DE2826362A1

DE2826362A1 - Verfahren zur herstellung von bohrungen in kunststoffteilen

Info

Publication number: DE2826362A1
Application number: DE19782826362
Authority: DE
Inventors: Derek Stanley Rawlings
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1977-06-24
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1979-01-11
Also published as: BE868339A; DE2826362C2; FR2395126A1; US4259276A; GB1580924A; NL187470C; FR2395126B1; NL187470B; NL7806784A

Description

Verfahren zur Herstellung von Bohrungen in Kunststoffteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bohrungen in Kunststoffteilen.

Es besteht die Aufgabe, insbesondere in dünnwandigen Kunststoffteilen Bohrungen anzubringen, im Speziellen seitliche Bohrungen in dünnwandigen Kunststoffrohren geringen Durchmessers. Das Verfahren soll insbesondere bei der Herstellung medizinischer bzw. chirurgischer Geräte anwendbar sein, wie beispielsweise bei der Herstellung von Kanülen geringen Durchmessers, welche seitliche Bohrungen aufweisen, wie sie beispielsweise für die Epidural-Anästhesie verwendet werden.

Epiduralkanülen bestehen üblicherweise aus einem Kunststoffröhrchen, bei dem das vordere Ende verschlossen ist.und das im Bereich dieses Endes eine oder mehrere Bohrungen bzw. Augen aufweist, die eine Verbindung zum Röhreninneren herstellen. Diese Augen haben einen geringen Durchmesser und es ist relativ schwierig, diese Bohrungen zufriedenstellend herzustellen. Zur Herstellung dieser

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Bohrungen ist es bekannt, ein Stanzwerkzeug zu verwenden, mit dem die Bohrung aus der Röhrchenwandung ausgestanzt wird, wobei die Stanzrichtung, d.h. die Achse des Stanzwerkzeugs versetzt zur Röhrchenachse verläuft, wobei die Versetzung abhängig ist von dem gewünschten Querschnitt des Auges bzw. der Bohrung. Es ist jedoch sehr schwierig, von Kanüle zu Kanüle den Querschnitt des Auges gleichförmig zu halten, da es nicht einfach ist, das Stanzwerkzeug jeweils entsprechend zur Röhrchenachse zu führen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Ränder der Bohrung üblicherweise scharfkantig und zum Teil unregelmäßig ausgebildet sind.

Epiduralkanülen werden in den Epiduralraum über eine hohle Metallnadel mit einer angeschliffenen Spitze eingeführt. Die Nadel dient hierbei zum Durchstechen der Haut und des darunterliegenden Gewebes und bildet somit einen Kanal zum Epiduralraum, wobei dann das vordere Ende der Kanüle durch die Nadelbohrung in den Epiduralraum gestoßen bzw..gedruckt wird. Die Nadel wird daraufhin zurückgezogen, indem sie längs der Kanüle gleitet. Um ein leichtes Einsetzen der Kanüle durch die Nadel in den Epiduralraum zu gewährleisten, ist es von Bedeutung, daß die Randkontur der seitlichen Bohrungen der Kanüle so glatt und rund als möglich ausgebildet sind. Bei nicht einwandfrei ausgebildetem Personal besteht beim Hineindrücken der Kanüle in die Nadel und beim Zurückziehen der Nadel die Gefahr, daß der Reibungswiderstand der Kanüle in der Nadelbohrung durch übermäßiges Drücken oder Ziehen überwunden wird. Dies kann gefährlich sein, da die Gefahr besteht, daß das scharfe Ende der Nadel die Kanüle beschädigt, wobei sogar die Gefahr besteht, daß das vordere Ende der Kanüle vollständig abgetrennt wird. Die Gefahr, daß die Nadelspitze die Kanüle beschädigt, ist besonders groß im Bereich der Kanten der seitlichen Augen und es ist daher von Bedeutung, daß die Kontur dieser Ränder so rund als möglich ausgebildet ist, um eine derartige Beschädigung zu vermeiden. Glatte Bohrungsränder haben weiterhin den Vorteil, daß sie nicht reizend wirken und daß weiterhin ein freier Durchfluß von Flüssigkeit durch das Auge gewährleistet ist.

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Es besteht daher die Aufgabe, die Bohrungen bzw. Augen so anzubringen, daß die Ränder der Bohrungen glatt sind und keine Kanten aufweisen und daß weiterhin der gewünschte Bohrungsdurchmesser leicht eingehalten werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Mit dem erfindungsgemä'ßen Verfahren ist es auf einfache Weise möglich, Bohrungen zu erhalten, welche eine glatte Kontur selbst bei sehr geringem Bohrungsdurchmesser aufweisen. Die durchstochene öffnung kann gebildet werden durch Eindrücken eines Werkzeugs in das Werkstück, bevor das Werkzeug in Drehung versetzt wird. Das Drehen des Werkzeugs kann hierbei vorgenommen werden lediglich zu der Zeit, wo das Werkzeug in die eingestochene Bohrung eingeführt wird.

Anhand einer Kanüle wird das Herstellverfahren nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine fertige Kanüle;

Fig. 2 ein Werkzeug zum Herstellen der Kanüle und Fig. 3 die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte zum Herstellen der Kanüle nach Fig. 1 mit einem Werkzeug gemäß Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Kanüle besteht aus einem Nylonröhrchen 1 mit einem Außendurchmesser von 0,8255 mm und einer Wanddicke von 0,1778 mm. An einem Ende der Kanüle ist ein konventionelles Luer Verbindungsstück 2 vorgesehen, während das andere distale Ende 4 verschlossen ist. Das Verbindungsstück 2 steht mit dem Röhrcheninneren 5 in Verbindung. Im Bereich des Röhrchenendes 4 sind drei seitliche Bohrungen oder Augen 6 vorgesehen. Die Augen 6 sind in Längsrichtung der Kanüle jeweils 3,175 mm voneinander entfernt und symmetrisch zueinander um den Röhrchenumfang angeordnet. Jedes Auge 6 weist einen Durchmesser von 0,3556 mm auf, wobei die

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Ränder dieser Augen glatt ausgebildet sind, um sicherzustellen, daß keine Vorsprünge oder eine sonstige Rauhigkeit vorhanden ist, welche den Flüssigkeitsdurchfluß durch das Auge oder das Einsetzen der Kanüle oder deren Herausziehen aus dem Epiduralraum oder der Einführnadel beeinträchtigen würde.

Die Augen 6 mit einer glatten Kontur werden gebildet, bevor das Verbindungsstück 2 fertiggestellt wird und nachdem das verrundete Ende 4 durch Zufuhr von Wärme verschlossen wird. Die drei Augen 6 werden gleichzeitig geformt und zu diesem Zweck wird das Ende 4 in eine zylindrische Buchse eingesetzt, wobei ein enger Sitz herrscht, so daß das Röhrchen über eine Länge von etwa 19 mm sicher und fest gehalten wird. An jeder der drei Stellen längs der Buchse, an denen die Augen 6 am eingesetzten Röhrchen 1 angeformt werden sollen, sind druckluftbetätigte Werkzeuge vorgesehen. Diese drei Werkzeuge arbeiten zusammen und ihre Arbeitsweise und ihr Aufbau ist zueinander identisch. Nachfolgend wird lediglich der Aufbau und die Arbeitsweise eines dieser drei Werkzeuge beschrieben. Diese Beschreibung wird anhand der Fig. 2 und 3 vorgenommen.

Wie der Fig. 2 entnehmbar ist, besteht das Werkzeug aus einer gehärteten Stahlnadel 10, die einen Durchmesser von 0,3556 mm aufweist und deren spitz zulaufende Spitze 11 einen Konuswinkel von 60° besitzt. Diese Nadel 10 ist vor-und zurückbewegbar in einer Bohrung 12 in der Wandung der zylindrischen Buchse 13 angeordnet. Ein druckluftbetriebener Motor 14 ist mit der Nadel 10 verbunden, so daß die Nadelspitze 11 von der Bohrung 12 eine begrenzte einstellbare Strecke in die zentrale zylindrische Ausnehmung 15 der Buchse 13 einzutreten vermag und anschließend komplett wieder in die Bohrung 12 zurückgeführt werden kann. Mit der Nadel 10 ist weiterhin eine druckluftbetriebene Turbine 16 verbunden, die es ermöglicht, die Nadel 11 um ihre Längsachse drehen zu können.

Das verschlossene Ende 4 des Röhrchens 1 wird in die Ausnehmung 15 eingesetzt und der Motor 14 betätigt,wodurch die Nadel 11 durch

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die Wandung des Röhrchens 1 drückt, wie dies durch Fig. 31 verdeutlicht wird. Beim Eindrücken der Nadel 10 wird diese von der Turbine 16 nicht in Drehung versetzt.

Die Turbine 16 wird erst eingeschaltet, nachdem entsprechend Fig. 3 ii die Nadel 10 wieder zurückgezogen wurde, wobei die Nadel eine Bohrung in der Röhrchenwandung von unregelmäßiger Kontur zurückgelassen hat. Die Nadel 10 wird sodann in Drehung versetzt und zwar mit einer Drehzahl von 70 000 UpM. Danach wird der Motor von neuem in Betrieb genommen, so daß sich die Nadel wiederum vorwärts bewegt, wie dies in Fig. 3 iii dargestellt ist. Der Turbinenantrieb wird genau in dem Augenblick abgestellt, wo die Nadel 11 von neuem in die Bohrung an der Wand des Röhrchens 1 eintritt, so daß beim Wiedereindringen der Nadel in die Bohrung die Drehung allein durch die gespeicherte Drehenergie aufrecht erhalten wird. Ein Kontakt der sich drehenden Nadel 10 mit dem unregelmäßigen Rand der Bohrung bewirkt ein Erhitzen infolge Reibung, so daß der Kunststoff längs der Bohrungskontur schmilzt und im Bereich der Nadelspitze fließt. Die Drehenergie der Nadel 10 wird hierbei vermindert, so daß die Nadel zum Halt kommt, bevor sie gemäß Fig. 3 iv zurückgezogen wird. Das seitliche Auge, welches hierbei gebildet wird, weist den gleichen Durchmesser auf wie die Nadel 10, jedoch sind die Ränder des Auges bzw. der Bohrung verrundet, so daß ein freier FVüssigkeitsdurchfluß zum Inneren der Kanüle hergestellt wird und die glattflächigen Bohrungswandungen beim Einsetzen, Herausziehen und im eingesetzten Zustand der Kanüle nicht behindern.

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e e r s e i t e

Claims

Dipl.-Ing.

Rolf Charrier

Patentanwalt

Rchlingenstraße 8 · Postfach 260

D-8900 Augsburg 31
Telefon 08 21/3 6015+3 6016

Telex 53 3 275
P'istwheukkontn-München Nr IS4789-80I Smiths Industries Limited

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Ansprüche

Verfahren zum Herstellen einer Bohrung in einem Kunststoffteil, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich drehendes glattflächiges Werkzeug (10) in die vorhandene Bohrung (6) des Werkstücks (1) eingesetzt wird,hierbei in Kontakt steht mit den Rändern der Bohrung (6) und dabei der Rand geglättet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) am Werkstück (1) zuerst gebildet wird durch Eindrücken des Werkzeugs (10) in das Werkstück (1) bevor das Werkzeug (10) in Drehung versetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Werkzeug aus einer Nadel (10) mit einer spitz zulaufenden Spitze (11) besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Werkzeugs (10) bewirkt wird, bis das Werkzeug (10) in die Bohrung (6) eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η nz e i c h η e t , daß das Werkzeug (10) von der Bohrung (6) herausgezogen wird, nachdem das Werkzeug (10) zum Stillstand gekommen ist.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η nz e ι c h η e t , daß das Werkzeug (10) durch eine Druckluftturbine (16) in Drehung versetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (10) zur Bildung der Bohrung (6) durch einen druckluftbetriebenen Motor (14) in das Werkstück gepreßt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück ein Kunststoffröhrchen (11) ist und die Bohrung (6) seitlich in der Wandung des Röhrchens

(1) gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffröhrchen eine Kanüle ist.

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