multivibrator Z9, an seinem Ausgang Q einen Impuls ausreichend

SO

großer Dauer liefert^daß der Strom in der Spule CL die Ventilsteuerelemente umsteuern kann. Die Länge des Impulses am Ausgang Q des Multivibrators Z13 hängt selbstverständlich von der Größe bzw. den Werten der Widerstände R8 und R9 sowie des Kondensators C4 ab. Durch entsprechende Einstellung oder Justierung des Widerstands R9 können Impulse der gewünschten Dauer erzeugt werden. Diese besitzen im allgemeinen dieselbe Länge bzw. Dauer wie die Impulse des Multivibrators Z9.

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Dieser kurze Ausgangsimpuls vom Multivibrator Z13 läuft dann über den Umsetzer Z14 und einen Widerstand R10 zum Durchschalten des Transistors Q3 sowie über Umsetzer Z15 und Z16 und einen Widerstand R11 zum Durchschalten des Transistors Q4. Infolgedessen kann Strom von der Spannungsquelle V_n zum Transistor Q3 und zur Spule CL sowie über den Transistor Q4 zurück zu Masse fließen. Der Stromfluß über diesen Pfad verläuft jedoch durch die Spule CL entgegengesetzt zur Stromflußrichtung bei durchgeschalteten Transistoren Q1 und Q2. Infolgedessen wird der Anker des Elektromagneten in die entgegengesetzte Richtung gedrängt, wodurch der Auslaß der Kassette geöffnet wird, während ihr Einlaß schließt. Die Umsetzer Z13 bis Z15 erfüllen dabei wiederum eine Pufferfunktion unter Einstellung der richtigen Polarität für die Transistoren Q3 und Q4.

Die Stromversorgung für die Schaltung ist an der rechten Seite von Fig. 3 dargestellt. Dabei kann ein Wechselstrom-Adapter bzw. -Umformer A mit einer üblichen Netzwechselstromleitung verbunden sein. Die Wechselspannung wird sodann gefiltert und gleichgerichtet und in eine Gleichspannung der gewünschten Größe, speziell von 9 V umgewandelt. Das Potential erscheint zunächst über einem Solenoid SOL, welches einen Schalter S4 gegen seinen oberen Kontakt drückt. Infolgedessen erscheint die vom Adapter bzw. Netzteil A gelieferte Spannung zwischen Masse und dem Speisespannungsanschluß V_n- an der Sammelschiene BB2. Selbstverständlich muß ein Hauptschalter S5 gegen seinen oberen EIN-Kontakt umgelegt sein, um die Schaltung an Spannung zu legen.

Falls der Netzteil A das Solenoid SOL nicht mit Strom versorgt, fällt der Schalter S4 auf seinen unteren Kontakt ab, an welchem er die Batterie B an die Schaltung anschließt. In dieser Stellung arbeitet die Schaltung also mit Batteriestrom.

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Für den Fall, daß weder die Batterie B. noch der Netzteil A genügend Strom liefert, enthält die Schaltung eine lichtemittierende Diode LED, welche beim Aufleuchten die Bedienungsperson darauf hinweist, daß der Regler bzw. das Steuergerät eine neue elektrische Energiequelle benötigt.

Der restliche Teil der Schaltung dient zur Betätigung der lichtemittierenden bzw. Leuchtdiode LED bei verbrauchter Batterie B. Damit die Leuchtdiode LED durchschalten bzw. aufleuchten kann, muß ein Strom von der Spannungsquelle V _ über einen Widerstand R12, die Leuchtdiode selbst und den Transistor Q5 zur Masse fließen. Zu diesem Zweck muß der Transistor Q5 durchschalten. Dafür muß an seiner Basis eine positive Spannung anliegen. Die Basis des Transistors Q1 erhält ihre Spannung jedoch über den Widerstand R13 vom NAND-Glied Z11. Wenn die beiden Eingänge des NAND-Glieds Z11 zusammengeschaltet sind, wirkt dieses einfach als Umsetzer. Um ein positives Ausgangssignal zu liefern, muß dieses NAND-Glied somit ein Null-Eingangssignal vom NAND-Glied Z12 erhalten.

Das NAND-Glied Z12 kann seinerseits ein Null-Ausgangssignal liefern, wenn sich seine beiden Eingänge in positivem Zustand befinden. Der eine dieser Eingänge ist an den Ausgang des Teilers bzw. Vervielfachers Z3 angeschlossen. Dieser Eingang des NAND-Glieds Z12 pulsiert daher mit einer durch den Teiler Z3 gewährleisteten Regelmäßigkeit zwischen dem Zustand "0" und dem positiven Zustand. In jeder dieser Perioden geht dieser Eingang des NAND-Glieds Z12 einmal auf den positiven Zustand über. Während der anderen Halbperiode befindet sich der Eingang im Zustand "0" bzw. im negativen Zustand, wodurch die Leuchtdiode LED an einem Aufleuchten gehindert wird. Aufgrund dieser Verbindung des Eingangs des NAND-Glieds Z12 mit dem Ausgang des Teilers bzw. Vervielfachers Z3 beginnt die Leuchtdiode LED lediglich zu flackern, wenn die Spannung unter einen vorbestimmten Wert abfällt. Das Ausgangssignal des Teilers Z3 kann für sich die Leuchtdiode LED nicht zum Aufleuchten bringen.

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Das durch die Ankopplung des NAND-Glieds Z12 an den Teiler Z3 bewirkte Aufflackern der Leuchtdiode erfüllt zwei Aufgaben. In erster Linie wird hierdurch die Aufmerksamkeit der Bedienungsperson auf die Leuchtdiode LED gelenkt, welche die Bedienungsperson vor einer Abnahme der verfügbaren elektrischen Energie warnt. Außerdem wird dadurch, daß die Leuchtdiode LED nur jeweils während einer Halbperiode aufleuchtet, die verbleibende restliche Energie gespart.

Der andere Zustand, in welchem das NAND-Glied Z12 die Leuchtdiode LED durchschalten bzw. zum Aufleuchten bringen kann, bedingt, daß sich sein anderer Eingang ebenfalls in einem positiven Zustand befindet. Dies bedingt wiederum ein positives Ausgangssignal von einem linearen Verstärker Z19. Aufgrund seiner'Verbindung mit der Spannungsquelle V _D und dem Kondensator C5 wirkt der Verstärker Z19 als Komparator.

Der lineare Verstärker Z19 enthält keine Kapazität, so daß er möglicherweise oszillieren bzw. schwingen kann. Ein solcher Zustand wird durch die Kapazität des Kondensators C5 verhindert.

Wenn die Spannung an der positiven bzw. +-Eingangsklemme des linearen Verstärkers Z19 die Spannung an seiner negativen bzw. Minus-Eingangsklemme übersteigt, geht das Ausgangssignal dieses Verstärkers in den positiven Zustand über, wodurch die Leuchtdiode LED zum Aufleuchten gebracht wird.

Die am +-Eingang des linearen Verstärkers Z19 erscheinende Spannung ergibt sich jedoch aus der Speisespannung V_DD, die um den Potentialabfall über den Widerstand R14 reduziert ist. Da die Speisespannung V_ßD gegenüber Masse positiv bleibt, bleibt auch eine Diode CR normalerweise im Leit- bzw. Durchschalt zustand. Infolgedessen kann sich die Spannung am +-Eingang des Verstärkers Z19 sehr stark an Massepotential an-

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nähern, wobei praktisch der gesamte Potentialabfall von der Speisespannung V auf Massepotential über den Widerstand R14 auftritt. Über die Diode CR tritt jedoch auch ein Spannungsabfall auf, wenn diese Diode leitet. Dieser Spannungsabfall von ungefähr 0,4 bis 0,5 V stellt dann die am +-Eingang des Verstärkers Z19 auftretende Spannung dar. Der Spannungsabfall über die Diode CR kann jedoch mit abnehmender Leistung der Batterie B etwas variieren.

Die am Minus-Eingang des Verstärkers Z13 erscheinende Spannung entsteht am Mittelabgriff des aus den Widerständen R15 und R16 bestehenden Spannungsteilers. Mit anderen Worten: das Potential am Minuseingang stellt einen Bruchteil des Spannungsabfalls von der Speisespannung V__n auf Massepotential dar. Die genaue Größe dieses Bruchteils hängt dabei jedoch von den Werten der Widerstände R15 und R16 ab.

Im Fall einer frischen, ihre volle Ausgangsleistung liefernden Batterie B ist die Spannung am Minus-Eingang des Verstärkers Z19 größer als an seinem +-Eingang. Infolgedessen liefert der Verstärker Z19 ein negatives Ausgangssignal zum oberen Eingang des NAND-Glieds Z12, wodurch die Leuchtdiode LED im abgeschalteten Zustand gehalten wird. Dies wird deshalb gewünscht, weil die Batterie B ihre volle Speisespannung V liefert.

Bei Abnahme der Leistung der Batterie B fällt die Speisespannung V_DD ab. Dabei verringert sich auch die Spannung an der Minusklemme des Verstärkers Z19, welche lediglich einen konstanten Bruchteil der Speisespannung V-.-. darstellt. An irgendeinem Punkt fällt diese Spannung sodann unter die Spannung am +-Eingang ab. Diese Änderung der relativen Spannungsgroßen an Plus- und Minus-Eingang läßt den Ausgang des Verstärkers Z19 (sprungartig) in seinen positiven Zustand übergehen. Hierdurch wird das Ausgangssignal des NAND-Glieds Z12 während der Halbperioden, in denen es die positiven Eingangssignale

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vom Teiler Z3 erhält, zwangsweise in den positiven Zustand versetzt. Während dieser Halbperiode geht das Ausgangssignal des NAND-Glieds Z12 auf "0" über, so daß die Leuchtdiode LED aufleuchtet. Wenn die Batterie B somit eine ungenügende Speisespannung V liefert, flackert die Leuchtdiode LED auf gewünschte Weise.

Wie erwähnt, variiert das Potential am +-Eingang des linearen Verstärkers Z19 geringfügig, wenn die Speisespannung V_DD der Batterie B abzufallen beginnt. Der Widerstand R14 kann jedoch variiert bzw. justiert werden, um eine Eichung der genauen Speisespannung V_DD zu ermöglichen, bei welcher die Leuchtdiode LED einschaltet. Dieser Widerstand wird daher bei der Herstellung entsprechend justiert. Dabei wird der Sollpunkt, bei welchem die Leuchtdiode zu flackern beginnt, auf die Speisespannung V__n bezogen. Im Herstellerwerk wird sodann der variable Widerstand R14 justiert, bis die Leuchtdiode LED gerade nicht mehr aufleuchtet. Wenn dann im Betrieb die Speisespannung V_ßD unter den Einstellpunkt abfällt, beginnt die Leuchtdiode LED zur Warnung der Bedienungsperson zu flackern.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 enthält einen kristallgesteuerten Oszillator. Aufgrund der Verwendung dieses Kristalls X entfällt die Notwendigkeit für eine Eichung oder Justierung der Frequenz mit Hilfe von Kondensatoren. Außerdem liefert der Kristall X eine vergleichsweise niedrige Frequenz. Hierdurch wird ein hohes Teilungsverhältnis zur Einstellung der vorgesehen Arbeitsfrequenz vermieden. Außerdem könnten die hohen Frequenzen von im Krankenhaus oder dergleichen befindlichen Geräten mit elektrischen Bauteilen interferieren, welche auf diese hohen Frequenzen ansprechen könnten.

Darüberhinaus sind alle elektronischen Bauteile der Schaltung in CMOS-Konstruktion ausgeführt, wodurch zwei Ziele erreicht werden. Erstens bleiben nämlich diese Bauteile un-

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empfindlich für die genannten hohen Streufrequenzen, und zum anderen besitzen sie einen minimalen Leistungsbedarf, wodurch die Betriebslebensdauer einer für die Speisung der Schaltung verwendeten Batterie verlängert wird.

Eine Kassette mit einem Fördervolumen von 0,2898147 ml bietet beträchtliche Vorteile. Eine Schaltung mit einem auf 100.000Hz schwingenden Kristall und mit einem positiven Teilungsverhältnis von nur einer ganzen Potenz von 2, die auf jeden vom Teiler erzeugten Impuls anspricht, gewährleistet bei Verwendung mit dieser Kassette eine Durchsatzmenge von genau 199 ml/h. Dies ergibt sich aus folgender Gleichung:

(0_y2898147ml/Per.) (10⁵ Per./s) (3600 s/h) ₌ ^₉₉ _{ml/h (1)}

₂19

Die obige Gleichung weist somit auf eine Division der

1 Q
Kristallfrequenz durch 2 - 524.288 hin.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 enthält jedoch die binären Frequenzvervielfacher Z6 bis Z8. Die höchste, von der Bedienungsperson an den Drehschaltern S1 bis S3 einstellbare Zahl ist 199, weil der Patient nicht wesentlich mehr als 199 ml Lösung pro Stunde erhalten soll. Infolgedessen können die binären Vervielfacher Z6 bis Z8 für je 1000 Impulse der Zeiler Z3 und Z4 nur 199 Arbeitszyklen zulassen. Weiterhin verwendet die Schaltung einen Kristall mit einer Frequenz von 31,5 kHz. Unter diesen Bedingungen liefert die Schaltung bei Verwendung einer Kassette mit einem Volumen von 0,2898147 ml eine stündliche Ausgangsleistung von 199,5899 ml/h entsprechend folgender Gleichung:

(0,2898147 ml/Per.) (31500 Per./s) (3600 s/h) _{= 199/5899 ml/h}

(1000/199) 2¹⁵

(2)

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Dies entspricht einer Fehlergröße von 0/296 %. Eine Kassette derselben Größe liefert also genau die gewünschten 199 ml/h im Fall einer Schaltung mit einem kristallgesteuerten Oszillator mit einer Frequenz von 100.000 Hz einer binären Frequenzteilung und bei Benutzung jedes von den Teilern erzeugten Impulses. Dieselbe Kassette gewährleistet einen Fehler von weniger als 0,3 % bei Verwendung von binären Frequenzvervielfachern, die mit Wählschaltern verbunden sind, und einer Oszillatorfrequenz von 31.500 Hz, wobei das Oszillatorausgangssignal nur einer binären Division unterworfen wird. Das Kassettenvolumen liegt dabei im gewünschten Bereich von 0,2 bis 0,4 ml. Allgemein gesagt, gewährleistet eine Kassettengröße von 0,29 ml bzw. genauer, von 0,2898 ml besondere Vorteile für die Vewendung mit einem Regler bzw. Steuergerät, insbesondere einem solchen mit kristallgesteuertem Oszillator.

Wie bereits mehrfach erwähnt, sollte dem Patienten Intravenöslösung im allgemeinen in einer Menge von 18 bis 199 ml/h verabreicht werden. Bei Verwendung der beschriebenen Kassette muß das Flip-Flop Z5 folglich mindestens einen Impuls pro Minute vom Vervielfacher Z8 erhalten, um die untere Grenze der Fördermenge gewährleisten zu können. Wenn der Vervielfacher Z8 andererseits mehr als einen Impuls pro s liefert, wird der obere Grenzwert überschritten.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte Registered Representatives before the European Patent Office Baxter Travenol Laboratories, Inc., Möhlstraße37 πη^-ει^τΑ τη Tr c+- λ D-8000 München 80 Deerfield, 111., V.St.A. . Tel.: 0 89/98 20 85-87 Telex: 0529802 hnkl d Telegramme: ellipsoid J & Feb. 1979 B-785 Regler zur Regelung einer durch eine Leitung strömenden Flüssigkeit, insbesondere bei einer Infusionsvorrichtung Patentan sprüche

1.)Regler (Steuergerät) zur Regelung einer durch eine Lei- "^ tung strömenden Flüssigkeit, mit einem ersten und einem zweiten Ventilsteuerelement, die jeweils zwischen einer Offen- und einer Schließstellung bewegbar sind und die Strömung durch die Leitung steuern, einer mit diesen beiden Elementen gekoppelten Antriebseinrichtung zur abwechselnden Bewegung der beiden Elemente zwischen der Offen- und der Schließstellung und einer mit der Antriebseinrichtung verbundenen Reguliereinrichtung zur Steuerung der Arbeitsweise derselben, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtung eine Zeitsteuereinrichtung zur Änderung eines elektronischen Zustande nach Ablauf vorbestimmter Intervalle und eine mit der Zeitsteuereinrichtung, einer elektrischen Stromquelle und der Antriebseinrichtung verbundene Ansprecheinrichtung aufweist, die dann, wenn die Zeitsteuereinrichtung eine Änderung des elektronischen Zustands herbeiführt, die Antriebseinrichtung während einer so langen Zeitspanne mit Strom beschickt, daß diese entweder das erste Ventilsteuerelement zwischen einer ersten

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und einer zweiten Stellung und/oder das zweite Ventilsteuerelement zwischen einer dritten und einer vierten Stellung bewegt, wobei diese Zeitspanne kürzer ist als eines der genannten, vorbestimmten Intervalle.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprecheinrichtung eine mit der Zeitsteuereinrichtung, der Antriebseinrichtung und der Stromquelle verbundene Spareinrichtung zur Begrenzung der Zeit des Stromflusses zur Antriebseinrichtung, wenn diese die Stellung der beiden Ventilsteuerelemente ändert, auf eine Zeitspanne von weniger als die Hälfte der Dauer des kürzesten der genannten, vorbestimmten Intervalle aufweist.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der genannten Zeitspanne kürzer ist als ein Zehntel der Dauer eines der vorbestimmten Intervalle.

4. Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung zwei verschiedene Änderungen des elektronischen Zustande herbeiführt und daß die Ansprecheinrichtung einen ersten und einen zweiten monostabilen Multivibrator aufweist, die in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Zustandsänderung jeweils einen Impuls mit einer Dauer entsprechend der genannten Zeitspanne liefern.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung nach Herbeiführung einer Änderung des elektronischen Zustands der ersten oder der zweiten Art während einer Zeitspanne von mindestens etwa 1,5 s keine derartige Zustandsänderung herbeiführt und jede Minute mindestens eine dieser beiden Zustandsänderungen erzeugt.

6. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Kassette mit einer Dosiereinrichtung zur Aufnahme eines vorbestimmten Flüssigkeitsvolumens in der Strömungs-

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bahn hält und daß die Kassette Einlaß und Auslaß aufweist, die jeweils mit einem der Ventilsteuerelemente in Eingriff bringbar sind, so daß diese unter der Steuerung der Reguliereinrichtung die Strömung durch Einlaß bzw. Auslaß abzusperren vermögen.

7. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtung einen kristallgesteuerten Oszillator zur Erzeugung von digitalen Impulsen mit einer vorbestimmten ersten Frequenz von unter 1 MHz, eine an den Oszillator angeschlossene digitale Torsteuereinrichtung, die bei Empfang der Impulse mit der ersten Frequenz vom Oszillator Ausgangsimpulse mit einer zweiten Frequenz liefert, die weniger als die Hälfte der erstgenannten Frequenz beträgt, und eine mit der Torsteuereinrichtung und der Antriebseinrichtung verbundene Ansprecheinrichtung aufweist, die bei Eingang eines Ausgangsimpulses von der Torsteuereinrichtung die Antriebseinrichtung veranlaßt, das erste Ventilsteuerelement zwischen erster und zweiter Stellung bzw. das zweite Ventilsteuerelement zwischen dritter und vierter Stellung zu bewegen.

8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Torsteuereinrichtung an eine Impulsgebereinrichtung angeschlossene Bintärteiler, die in regelmäßigen Abständen Zwischenimpulse in einer Zahl entsprechend der Zahl der durch ein ganzzahliges Vielfaches bzw. eine ganzzahlige Potenz von 2 dividierten elektronischen Impulse erzeugen, sowie variable Frequenzteiler aufweist, die an die Binärteiler angeschlossen sind und die zweite vorbestimmte Zahl von Ausgangsimpulsen erzeugen, welche kleiner ist als ein Drittel der Zahl der Zwischenimpulse.

9. Regler nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprecheinrichtung die Zwischenimpulse sowie die Ausgangsimpulse abnimmt und bei Eingang eines Ausgangsimpulses die Antriebseinrichtung veranlaßt, das erste Ventilsteuer-

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element in die zweite Stellung und das zweite Ventilsteuerelement in die dritte Stellung oder aber das erste Ventilsteuerelement in die erste Stellung und das zweite Ventilsteuerelement in die vierte Stellung zu bewegen, während sie bei Eingang eines Zwischenimpulses die Antriebseinrichtung veranlaßt, beide Ventilsteuerelemente in entgegengesetzter Richtung wie bei Eingang eines Ausgangsimpulses zu verlagern.

10. Regler nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator und die Ansprecheinrichtung jeweils elektronische logische Bauteile in Form von CMOS-Komponenten enthalten.

11. Regler nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprecheinrichtung mit den Binärteilern und den variablen Teilern verbunden ist und bei Eingang eines Ausgangsimpulses das erste Ventilsteuerelement in die zweite Stellung und das zweite Ventilsteuerelement in die dritte Stellung und bei Abnahme eines Zwischenimpulses erstes und zweites Ventilsteuerelement in die erste Stellung bzw. in die vierte Stellung verlagert.

12. Regler nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die variablen Frequenzteiler nicht mehr als einen Ausgangsimpuls für jeden von den Binärteilern empfangenen Zwischenimpuls liefern.

13. Regler nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung von einer elektrischen Stromquelle speisbar ist und daß die Ansprecheinrichtung eine Spareinrichtung aufweist, die einerseits mit der Antriebseinrichtung und andererseits mit der elektrischen Stromquelle, den Binärteilern und den variablen Frequenzteilern verbunden ist und welche die Zeit des Stromflusses zur Antriebseinrichtung, wenn diese die

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Stellungen der beiden Ventilsteuerelemente ändert, auf eine Zeitspanne von weniger als der Hälfte der Dauer des kürzeren der beiden Zwischen- und Ausgangsimpulse begrenzt.

14. Regler nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zwei Schaltelemente mit jeweils einem leitenden bzw. durchgeschalteten und einem nicht-leitenden bzw. sperrenden Zustand aufweist, die mit der elektrischen Stromquelle verbindbar und an die Spareinrichtung angeschlossen sind, welche ihrerseits das erste Schaltelement während der Zeitspanne in den Durchschaltzustand versetzt, während welcher die Antriebseinrichtung das erste Ventilsteuerelement aus der ersten Stellung in die zweite Stellung verbringt, während sich das erste Schaltelement praktisch zu allen anderen Zeiten im Sperrzustand befindet, und daß die Spareinrichtung das zweite Schaltelement während der Zeitspanne in seinen Durchschaltzustand versetzt, während welcher die Antriebseinrichtung das zweite Ventilsteuerelement aus der dritten Stellung in die vierte Stellung bewegt, und das zweite Schaltelement praktisch zu allen anderen Zeiten in seinem Sperrzustand hält.

15. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der elektrischen Stromquelle verbundenes Leuchtelement, welches anzeigt, daß die Spannung der Stromquelle unter einer vorbestimmten Größe liegt, und ein drittes Schaltelement vorgesehen sind, das einen Durchschalt- und einen Sperrzustand besitzt und zwischen die Stromquelle und das Leuchtelement eingeschaltet ist, und daß das dritte Schaltelement außerdem mit dem binären Frequenzteiler verbunden ist und bei Empfang eines Impulses von diesem seinen einen Zustand einnimmt und während der Zeitspanne _t in x-jelcher das Schaltelement keinen Impuls vom binären Frequenzteiler erhält, in den anderen Zustand übergeht»

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16. Regler nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz mit 100.000 Hz, 78.800 Hz, 60.000 Hz, 40.960 Hz, 38.400 Hz, 32.768 Hz, 31.500 Hz, 30.720 Hz, 20.480 Hz, 19.200 Hz, 18.641 Hz, 16.384 Hz, 16.000 Hz, 15.360 Hz, 12.800 Hz oder 10.000 Hz gewählt ist.

17. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtung einen Impulsgeber zur Erzeugung von elektronischen Impulsen mit einer vorbestimmten ersten Frequenz, eine an den Impulsgeber angeschlossene Impulsabnahme- bzw. -empfangseinrichtung, die bei Eingang einer ersten vorbestimmten Zahl von elektronischen Impulsen eine zweite vorbestimmte Zahl von Ausgangsimpulsen erzeugt, die nicht größer ist als die Hälfte der ersten vorbestimmten Zahl, wobei die Impulsabnahmeeinrichtung bzw. Austasteinrichtung nach Erzeugung eines ersten Ausgangsimpulses erst dann einen zweiten Ausgangsimpuls liefert, wenn sie nach Beginn des ersten Ausgangsimpulses zwei elektronische Impulse empfangen hat, und eine an die beiden vorgenannten Einrichtungen angeschlossene Ansprecheinrichtung aufweist, die bei Eingang eines der Ausgangsimpulse die Antriebseinrichtung erstes und zweites Ventilsteuerelement in die erste bzw. in die vierte Stellung und bei Eingang eines der elektronischen Impulse, von dem kein Teil während eines Ausgangsimpulses auftritt, die Antriebseinrichtung erstes und zweites Ventilsteuerelement in die zweite bzw. dritte Stellung bringen läßt.

18. Regler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsabnahmeeinrichtung Wählelemente zur Einstellung der zweiten vorbestimmten Zahl aufweist.

19. Regler nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber einen Oszillator zur Lieferung von Anfangsimpulsen mit einer vorbestimmten dritten Frequenz, welche mindestens das Doppelte der vorbestimmten ersten Frequenz

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beträgt, und einen mit dem Impulsgeber und der Impulsabnahmeeinrichtung verbundenen Frequenzteiler aufweist, welcher bei Eingang der Anfangsimpulse die elektronischen Impulse mit der vorbestimmten ersten Frequenz liefert.

20. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Impulse eine regelmäßige Periode besitzen und daß die Ansprecheinrichtung eine Torsteuereinrichtung aufweist, deren Eingangsanschlüsse mit der Impulsabnahme- bzw. -austasteinrichtung und dem Impulsgeber und deren Ausgangsanschlüsse mit der Antriebseinrichtung verbunden sind, um bei Empfang eines Ausgangsimpulses einen ersten elektronischen Zustand an den Ausgangsverbindungen und bei Eingang eines elektronischen Impulses einen zweiten elektronischen Zustand an diesen Ausgangsverbindungen herzustellen, wobei diese beiden elektronischen Zustände jeweils eine Dauer entsprechend mindestens dem 1 1/2-fachen der regelmäßigen Periode der elektronischen Impulse besitzen.

21. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsteuereinrichtung am Ende eines der elektronischen Impulse in den ersten Zustand übergeht und diesen bis zum Ende des unmittelbar darauffolgenden elektronischen Impulses beibehält.

22. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung dann, wenn die Torsteuereinrichtung den ersten elektronischen Zustand herbeiführt, entweder das erste Ventilsteuerelement in die zweite Stellung und das zweite Ventilsteuerelement in die dritte Stellung oder das erste Ventilsteuerelement in die erste Stellung und das zweite Ventilsteuerelemt in die zweite Stellung bewegt, während sie dann, wenn die Torsteuereinrichtung den zweiten elektronischen Zustand herbeiführt,

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die beiden Ventilsteuerelemente in die entgegengesetzte
Richtung wie bei Eingang eines Ausgangsimpulses verlagert.

23. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber, die Impulsabnahmeeinrichtung und die Ansprecheinrichtung jeweils elektronische logische Bauteile in Form von CMOS-Komponenten aufweisen.

24. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung durch eine elektrische Stromquelle speisbar ist, daß die Ansprecheinrichtung eine mit der Torsteuereinrichtung und der Antriebseinrichtung verbundene Spareinrichtung zur Begrenzung der Zeitspannen, während denen ein Stromfluß zur Antriebseinrichtung bei deren Umschaltung der Stellungen von erstem und zweitem Ventilsteuerelement vorhanden ist, auf eine Zeitspanne von weniger als der Hälfte der jeweils kürzeren der elektronischen Impulse und der Ausgangsimpulse aufweist.

25. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsteuereinrichtung ein D-Typ-Flip-Flop aufweist, wobei der Ausgang der Impulsabnahmeeinrichtung mit dem S-Eingang des Flip-Flops verbunden
ist, dessen C-Eingang mit dem Frequenzteiler verbunden
ist und dessen D- und R-Eingänge an Masse liegen.

26. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsabnahmeeinrichtung bei Eingang der ersten vorbestimmten Zahl von Impulsen Äusgangsimpulse

in einer Zahl von nicht mehr als entsprechend einem Drittel der ersten vorbestimmten Zahl und nach Erzeugung eines ersten Ausgangsimpulses erst dann einen zweiten Ausgangsimpuls erzeugt, wenn sie drei elektronische Impulse nach
dem Einsetzen des ersten Ausgangsimpulses empfangen hat.

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27. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtung an Massespannung liegt, daß die elektronischen Impulse und die Ausgangsimpulse jeweils gleiche Dauer und gleiche Polarität gegenüber Massespannung besitzen und daß jeder Ausgangsimpuls am Ende eines der elektronischen Impulse einsetzt und zu Beginn des nachfolgenden elektronischen Impulses endet.

28. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung das erste Ventilsteuerelement erst am Ende eines gelieferten elektronischen Impulses aus der zweiten in die erste Stellung verbringt, wobei sie gleichzeitig das zweite Ventilsteuerelement aus der dritten Stellung in die vierte Stellung bewegt, während sie beim Einsetzen des zweiten, nachfolgenden elektronischen Impulses das erste Ventilsteuerelement aus der ersten in die zweite Stellung und das zweite Ventilsteuerelement aus der vierten in die dritte Stellung verbringt.

29. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein kristallgesteuerter Oszillator mit einer Frequenz von 100.000 Hz, 76.800 Hz, 60,000 Hz, 40.960 Hz, 38.400 Hz, 32.768 Hz, 31.500 Hz, 30.720 Hz, 20.480 Hz, 19.200 Hz, 18.641 Hz, 16.348 Hz, 16.000 Hz, 15.360 Hz, 12.800 Hz oder 10.000 Hz ist und daß die vorbestimmte erste Frequenz der vom Impulsgeber erzeugten elektronischen Impulse der vorbestimmten dritten Frequenz der Änfangsimpulse vom Oszillator, dividiert durch ein ganzzahliges Vielfaches von 2 entspricht.

30. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsteuereinrichtung mit ihren Eingangsanschlüssen mit der Impulsabnahmeeinrichtung und dem Frequenzteiler verbunden und mit ihren Ausgangsanschlüssen an die Antriebseinrichtung angeschlossen ist.

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31. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte erste Frequenz, auf welcher der Impulsgeber die elektronischen Impulse erzeugt, nicht mehr als 1 Hz beträgt, und daß die Impulsabnähmeeinrichtung bei Eingang der elektronischen Impulse mindestens einen der Ausgangsimpulse nach einer Zeitspanne von nicht mehr als etwa 1 min nach Erzeugung des unmittelbar vorhergehenden Ausgangsimpulses liefert.

32. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprecheinrichtung eine mit der Zeitsteuereinrichtung, der Antriebseinrichtung und der Stromquelle verbundene Spareinrichtung zur Begrenzung der Zeit des Stromflusses zur Antriebseinrichtung, wenn diese die Stellung der beiden Ventilsteuerelemente ändert, auf eine Zeitspanne von weniger als die Hälfte der Dauer des kürzesten der genannten, vorbestimmten Intervalle aufweist.

33. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung erste und zweite Arten von Änderungen des elektronischen Zustands herbeiführt und daß die Ansprecheinrichtung zwei monostabile Multivibratoren aufweist, die jeweils mit den Q- bzw. Q-Ausgängen sowie mit erstem bzw. zweitem Schaltelement verbunden sind und bei erster und zweiter Zustandsänderung jeweils einen Impuls mit einer Länge entsprechend der genannten Zeitspanne liefern.

34. Regler nach einem der Ansprüche 17 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Elektromagneten mit einer an mindestens seinem einen Teil vorgesehenen Drahtspule aufweist, deren eines Ende mit einer ersten und einer zweiten Stromregeleinrichtung verbunden ist, während ihr anderes Ende mit einer dritten und einer vierten Stromregeleinrichtung verbunden ist, daß erste und vierte Stromregeleinrichtung an einem ersten Spannungspegel und

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zweite und dritte Stromregeleinrichtung an einem zweiten Spannungspegel liegen, daß erste und dritte Stromregeleinrichtung über eine Puffereinrichtung mit dem ersten Multivibrator verbunden sind und bei Abgabe eines Impulses durch diesen den Strom durchlassen, und daß zweite und vierte Stromregeleinrichtung über Puffereinrichtungen mit einem zweiten Multivibrator verbunden sind, so daß sie bei Abgabe eines Impulses vom zweiten Multivibrator den Strom durchlassen.

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