CN104619476A - 用于激光焊接医疗装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊接医疗装置的两个部分(2，3)的方法，包括如下步骤：提供第一部分(2)，第一部分(2)具有内表面，内表面具有焊缝(32)；提供第二部分(3)，第二部分(3)具有结合部，结合部包括具有相对的焊缝(35)的外表面，其中，第一和第二部分(2，3)中的至少一个具有一个以上张紧构件(33)，张紧构件(33)构造成与第一和第二部分(2，3)中的另一个相互作用，以在第一部分(2)的焊缝(32)和第二部分(3)的相对的焊缝(35)之间生成法向力；在第一部分(2)内部插入第二部分(3)的结合部(31)；定位至少一个焊接位置(11)；以及输送至少一个脉冲的激光束能量，各脉冲被引至焊接位置(11)。

Description

用于激光焊接医疗装置的方法
技术领域
本公开涉及集成到医疗装置部分的结构塑料构件，该结构塑料构件可在组合到第二部分时生成位置不敏感的结合力，以允许焊接这两个部分，以及本公开涉及用于激光焊接医疗装置部分的方法，特别是，用于焊接一次性注射装置的部件的方法和设备。
背景技术
激光焊接已经在产业中被广泛接受，产生的焊接所用的物件的范围从香烟打火机和手表弹簧，到医疗装置及相关组件(如起搏器、植入式除颤器)、电池和混合电路封装。
焊接需要加热材料至熔融状态，使它们熔合在一起。激光可被采用以产生光能量，光能量可集中在材料的某个位置处并被吸收，生成执行焊接操作所需要的热能。通过利用在电磁谱的可见或红外部分的光能量，能量可以用光学器件从它的源引至待焊接的材料，光学器件可以以所需的精确量聚焦并引导能量。在所施加的光能量被除去后，熔融材料固化，然后开始缓慢冷却至周围材料的温度。
焊接类型可对激光焊接参数和焊接过程的稳定性产生影响。一般有两种焊接类型——缝焊和点焊。缝焊形成连续焊缝，而点焊由离散焊接位置构成。类似地，可以有直接激光焊接和透射激光焊接。
激光焊接系统通常由激光源、光束输送系统和工作站构成。二氧化碳(CO2)和Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)是用于激光焊接应用的两种激光源或激光介质。经常使用半导体激光器。YAG和CO2激光器可以用于对接接头及搭接(交叠)接头两者的缝焊和点焊。固态激光器(其包括Nd:YAG激光器、Nd:玻璃激光器，等等)经常被用在中低功率应用中，例如那些需要准焊接、同步焊接或梁式引线焊接集成电路到衬底上的薄膜互连电路，以及类似的应用。
为了精确或精密的焊接操作，固态焊接系统可以提供供同轴观看光学器件的优点，同轴观看光学器件提供放大倍数，使得可以很容易地看到激光束焦点的精确光斑。这可以使得能够更精确地对准和聚焦激光束，以及工件的观看。由于Nd:YAG激光器的波长接近可见光谱，因此光学透镜可以用于透射激光和工件的图像两者。
在一些焊接应用中，(由于例如靠近热敏感部件)需要较低的热输入，脉冲激光的操作模式可能是合适的。当激光能量通过被焊接的材料吸收时，热量被传导到材料，在非常小范围的区域中生成焊接熔池。取决于材料的类型，一些热可以通过被焊接的部分传导并远离焊接区，可能被传向热敏感材料。
透射激光焊接现已广泛用于在产业中使用波长0.8-1.1μm的激光源(如二极管、Nd:YAG激光器和光纤激光器)结合热塑性塑料。处于这些波长的辐射不易被天然塑料所吸收。因此激光吸收添加剂被放入靠下部分或作为薄的表面涂层施加在接头处。各部分被放置在一起并在焊接前被张紧。激光束穿过靠上部分，以在靠下部分的吸收面处加热接头。在下部塑料中或上的吸收剂通常是碳，或具有最小的可见颜色的红外线吸收剂，允许宽范围的待焊接部分的颜色和外观。与直接焊接相比，透射激光焊接能够焊接更厚的部分，并且由于热影响区被限制在接头区域中，外表面不会有任何标记。
执行一些焊接操作所需要的时间的量对制造这种装置施加了约束，因为需要保持相对低的热输入到该装置，以及需要实现完成充分焊接所需的焊接重叠程度。此外，装置部件的物理尺寸和各部分的几何关系也可能影响焊接效率，因而影响制造时间。通过高效、实时的焊接方法最大限度地减少制造时间，会增加装置制造速度并减少制造费用。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种用于焊接医疗装置的两个部分的改进的方法。
一些实施例中提供了塑料装置部分的结构塑料部件，特别是结构偏压部件，以在这些部分被结合在一起时生成所需的结合力，无需在制造期间使用外部装置来生成这些力。所提供的结构塑料部件可以被集成到被结合的部分。在被结合到一起之后，这些部分可以被焊接。在待焊接的医疗装置部分上采用多个这些结构偏压部件的激光焊接的方法，可以获得更快的周期时间，并且可以增加制造生产量。此外，这样的方法可以不依赖于外部装置来生成所需的结合力。
一些实施例包括激光焊接方法，该方法在装置的部分之一上采用一个以上局部偏压构件(特别是张紧构件)，以在待焊接在一起的两个部分之间施加所需的张紧。张紧构件可在待焊接在一起的两个部分之间生成法向力。
本公开的一些实施例在第一部分和第二部分(特别是一次性注射装置的药筒保持器和本体壳体)上提供了配合的张紧构件，以在高速组装过程中生成实现激光焊接所必需的张紧。
根据一个方面，提供一种焊接医疗装置的两个部分的方法，包括如下步骤：提供第一部分，第一部分具有内表面，内表面提供有焊缝；提供第二部分，第二部分具有结合部，结合部包括具有相对的焊缝的外表面，其中，第一和第二部分中的至少一个具有一个以上张紧构件，张紧构件构造成与第一和第二部分中的另一个相互作用，以在第一部分的焊缝和第二部分的相对的焊缝之间生成法向力，并且包括步骤：在第一部分内部插入第二部分的结合部，并且包括步骤：定位至少一个焊接位置。所述方法还包括步骤：输送至少一个脉冲的激光束能量，每个脉冲被引至焊接位置。
例如，第一和第二部分可以是药物输送装置的壳体的部分。特别是，第一部分可是药筒保持器，第二部分可是主体壳体。第一和第二部分可被构造成一次性注射医疗装置的部分。第一部分和第二部分中的至少一个可为筒状。
所述一个以上张紧构件可以在第一部分和第二部分之间生成法向力。所述一个以上张紧构件可以是第一和第二部分之一的一体化部分。特别是，所述一个以上张紧构件可以定位在第一部分的内表面处，或定位在第二部分的外表面处，或定位在这两处。例如，一个张紧构件可位于第一部分的内表面，而一个张紧构件可位于第二部分的外表面。作为替换方式，两个张紧构件可位于第二部分的外表面，而没有一个位于第一部分的内表面上。作为替换方式，所述一个以上张紧构件可具有任何其它数目和分布。
根据该方法的一个实施例，所述至少一个张紧部件可以位于与焊缝不同的位置处。作为替换方式，所述至少一个张紧构件可被定位在与焊缝中的一个相同的位置处。
所述至少一个张紧构件可包括一个以上突出部。突出部可被构造成凸起的肋。肋可从远侧位置向近侧位置延伸。
根据该方法的一个实施例，张紧构件(特别是突出部)可包括便于第一和第二部分组装的插入点。特别是，插入点可以包括在张紧构件一端的倒角表面。插入点可以构造成便于第二部分插入第一部分中。
根据该方法中的一个实施例，第一和第二部分中的一个或两个可以通过所述至少一个张紧构件生成的力发生变形。例如，至少一个张紧构件与第一或第二部分中的一个的表面相互作用，可导致不包括张紧构件的部分(特别是在焊缝位置处)变形。另外或作为替换方式，包括张紧构件的部分可发生变形。由于该变形，在焊缝和相对的焊缝之间生成了法向力。
第一和第二部分可进一步包括插入构件，以确保这些部分的正确取向。插入构件可接合在第一和第二部分中的另一个的表面上的通道中。
优选地，被焊接的部分没有受到由外部装置产生的配接力。
用于制造焊接的医疗装置的这些和其他描述以及描绘的实施例在下面和附图、权利要求中进行描述。
如本文中使用的，术语“药剂(medicament)”意指含有至少一种药学活性化合物的药物配制剂，
其中在一个实施方案中，所述药学活性化合物具有多至1500Da的分子量并且/或者是肽、蛋白质、多糖、疫苗、DNA、RNA、酶、抗体或其片段、激素或寡核苷酸，或是上述药学活性化合物的混合物，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物对于治疗和/或预防糖尿病或与糖尿病有关的并发症，诸如糖尿病性视网膜病(diabetic retinopathy)、血栓栓塞病症(thromboembolism disorders)诸如深静脉或肺血栓栓塞、急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome，ACS)、心绞痛、心肌梗死、癌症、黄斑变性(macular degeneration)、炎症、枯草热、动脉粥样硬化和/或类风湿关节炎是有用的，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物包括至少一种用于治疗和/或预防糖尿病或与糖尿病有关的并发症(诸如糖尿病性视网膜病)的肽，
其中在又一个实施方案中，所述药学活性化合物包括至少一种人胰岛素或人胰岛素类似物或衍生物、胰高血糖素样肽(glucagon-like peptide，GLP-1)或其类似物或衍生物、或毒蜥外泌肽-3(exedin-3)或毒蜥外泌肽-4(exedin-4)或毒蜥外泌肽-3或毒蜥外泌肽-4的类似物或衍生物。
胰岛素类似物例如Gly(A21)、Arg(B31)、Arg(B32)人胰岛素；Lys(B3)、Glu(B29)人胰岛素；Lys(B28)、Pro(B29)人胰岛素；Asp(B28)人胰岛素；人胰岛素，其中B28位的脯氨酸被替换为Asp、Lys、Leu、Val或Ala且其中B29位的赖氨酸可以替换为Pro；Ala(B26)人胰岛素；Des(B28-B30)人胰岛素；Des(B27)人胰岛素；和Des(B30)人胰岛素。
胰岛素衍生物例如B29-N-肉豆蔻酰-des(B30)人胰岛素；B29-N-棕榈酰-des(B30)人胰岛素；B29-N-肉豆蔻酰人胰岛素；B29-N-棕榈酰人胰岛素；B28-N-肉豆蔻酰LysB28ProB29人胰岛素；B28-N-棕榈酰-LysB28ProB29人胰岛素；B30-N-肉豆蔻酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B30-N-棕榈酰-ThrB29LysB30人胰岛素；B29-N-(N-棕榈酰-Υ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素；B29-N-(N-石胆酰-Υ-谷氨酰)-des(B30)人胰岛素；B29-N-(ω-羧基十七酰)-des(B30)人胰岛素和B29-N-(ω-羧基十七酰)人胰岛素。
毒蜥外泌肽-4意指例如毒蜥外泌肽-4(1-39)，其是具有下述序列的肽：HHis-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-NH2。
毒蜥外泌肽-4衍生物例如选自下述化合物列表：
H-(Lys)4-des Pro36,des Pro37毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-(Lys)5-des Pro36,des Pro37毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)；或
des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
des Pro36[Met(O)14Trp(O2)25,IsoAsp28]毒蜥外泌肽-4(1-39),
其中-Lys6-NH2基团可以结合于毒蜥外泌肽-4衍生物的C端；
或下述序列的毒蜥外泌肽-4衍生物
H-(Lys)6-des Pro36[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2,
des Asp28Pro36,Pro37,Pro38毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-Asn-(Glu)5des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2,
H-des Asp28Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2,
des Met(O)14Asp28Pro36,Pro37,Pro38毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-(Lys)6-desPro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-Asn-(Glu)5des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-Lys6-des Pro36[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-Lys6-NH2,
H-des Asp28Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-NH2,
des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2,
H-(Lys)6-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(S1-39)-(Lys)6-NH2,
H-Asn-(Glu)5-des Pro36,Pro37,Pro38[Met(O)14,Trp(O2)25,Asp28]毒蜥外泌肽-4(1-39)-(Lys)6-NH2；
或前述任一种毒蜥外泌肽-4衍生物的药学可接受盐或溶剂合物。
激素例如在Rote Liste,ed.2008,第50章中列出的垂体激素(hypophysishormones)或下丘脑激素(hypothalamus hormones)或调节性活性肽(regulatory active peptides)和它们的拮抗剂，诸如促性腺激素(促滤泡素(Follitropin)、促黄体激素(Lutropin)、绒毛膜促性腺激素(Choriongonadotropin)、绝经促性素(Menotropin))、Somatropine(生长激素(Somatropin))、去氨加压素(Desmopressin)、特利加压素(Terlipressin)、戈那瑞林(Gonadorelin)、曲普瑞林(Triptorelin)、亮丙瑞林(Leuprorelin)、布舍瑞林(Buserelin)、那法瑞林(Nafarelin)、戈舍瑞林(Goserelin)。
多糖例如葡糖胺聚糖(glucosaminoglycane)、透明质酸(hyaluronic acid)、肝素、低分子量肝素或超低分子量肝素或其衍生物，或前述多糖的硫酸化，例如多硫酸化的形式，和/或其药学可接受的盐。多硫酸化低分子量肝素的药学可接受盐的一个实例是依诺肝素钠(enoxaparin sodium)。
抗体是球状血浆蛋白质(～150kDa)，也称为免疫球蛋白，其共有一种基础结构。因为它们具有添加至氨基酸残基的糖链，所以它们是糖蛋白。每个抗体的基础功能单元是免疫球蛋白(Ig)单体(仅含有一个Ig单元)；分泌的抗体也可以是具有两个Ig单元的二聚体如IgA、具有四个Ig单元的四聚体如硬骨鱼(teleost fish)的IgM、或具有五个Ig单元的五聚体如哺乳动物的IgM。
Ig单体是“Y”形分子，其由四条多肽链组成；两条相同的重链和两条相同的轻链，它们通过半胱氨酸残基之间的二硫键连接。每条重链长约440个氨基酸；每条轻链长约220个氨基酸。每条重链和轻链均含有链内二硫键，链内二硫键稳定它们的折叠。每条链都由称为Ig域的结构域构成。这些域含有约70-110个氨基酸，并根据它们的大小和功能分类被归入不同的范畴(例如，可变或V、恒定或C)。它们具有特征性的免疫球蛋白折叠，其中两个β片层创建一种“三明治”形状，该形状由保守的半胱氨酸和其它带电荷的氨基酸之间的相互作用而保持在一起。
哺乳动物Ig重链有五种类型，表示为α、δ、ε、γ、和μ。存在的重链的类型决定抗体的同种型；这些链分别可以在IgA、IgD、IgE、IgG、和IgM抗体中找到。
不同的重链的大小和组成是不同的；α和γ含有大约450个氨基酸，δ含有大约500个氨基酸，而μ和ε具有大约550个氨基酸。每条重链具有两个区，即恒定区(CH)和可变区(VH)。在一个物种中，恒定区在同一同种型的所有抗体中是基本上相同的，但是在不同同种型的抗体中是不同的。重链γ、α和δ具有包含三个串联Ig域的恒定区，和用于增加柔性的绞链区；重链μ和ε具有包含四个免疫球蛋白域的恒定区。重链的可变区在由不同B细胞生成的抗体中是不同的，但其对于由单个B细胞或单个B细胞克隆生成的所有抗体而言是相同的。每条重链的可变区为大约110氨基酸长并包含单个Ig域。
在哺乳动物中，有两种类型的免疫球蛋白轻链，表示为λ和κ。轻链具有两个连续的域：一个恒定域(CL)和一个可变域(VL)。轻链长大约211到217个氨基酸。每个抗体含有两条轻链，它们总是相同的；在哺乳动物中每个抗体仅存在一种类型的轻链，或是κ或是λ。
如上文详述的，虽然所有抗体的大体结构非常相似，但是给定抗体的独特性质是由可变(V)区决定的。更具体地说，可变环--其在轻链(VL)上和重链(VH)上各有三个--负责结合抗原，即抗原特异性。这些环被称为互补决定区(Complementarity Determining Regions，CDRs)。因为来自VH和VL域的CDR都对抗原结合位点有贡献，所以是重链和轻链的组合，而不是其中单独一个，决定最终的抗原特异性。
“抗体片段”含有如上定义的至少一个抗原结合片段，并呈现与衍生抗体片段的完整抗体基本上相同的功能和特异性。以木瓜蛋白酶(papain)限制性的蛋白水解消化将Ig原型裂解为三个片段。两个相同的氨基末端片段是抗原结合片段(Fab)，每个片段含有一个完整L链和大约一半H链。第三个片段是可结晶片段(Fc)，其大小相似但包含的是两条重链的羧基末端的那一半，并具备链间二硫键。Fc含有糖、补体结合位点、和FcR结合位点。限制性的胃蛋白酶(pepsin)消化产生含有两条Fab和铰链区的单一F(ab')2片段，其包括H-H链间二硫键。F(ab')2对于抗原结合而言是二价的。F(ab')2的二硫键可以裂解以获得Fab'。此外，可将重链和轻链的可变区融合到一起以形成单链可变片段(scFv)。
药学可接受盐例如酸加成盐和碱性盐。酸加成盐例如HCl或HBr盐。碱性盐例如具有选自碱或碱土的阳离子，例如Na+、或K+、或Ca2+，或铵离子N+(R1)(R2)(R3)(R4)的盐，其中R1至R4彼此独立地为：氢、任选取代的C1-C6烷基、任选取代的C2-C6烯基、任选取代的C6-C10芳基、或任选取代的C6-C10杂芳基。药学可接受盐的更多实例在"Remington'sPharmaceutical Sciences"17.ed.Alfonso R.Gennaro(Ed.),Mark PublishingCompany,Easton,Pa.,U.S.A.,1985中及Encyclopedia of PharmaceuticalTechnology中描述。
药学可接受溶剂合物例如水合物。
附图说明
图1是完全组装的和剖视图形式的未组装的一次性注射医疗装置的简化示意图。
图2是透射焊接过程的图示。
图3是一个实施例的透视图，其中示出了从第二部分向远侧延伸的张紧构件，并显示出在被组装到第一部分的过程中的第二部分，第二部分通过将第二部分的结合部插入第一部分内而组装到第一部分。接下来的步骤是将第一和第二部分焊接在一起。
具体实施方式
对本发明一些图示实施例的以下描述被提供用以使得本领域技术人员能够理解本发明的一些方面，包括非实质性的修改，并且如所描绘和描述的那样制造和使用本发明，以说明本发明的其他方面。对图示实施例的各种修改将是本领域技术人员所显而易见的，并且在此处的通用原理可以应用于其他实施例和应用，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。因此，本发明并不意在受限于示出的实施例，而是意在符合与在此处所公开的原理和特征一致的最广范围。下面的详细说明应参考附图阅读，其中在不同图中的类似的元件具有类似的附图标记。附图(不一定按比例)描述了选定的实施方案，不意在限制本发明的范围。本领域技术人员将认识到本文中所提供的实例有许多落入本发明的范围之内的有用的替代例。
仅为说明的目的，本发明的实施例在下面是就一次性注射装置的情形进行描述的，具体的，是将塑料药筒保持器焊接到容纳剂量设定机构和剂量输送机构的塑料主体壳体的情形。然而，本发明的实施例不限于注射装置，而是可以在用于治疗患者医疗状态的许多不同类型的电子和机械装置(例如便携泵、起搏器、神经刺激器和其它治疗物质输送系统)中采用。
图1是处于完全组装状态1的和剖视图形式的处于未组装状态10的一次性注射装置(特别是注射笔)的一个例子的简化示意图。该笔具有作为药筒保持器区段的第一部分2，其中容纳药剂6的药筒。注射装置1还具有作为主体壳体区段的第二部分3，其包围剂量设定和剂量输送机构。第一部分2和第二部分3在制造和组装期间被连接在一起，并共用共同的接缝4。在组装第一和第二部分2、3期间，接缝4可用作止挡表面。第一部分2和第二部分3被构造成通过激光焊接连接在一起。例如，可使用透射激光。激光可以被引至焊接位置11。优选地，至少在焊缝32和相对的焊缝35的区域中，焊接第一和第二部分2、3。
图2图示出透射激光如何被用于焊接两个塑料部分20和21，其中，顶部部分20对于激光束23是透明的，而底部部分21对于激光束23可以是透明或不透明的。部分20和21可以是第一和第二部分2、3。例如，底部部分21包括吸收激光束23的材料。激光吸收材料位于待焊接区域中。底部部分21的主材料可以吸收激光。例如，底部部分21包括红外线吸收塑料材料。作为替换方式或者另外的，例如在(特别是通过双组分注射模制)制造底部部分21期间，底部部分21可以设置有激光吸收材料。激光吸收材料可以至少设置在底部部分21的限定区域中。在吸收材料(例如红外线吸收剂)所在的底部部分21上的位置处，生成焊接区26。箭头24指示出在需要连续焊接的那些情况中的激光束23的路径。作为替换方式，可进行绕焊、准同步焊接或同步激光焊接。为了获得可接受的焊接，两个部分20和21在压力22下被夹紧。可以使用外部装置(例如压罩或压力垫)来应用这样的压力。需要使用外部装置向这两个部分施加这种压力，会减缓制造和装配过程。本公开不需要这个外部力产生装置，从而简化了大批量生产过程。
图3示出了第一和第二部分2、3的区段。在本实施例中，通过将张紧构件33添加到一个以上部分，使得当所述部分结合在一起时，张紧构件33施加垂直于激光被引至的焊接位置11的力，如此不再需要外部压力装置。在图3中，张紧构件33被定位在第二部分3的外表面处，特别是在与焊缝35相同的位置处。原则上，张紧构件33可以定位于部分2、3任一者之上或两者之上。通过改变所述部分中的一个或两个的几何尺寸，可提供所需的配接力，但在一些医疗装置(例如注射装置)中，几何变形可能导致该装置不能正常工作。本实施例的张紧构件33优选地是一个以上突出部34(特别是肋)，该突出部产生位置不敏感的结合力。“位置不敏感的”可意味着没有必要精调这些突出部34的位置。代之以所需的张紧力可主要通过突出部34的高度来调节。在所述实施例中，两个几乎同心的部分(特别是第一和第二部分2、3)通过将一者插入另一者来装配。小间隙位于在接合区域中的这些部分之间。张紧构件33(特别是突出部34)从第二部分3的外表面突出。它们的高度大于间隙的尺寸。
所述至少一个张紧构件33与第一部分2的内表面相互作用，导致所述第一部分2和/或第二部分3变形。部分2、3可以特别是通过张紧构件33(特别是突出部34)所产生的结合力发生变形，改变其半同心形状。这种变形也可能出现在盒形部分和平的壁部。部件的弹性应变力提供了结合力。
第一和第二部分2、3变形，使得第一和第二部分2、3之间的间隙至少在可进行焊接位置处闭合。在一个实施例中，第一和第二部分2、3可以变形，使得它们在没有张紧构件33(特别是没有突起部34)的表面处机械接触。作为例子，由于张紧构件33施加在第二部分3上的张紧力的作用，第二部分3可以在张紧构件33所处位置处向内变形。此外，在没有张紧构件33存在的位置处，第二部分3可向外变形，以弥补向内变形。特别是，第二部分3可以在垂直于由张紧构件33产生的张紧力的向外方向上发生变形。作为替换方式或者另外的，第一部分2可以由于由张紧构件作用在第一部分2上的力而在张紧构件33所处的位置处向外变形。为了弥补向外变形，第一部分2可以在没有张紧构件33的位置处向内变形。特别是，第一部分2可在垂直于由张紧构件33产生的张紧力的方向上向内变形。由于所述部分2、3中的一个或两个的变形，所述部分2、3被压在一起。特别是，在没有张紧构件33的位置处，在焊接接缝之间生成法向力。由此，可在压紧位置处进行焊接。
第二部分3可以具有多个张紧构件33，特别是，围绕第二部分3的结合区段31的外周沿径向间隔开的突出部34。张紧构件33(特别是突出部34)可以被定位在与焊缝32、35不同的位置处。作为替换方式，张紧构件33(特别是突出部34)可被定位在与焊缝32、35相同的位置处。这些突出部34优选地略微凸起，使得它们在第一部分2的内侧周面32(参见图1)上施加法向张紧力。突出部34的长度和厚度确定可以进行焊接的可能纵向位置。
为了有助于结合第一和第二部分2、3，可能需要使用插入构件30。在一个部分发生了形变时，这是特别有益的。类似地，数量等于另外的取向或插入构件30的多个通道或凹槽8可以被包括在第一部分2的内侧周面32上，以便有助于组装过程，并确保部分2、3的正确取向。优选地，本公开的张紧构件33集成到结合的部分2、3中的至少一个，并优选地在用于制造各部分的模制过程期间形成。
突出部34包括构造成便于所述第一和第二部分2、3的组装的插入点。特别是，一个插入点可以是突出部34的包括倒角表面的端部。例如，第二部分3被构造为在突出部的倒角表面向前的状态下插入到第一部分2中。由此，第二部分3可以容易地滑动到第一部分2中，不需要精调。在一个替代实施例中，插入点可以是第一部分2的一部分，或第一和第二部分2、3两者都可以包括插入点。
一旦部分2、3结合并保持就位，连续的激光脉冲可以输送到给定位置，以生成焊接。在本发明的一些实施例中，可通过使用受控或定向激光束系统，控制激光能量输送到工件的特定位置上。受控或定向激光束系统相对于工件移动激光束，以将激光能量引至特定位置。这些技术已经被发展用于其中工件需要以相对高的速度被处理以降低成本的应用中。在一些情况下，需要使用反射镜，用于反射激光束以将该激光束的焦点引至工件上的所需位置。通常使用计算机控制的系统，在焊接过程中调整反射镜的位置和角度，以改变激光束的焦点在工件上的位置。
可以通过使用光学器件(例如聚焦透镜、反射镜等)或光纤束输送(FOBD)系统，或它们的一些组合，将激光能量输送到工件并引至特定的位置。当使用光学器件(例如聚焦透镜、反射镜等)时，激光可以例如邻近工作站或夹具的顶部定位，并且反射镜可以相对于激光源成一定的角度和位置定位，以引导激光束通过聚焦透镜并引至工件的特定位置。FOBD系统使用光缆将激光能量输送到工作站，使激光源在焊接期间远离工件定位(如果需要的话)。FOBD系统可以被构造成允许一个激光源的输出为在不同位置的多个工作站提供待使用的激光能量。
因此，在此处公开、描绘和描述了本发明的选择实施例。本领域技术人员将会理解，本发明可以以除上述公开以外的其它实施例实施。提出所公开的实施例是为了说明性的目的，而非限制性的，并且本发明仅由随后的权利要求(包括这些权利要求的非实质性的变化)限制。
附图标记
1   在组装状态下的注射装置        2   第一部分
3   第二部分                      4   接缝
8   凹槽                          10  在未组装状态下的注射装置
11  焊接位置                      20  顶部部分
21  底部部分                      22  压力
23  激光束                        24  激光束23的路径
26  焊接区                        30  插入构件
31  结合区段                      32  焊缝
33  张紧构件                      34  突出部
35  相对的焊缝

Claims (15)

1.一种焊接医疗装置的两个部分的方法，包括：
a.提供第一部分(2)，第一部分(2)具有内表面，内表面具有焊缝(32)；
b.提供第二部分(3)，第二部分(3)具有结合部，结合部包括具有相对的焊缝(35)的外表面，其中，第一和第二部分(2，3)中的至少一个具有一个以上张紧构件(33)，张紧构件(33)构造成与第一和第二部分(2，3)中的另一个相互作用，以在第一部分(2)的焊缝(32)和第二部分(3)的相对的焊缝(35)之间生成法向力；
c.在第一部分(2)内部插入第二部分(3)的结合部(31)；
d.定位至少一个焊接位置(11)；以及
e.输送被引至焊接位置(11)的至少一个脉冲的激光束能量；
其中，所述一个以上张紧构件(33)被定位在与焊缝(32，35)不同的位置。
2.根据权利要求1的激光焊接方法，其中，所述一个以上张紧构件(33)是第一和第二部分(2，3)中的一个或两个的一体部分。
3.根据权利要求1或2的激光焊接方法，其中，所述一个以上张紧构件(33)定位在第一部分(2)的内表面处，或定位在第二部分(3)的外表面处，或定位在这两处。
4.根据权利要求1至3中的任一项的激光焊接方法，其中，所述一个以上张紧构件(33)包括一个以上突出部(34)。
5.根据权利要求4的激光焊接方法，其中，所述一个以上突出部(34)被构造成凸起的肋。
6.根据权利要求4或5中的任一项的激光焊接方法，其中，所述一个以上突出部(34)包括便于第一和第二部分(2，3)组装的插入点。
7.根据权利要求1至6中的任一项的激光焊接方法，其中，第一和第二部分(2，3)中的一个或两个通过所述一个以上张紧构件(33)生成的结合力发生变形。
8.根据权利要求7的激光焊接方法，其中，所述一个以上张紧构件(33)与第一或第二部分(2，3)中的一个的表面的相互作用，导致至少不包括张紧构件(33)的部分(2，3)至少在焊缝(32，35)的位置处发生变形。
9.根据权利要求7的激光焊接方法，其中，第一和第二部分(2，3)中的至少一个发生变形，使得它们在未定位有张紧构件(33)的表面处发生机械接触。
10.根据权利要求7的激光焊接方法，其中，由于所述一个以上部分(2，3)的变形，所述部分(2，3)被压在一起，并且在焊缝(32，35)之间没有张紧构件(33)的位置处生成法向力。
11.根据权利要求1至10中的任一项的激光焊接方法，其中，第一和第二部分(2，3)中的一个或两个包括插入构件(30)，以确保所述部分(2，3)的正确取向。
12.根据权利要求1至11中的任一项的激光焊接方法，其中，第一和第二部分(2，3)被构造成一次性注射医疗装置的部分。
13.根据权利要求1至12中的任一项的激光焊接方法，其中，被焊接的部分(2，3)没有受到由外部装置产生的配接力。
14.根据权利要求1至13中的任一项的激光焊接方法，其中，第一部分(2)和第二部分(3)中的至少一个是筒形。
15.根据权利要求1到14中的任一项的激光焊接方法，其中，一间隙位于第一和第二部分(2，3)之间在结合区域中，其中，第一和第二部分(2，3)发生变形，使得间隙至少在可进行焊接的位置(11)处闭合。
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