DD228173A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von herzschrittmachergehaeusen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Herzschrittmachergehaeusen aus geschlossenen Titanhohlkoerpern. Nach dem Schneiden wird mit der gleichen Trennscheibe eine Politur der Schnittoberflaechen vorgenommen. Der Hohlkoerper wird mittels eines mechanischen Trennvorganges, dem eine elektrochemische Metallaufloesung ueberlagert ist, in zwei Haelften zerschnitten. Als Trennscheibe wird eine diamantstaubgebundene Scheibe eingesetzt. Der Elektrolyt wird im Bereich der Schnittstelle gestaut, jedoch unterhalb dieser Stelle abgefuehrt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Herzschrittmachergehäusen aus Titanhohlkörpern.

Titanhohlkörper werden insbesondere eingesetzt bei der Herstellung von Herzschrittmachern. Sie dienen zur Aufnahme der Elektronik und der Energiequelle. Ihr Verschluß erfolgt in jedem Fall hermetisch dicht. Aus dem Hohlkörper werden ein oder mehrere Anschlüsse für die Elektroden herausgeführt. Der Titanhohlkörper selbst bildet die indifferente Elektrode.

Die Liegezeiten der Herzschrittmacher betragen gegenwärtig 7-10 Jahre. Während dieser Zeit ist das Gesamtsystem der aggressiven Körperflüssigkeit ausgesetzt.

An die Oberflächenbeschaffenheit werden aus diesem Grund höchste Ansprüche gestellt. Dazu ist auch die Realisierung einer hohen Qualität bei der Herstellung des Hohlkörpers unter minimalen mechanischen Belastungen notwendig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung des Titanhohlkörpers werden zunächst Halbschalen gezogen, die die zweifache Größe bezüglich einer Längsausdehnung des eigentlichen Herzschrittmachers besitzen. Jeweils zwei Halbschalen werden miteinander mittels eines thermischen Fügeverfahrens hermetisch dicht verschweißt. Der so entstandene Hohlkörper besitzt das zweifache Volumen eines Herzschrittmachergehäuses. Zur Realisierung des jeweiligen Gehäuses ist der Hohlkörper in der Mitte zu trennen. Zum Trennen des Hohlkörpers ist ein Verfahren bekannt, bei dem mittels eines Scheibenfräsers mit einer Dicke von 1 mm unter Zuführung von Schmiermitteln getrennt wird. Das Verfahren besitzt den Nachteil, daß an den Schnittstellen eine rauhe Oberfläche mit starker Gradbildung entsteht. Diese Oberfläche verhindert einen anschließenden hermetischen Verschluß. Die geringe Schnittgeschwindigkeit gestattet keine kontinuierliche Produktion. Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird die Trennung mit Korundscheiben durchgeführt. Die Dicke der Scheibe beträgt rund 2mm, die Schnittgeschwindigkeit 5000 U.min"¹. Die Durchführung des Verfahrens bewirkt einen hohen Wärmeeintrag in die Randzonen der Schnittstellen. Dadurch kommt es zu erheblichen Aufhärtungen und Versprödungen des Titans. Bei dem nachfolgenden Verschluß der Hohlkörper bzw. des Herzschrittmachergehäuses kommt es zu Spannungen und Rißbildungen in der Schweißnaht. Damit kann die geforderte hermetische Abdichtung nicht garantiert werden.

Darüber hinaus ist ein hoher Verschleiß der Trennscheiben feststellbar, der das Verfahren relativ unökonomisch gestaltet. Die Verfahren, die sich aus dem Stand der Technik ergeben, gewährleisten nicht die wesentlichen Grundvoraussetzungen der Herzschrittmacherkapselung.

Ziel der Erfindung

Es besteht das Ziel, die Vorbereitung der Herzschrittmacherkapselung ökonomisch so zu gestalten, daß die Liegezeiten von 7 bis 10 Jahren durch die Schrittmacherkapsel nicht negativ beeinflußt werden und daß die Kapazität der Energiequelle vollständig ausgenutzt werden kann.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist dieTrennung von Titanhohlkörpern und ihr nachfolgender Einsatz in der Herzreiztechnik. Dabei sollen die Veränderungen im Metallgittergefüge an den Schnittstellen möglichst vollständig vermieden werden. Darüber hinaus ist das Verfahren so zu gestalten, daß an den Schnittstellen kein Grad entsteht und die Schnittoberflächen bezüglich ihrer Plantiefe so gering ist, daß ohne technologische Zwischenschritte ein thermisches Fügeverfahren angeschlossen werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß einem mechanischen spanabhebenden Abtrag durch Schleifen mit einer diamantstaubgebundenen Trennscheibe elektrochemischen Metallauflösung überlagert wird. Dazu wird ein aus zwei Halbschalen verschweißter Metallhohlkörper, vorzugsweise aus Titan, in einer Vorrichtung positioniert. Mit einem Spannelement über Schwingungsdämpfer wird eine unverrückbare Lagerung erreicht. Der Andruck wird gleichmäßig auf die gesamte Hohlkörperfläche ausgeübt. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß unterhalb und oberhalb der Schnittstelle wannenförmige ausgebildet.

Das Werkzeug bildet die negative und das Werkstück die positive Elektrode. Die Diamantkörner der Scheibe fungieren als ' isolierende Abstandshalter zum Werkstück.

Gemäß der Erfindung wird während des Trennes gleichzeitig ein Wirkmedium, ein Elektrolyt, in die wannenförmige Aussparung der Vorrichtung und auf die Trennscheibe gegeben. Die räumliche Gestaltung der wannenförmigen Aussparung bewirkt die Stauung der Flüssigkeit an der Schnittstelle und einen Abfluß im unteren Teil der Aussparung. Dazu sind zwei Düsen an der Vorrichtung entsprechend gehaltert. Durch den Vortrieb der rotierenden Trennscheibe erfolgt die mechanische Trennung des Hohlkörpers, gleichzeitig bewirkt der einströmende Elektrolyt am Metallhohlkörper die Zerlegung des an der Schnittstelle befindlichen Metalls in Metallionen. An der Kathode erfolgt die Aufspaltung des Elektrolyten in Wasserstoff und Hydroxyde. Die Hydroxylionen verbinden sich mit den Metallionen. Das entstandene Metallhydroxyd fällt als Schlamm aus. Der Elektrolyt sorgt außerdem für den Abtransport der Abprodukte (Schlamm) und für eine ausreichende Kühlung der Schnittfläche. Gemäß der Erfindung wird die Trennscheibe nach dem Trennvorgang mit der gleichen Geschwindigkeit durch die Schnittstelle in die Ausgangsposition zurückgeführt. Dabei erfolgt eine Politur der Schnittfläche. Nach Erreichen der Ausgangsposition der Trennscheibe erfolgt die Abschaltung der Trennscheibe und der Zufuhr des Wirkmediums.

Erfindungsgemäß wird als Spannungsqueile ein Gleichspannungswandler von 6-10V Ausgangsspannung und 20-50 A Ausgangsstrom eingesetzt. Die Trennscheibe besitzt eine Körnung von 125/180 und eine Diamantkonzentration von 100%, Ihre Schnittgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 25 m/s, ihre Vorschubgeschwindigkeit 10 mm/s.

Das eingesetzte Wirkmedium besteht erfindungsgemäß aus einer wässrigen Salzlösung, welcher ein Vernetzer im Mischungsverhältnis 1:10 zugesetzt wird.

Nach der Durchführung des Verfahrens liegen zwei Gehäusebecher vor, die bezüglich ihrer Schnittflächen über eine relativ hohe Gradarmut und über eine Schnittoberfläche verfügen, die eine äußerst geringe Rauhtiefe besitzt. In der Umgebung der Schnittstellen treten keine Veränderungen der Metallgitterstruktur auf. Nach der Einführung der Energiequelle und eines Elektronikbausteines kann ohne technologische Zwischenschritte der Verschluß des Gehäusebechers mittels eines thermischen Fügeverfahrens erfolgen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Die Figur 1 zeigt die Vorderansicht und Figur 2 die Draufsicht der Vorrichtung mit einem eingelegten Metallhöhlkörper. Die Figur 3 zeigt das Prinzip der mechanischen Trennung mit überlagerter elektrochemischer Metallauflösung. Der Metallhohikörper 1, der aus Titan besteht, Wird in den Vorrichtungsrundkörper 3 eingelegt und mit den Spannelementen 4 über die Schwingungsdämpfer 5 fixiert. Ober- und unterhalb des Titanhohlkörpers 1 befinden sich wannenförmige Aussparungen 10 und 11. Die Trennscheibe 2, deren Schnittfläche mit Diamantstaub behaftet ist, rotiert in den wannenförmigen Aussparungen 10 und 11, welche durch ein fokussierendes Prallblech 8 und einem schirmenden Einspritzkanal 9 ergänzt werden. Die Trennscheibe 2wird mit einer Scnittgeschwindigkeit von 25m/s und einer Vorschubgeschwindigkeit von 10mm/s durch den Hohlkörper 1 getrieben. Gleichzeitig erfolgt über die Düsen 6 und 7 die Zufuhr einer wässrigen Salzlösung mit einem Vernetzer, beispielsweise F 905, im Verhältnis 10:1. Aus der Düse 6 wird das Wirkmedium unter Druck in den Einspritzkanal 9 eingebracht. Das fokussierende Prallblech 8 bewirkt gleichzeitig den Stau eines Teiles der Flüssigkeit während des Trennens sowie die Umlenkung des anderen Teiles in die untere wannenförmige Aussparung. Zwischen Trennscheibe 2 und dem Titanhohlkörper 1 wird eine Spannung von 6-10V mit einem Stromfluß von 20-50 A realisiert. Im Schnittbereich ist die Trennscheibe 2 und die Schnittstelle vollständig von dem Wirkmedium umgeben. Die in der Trennfuge entstehenden Titanpartike! und Riefen werden in Titanionen umgewandelt. Dabei spaltet sich der Elektrolyt in Wasserstoff und Hydroxyde auf. Die Hydroxyde verbinden sich mit den Titanionen und fallen als Schlamm im unteren Bereich der wannenförmigen Aussparung 10 aus und werden durch das Wirkmedium ausgespült.

Durch die Düse 7 wird das Wirkmedium auch auf die Trennscheibe 2 gegeben. Dadurch wird die gesamte Trennscheibe 2 vom Wirkmedium umschlossen. Nachdem die Trennung des Titänhohikörpers 1 erfolgt ist, wird die Trennscheibe 2 mit den gleichen Schnittparametern in die Ausgangsstellung zurückgeführt und die Zufuhr des Wirkmediums unterbrochen. Während des Rückführens erfolgt ein Polieren der Schnittoberflächen, die Hohikörperhälften können der Vorrichtung entnommen werden.

Claims (3)

1. -1- 668 65

   Erfindungsansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von Herzschrittmachergehäusen durch einen mechanischen Trennvorgang mit einer rotierenden Trennscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß dem mechanischen Trennvorgang eine elektrochemische Metallauflösung überlagert wird, wobei im Bereich der Schnittstelle ein Elektrolyt kurzfristig gestaut, aber unterhalb der Schnittstelle abgeführt und daß nach dem Trennvorgang die Trennscheibe in entgegengesetzter Richtung mit gleichen Bewegungsparametern zurückgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflösung bei 6 bis 10 Volt und 20 bis 50 Ampere und einer Schnittgeschwindigkeit von 25 m/s erfolgt, wobei eine Vorschubgeschwindigkeit von 10 mm/s realisiert wird.
3. 3. Vorrichtung zur Halterung des Metallhohlkörpers nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb und oberhalb der Schnittstelle wannenförmige Aussparungen eingebracht sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen