DE10020602A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung doppelt armierter Nahtmaterialien - Google Patents

Abstract

Es wird eine halbautomatische Maschine zur Herstellung doppelt armierter Nahtmaterialien, d. h. eines Nahtmaterials (42) mit einer chirurgischen Nadel (39a, 39b) an jedem seiner Enden, wobei die chirurgischen Nadeln (39) als Schüttung und das Nahtmaterial (42) in unbestimmter Länge (304) zugeführt werden, vorgeschlagen. In jeder der chirurgischen Nadeln (39) ist eine Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44) zur Aufnahme des Nahtmaterials (42) ausgebildet. Die Maschine weist eine Nadel-Vereinzelungsstation (50), eine Präzisions-Positionierungsstation (100), eine Nahtmaterial-Zuführungs- und -Schneidstation (300), eine Quetschstation (200), eine Zugprüfungsstation (400) sowie eine Entladestation (500) auf. Ein auf einer Weiterschalt-Einrichtung (150) befestigter Universalgreifer (155) nimmt jede einzelne Nadel (39) automatisch in einer vorgegebenen Ausrichtung auf und befördert die Nadel (39) zur aufeinanderfolgenden Bearbeitung von Station zu Station, um eine Nadel-Nahtmaterial-Anordnung herzustellen. Eine Nahtmaterial-Zieh- und -Schneidstation (300) setzt ein Ende des Nahtmaterials unbestimmter Länge automatisch in die erste (39a) eines Paares von Nadeln (39a, 39b) zur Herstellung des doppelt armierten Nahtmaterials ein. Es ist eine Quetschstation (200) vorgesehen, um die Nadel (39) zu quetschen, wodurch die Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44) rund um das Nahtmaterial (42) geschlossen und dieses dadurch befestigt wird. Dann schneidet die Nahtmaterial-Zieh- und -Schneidstation ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Maschinen zum automatischen Quetschen von Nadeln, wie beispielsweise zum Verbinden chirurgischer Nadeln mit Nahtmaterial und speziell betrifft sie eine Maschine, die ein doppelt armiertes Nahtmaterial, d. h. zwei Na­ deln, an denen ein Nahtmaterialstrang bestimmter Länge befestigt ist, automatisch quetscht, prüft und fertigstellt.

Diese Anmeldung beschreibt im Detail eine Verbesserung eines Teiles der Vorrichtung, wie sie in einer Reihe von US-Patenten beschrieben ist, von denen das US-Patent Nr. 5.438.746 mit dem Titel "Needle Threading and Swaging System" ("Nadel- Fadeneinführungs- und Quetsch-System") typisch ist. Alle Patente zu dieser Vorrichtung wurden an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung abgetreten.

Die im US-Patent Nr. 5.438.746 beschriebene automatische Nadel-Nahtmaterial- Fadeneinführungsmaschine ist eine hoch automatisierte Maschine, die zur Herstellung und Verpackung großer Mengen von Nadeln und Nahtmaterial vorgesehen ist, wobei in einem einzigen Durchlauf 20.000 bis 40.000 Nadeln mit Nahtmaterial hergestellt werden sollen.

Die vorliegende Anmeldung beschreibt eine verbesserte Nahtmaterial-Turm-Baugruppe zur Anwendung mit einem Quetsch-Drehtisch zum Verbinden eines Nadelpaares mit einem einzigen Nahtmaterial durch Quetschen, wobei die Zufuhr des Nahtmaterials und dessen Schneiden auf Länge in einer Nahtmaterial-Turm-Vorrichtung erfolgt, um ein doppelt ar­ miertes Nahtmaterial, d. h. ein Nahtmaterial herzustellen, an dessen beiden Enden eine chirurgische Nadel durch Quetschen befestigt ist.

Die verbesserte Nahtmaterial-Turm-Baugruppe nach der vorliegenden Anmeldung weist einen verbesserten Dreh- oder umkehrbaren Nahtmaterial-Greifer, ein verbessertes Verfah­ ren für die Nahtmaterialschneid- und -Einsetzvorgänge, einen verbesserten Nocken- Drehtisch, einen verbesserten Universal-Nadelgreifer sowie eine verbesserte Verschie­ bungs-Baugruppe zur Plazierung und zum Zurückziehen in einen bzw. aus einem Werk­ zeugausschnitt-Bereich eines festen Quetschwerkzeuges auf.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf Verbesserungen von alleinstehenden Quetschmaschinen, die besonders zur nachfolgenden automatischen Handhabung der Na­ del, zum automatischen Quetschen, zur automatischen Zugprüfung der Nadel- Nahtmaterial-Kombination (armiertes Nahtmaterial) sowie zum Bündeln der armierten Nahtmaterialien für eine künftige Verpackung geeignet ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Maschine zu schaffen, welche sowohl kleine Chargen als auch Produktionsdurchläufe doppelt armierten Nahtmaterials effizient bewältigt und auch Spitzennadeln sowie Nadeln mit superscharfen Schneidkanten in effizi­ enter Weise handhabt, ohne die Schneidkante der Nadel abzustumpfen, während dieselbe für eine künftige Verpackung gebündelt wird.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine zu schaffen, die in ihrer Wirkungsweise flexibel ist und einen schnellen Wechsel zwischen Fertigungslosen gestattet sowie die Anzahl der Teile minimiert, die beim Wechsel von einer Nadel- oder Nahtmaterial-Größe zur anderen ausgetauscht werden müssen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine zu schaffen, mit welcher Einzeldurchläufe oder "Doktor-Sonderanfertigungen", wie sie im Handel auch be­ zeichnet werden, möglich sind, wenn ein bestimmter Chirurg den Wunsch nach unüblichen Kombinationen von Nadel-Typ und -Größe sowie Nahtmaterial äußert.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vielzahl auf dem Quetsch- Drehtisch befestigter Universalgreifer zur aufeinanderfolgenden Aufnahme einer einzelnen aus einer Vielzahl an einer ersten Position präzise positionierter Nadeln zu schaffen, wel­ che die einzelnen aufeinanderfolgenden Nadeln dann in vorgegebener Ausrichtung von der ersten vorgegebenen Position durch aufeinanderfolgende Positionen zu aufeinanderfolgen­ den Arbeitsgängen weiterschalten, wobei jeder Universalgreifer ein Nocken-Eingriffsglied aufweist, welches mit dem Nocken-Drehtisch zusammenwirkt, um eine Hin- und Herbe­ wegung der Universalgreifer in radialer Richtung in bezug auf den Quetsch-Drehtisch als Reaktion auf die Drehung des Nocken-Drehtisches zu erzeugen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Quetsch- Drehtisch mit einer seitlichen Verschiebungsbewegung der Universalgreifer zu schaffen, welche es den Universalgreifern ermöglicht, die gehaltenen Nadeln in einer Quetschvor­ richtung mit einer Quetschwerkzeugöffnung in einem festen Quetschwerkzeug zu positio­ nieren und von dort zurückzuziehen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Universalgreifer zu schaffen, welcher durch den Quetsch-Drehtisch zu jeder der vorgegebenen Positionen gedreht sowie durch den Nocken-Drehtisch an jeder aus der Vielzahl dieser vorgegebenen Positionen in eine Arbeitsposition und aus dieser wieder heraus bewegt wird.

Schließlich ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine drehbare Anordnung von Nadel- Sammelschalen zu schaffen, welche das Sammeln einer vorgegebenen Anzahl von Nadel- Nahtmaterial-Anordnungen ermöglicht.

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht auf das System zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben, welches einen halbautomatischen Nadel-Sortier- und Vereinze­ lungs-Tisch zur Zuführung einzelner Nadeln zu einem auf einem Quetsch-Drehtisch befe­ stigten Universalgreifer, eine automatische Quetschstation, eine automatische Zugprü­ fungsstation sowie eine Entlade- und Bündelungsstation für armiertes Nahtmaterial enthält.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer doppelt armierten Nahtmaterial-Anordnung mit angeschärften Nadeln, welche für diejenigen Nadeln typisch sind, die entsprechend der vorliegenden Erfindung vereinzelt und gequetscht werden sollen.

Die Fig. 3(a) bis 3(d) bilden zusammen ein Flußdiagramm, welches den Prozeß des Systems zum Fadeneinführen in eine Nadel und zum Quetschen derselben nach der vorlie­ genden Erfindung illustriert.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Bedienungsstation, einen Steuerungscomputer, Teile der Roboter-Handhabungs-Vorrichtung sowie den Quetsch-Antrieb der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die vorliegende Erfindung, wobei die in Fig. 4 dargestell­ ten Schutzvorrichtungen für das Bedienungspersonal entfernt sind.

Fig. 6 ist eine detaillierte Seitenansicht der vorliegenden Erfindung von einer zur Fig. 4 entgegengesetzten Seite, wobei die Schutzvorrichtungen für das Bedienungspersonal ent­ fernt sind.

Fig. 7(a) ist eine Ansicht eines Teiles der Vorrichtung und zeigt den erfindungsgemäßen Antrieb für den Nocken-Drehtisch und den Quetsch-Drehtisch nach der vorliegenden Er­ findung.

Fig. 7(b) ist eine Seitenansicht des Antriebes für den in der Fig. 7(a) dargestellten Quetsch-Drehtisch.

Fig. 8 ist eine detaillierte und teilweise entlang der Linien A-A in Fig. 7(a) geschnitte­ ne Ansicht des Antriebes für den Quetsch-Drehtisch und zeigt einen Universalgreifer, der zur Bewegung nach außen und zur Aufnahme einer ausgerichteten chirurgischen Nadel von einem Präzisionsförderer bereit ist.

Fig. 9 ist eine Vorderansicht der Nahtmaterial-Zieh- und -Schneid-Turm-Baugruppe, wie sie bei der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.

Fig. 10 ist eine vergrößerte Vorderansicht der Nahtmaterial-Zieh-Baugruppen, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden sowie ihrer Stellung zur Schneidachse zum Zeitpunkt der Durchführung des Schnittes.

Fig. 11 ist eine vergrößerte Draufsicht auf die umkehrbare Nahtmaterial-Klammer nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Klammern in offener und geschlossener Stellung dargestellt sind.

Fig. 12(a) ist eine vergrößerte Seitenansicht der umkehrbaren Nahtmaterial-Klammer aus der Draufsicht von Fig. 11 in umgekehrter Stellung.

Fig. 12(b) ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles der in Fig. 12(a) dargestellten umkehrbaren Nahtmaterial-Klammer, wobei die Klammer in eine Einsetzstellung gedreht ist.

Fig. 13(a) ist eine Draufsicht auf die Nahtmaterial-Anspitz-Baugruppe, wie sie in der in Fig. 9 dargestellten Nahtmaterial-Zieh- und -Schneid-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 13(b) ist eine Vorderansicht der in Fig. 13(a) dargestellten Nahtmaterial-Anspitz- Baugruppe, wie sie in der Nahtmaterial-Zieh- und -Schneid-Vorrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung verwendet wird.

Fig. 14(a) ist eine Draufsicht auf die Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 mit einer Quetsch-Drehtisch-Platte 110 mit vier darauf befestigten Universalgreiferstationen 145a, 145b, 145c und 145d.

Fig. 14(b) ist eine Schnittansicht der Vier-Stationen-Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150, wobei die Universalgreifer 155 in einer zurückgezogenen Stellung dargestellt sind.

Fig. 14(c) ist eine Schnittansicht der Vier-Stationen-Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150, wobei die Universalgreifer 155 in einer ausgefahrenen Stellung dargestellt sind.

Fig. 15(a) ist eine detaillierte Draufsicht auf die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 150 mit einer Nocken-Drehtisch-Platte 125 sowie einem Nocken-Eingriffsglied 165a in einer zu­ rückgezogenen Stellung innerhalb der Nockenbahn 160a.

Fig. 15(b) ist eine geschnittene Draufsicht auf die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 150 mit einem Nocken-Eingriffsglied 165a in einer ausgefahrenen Stellung innerhalb der Nocken­ bahn 160a.

Fig. 16 ist eine Draufsicht auf die Quetsch-Baugruppe sowie auf die Verschiebungs- Baugruppe, wie sie bei der vorliegenden Erfindung zum Quetschen der Nadeln und damit zum Befestigen des Nahtmaterials verwendet werden.

Fig. 17 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Nahtmaterial-Greifer- Baugruppe mit Greiferarmen, die in ihrer offenen Stellung (gestrichelte Linien) und in ihrer geschlossenen (das Nahtmaterial ergreifenden) Stellung dargestellt sind.

Fig. 18(a) ist eine Draufsicht auf die Universalgreifer- und Gleit-Baugruppe, wie sie nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die gestrichelten Linien deren verschie­ dene Funktionskomponenten darstellen.

Fig. 18(b) ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in Fig. 18(a) dargestellten Universalgreifer- und Gleit-Baugruppe.

Fig. 18(c) ist eine teilweise verborgene Vorderansicht des in Fig. 18(a) dargestellten Universalgreifers, Wobei der Betätigungsmechanismus zum Öffnen der Klemmbacken des Universalgreifers gestrichelt dargestellt ist.

Fig. 19(a) ist eine Stirnseitenansicht des Universalgreifers und zeigt eine chirurgische Nadel unmittelbar bevor sie in den Quetschwerkzeugen nach der vorliegenden Erfindung positioniert wird.

Fig. 19(b) ist eine Stirnseitenansicht des Universalgreifers und einer chirurgischen Nadel, wobei der Eingriff des Universalgreifers gelöst ist und die Nadel von den Quetschwerk­ zeugen nach der vorliegenden Erfindung ergriffen wurde.

Fig. 20 ist eine Draufsicht auf die Nadel-Bündelungsstation nach der vorliegenden Erfin­ dung, und sie zeigt eine Vielzahl von Behältern deren jeder eine vorgegebene Anzahl von Nadel-Nahtmaterial-Anordnungen aufnimmt.

Fig. 21 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Nadel-Abstreifer-Baugruppe, wie sie nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Fig. 22 ist eine Ansicht einer Nadel-Sammelschale für die Vorrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung, und sie zeigt die Hin- die Herbewegung der Nadel-Sammelschale.

Fig. 22(a) ist eine Vorderansicht der Nadel-Sammelschale für die in der Fig. 22 darge­ stellte Vorrichtung.

Fig. 22(b) ist eine Draufsicht auf die Nadel-Sammelschale für die in Fig. 22 dargestellte Vorrichtung.

Fig. 23(a) ist eine Draufsicht auf das feste und das bewegliche Quetschwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 23(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der in Fig. 23(a) dargestellten Vor­ richtung, in welcher eine Nadel vor dem Quetschen positioniert ist.

Fig. 23(c) ist eine Draufsicht auf Teile der Nahtmaterial-Führungen nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 24 ist eine Draufsicht auf die Schneid-Baugruppe entsprechend der vorliegenden Er­ findung in einer zurückgezogenen Stellung.

Fig. 25 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 24 dargestellte Schneid-Baugruppe in einer ausgefahrenen Stellung.

Fig. 26 ist eine Vorderansicht der in Fig. 24 dargestellten Schneid-Baugruppe.

Fig. 27 ist ein vergrößertes Detail der Schneidklinge sowie des Nahtmaterial- Positionierers der Schneid-Baugruppe der Fig. 25 und zeigt deren Beziehung zum zu schneidenden Nahtmaterial.

Fig. 28 ist eine vereinfachte Draufsicht auf den ersten und den zweiten Positionierungs­ arm in einer zurückgezogenen Stellung, wie in Fig. 24 dargestellt.

Fig. 29 ist eine vereinfachte Draufsicht auf den ersten und den zweiten Positionierungs­ arm, wie sie durch den ersten und den zweiten Koppelarm in eine ausgefahrene Stellung angetrieben werden, die in den Fig. 25 und 26 dargestellt ist.

Die vorliegende Erfindung ist auf Verbesserungen einer alleinstehenden Quetschmaschine gerichtet, die besonders zur Herstellung von doppelt armierten Nahtmaterialien, d. h. von Nahtmaterial, an dessen beiden Enden eine chirurgische Nadel durch Quetschen befestigt ist, eingerichtet ist. Diese alleinstehende Quetschmaschine führt auch eine halbautomati­ sche Vereinzelung chirurgischer Nadeln durch, um die nachfolgende automatische Hand­ habung dieser Nadeln zu ermöglichen. Sie ermöglicht das automatische Quetschen beider Nadeln, die automatische Zugprüfung der Nadel-Nahtmaterial-Kombination sowie das Bündeln der armierten Nahtmaterialien für eine künftige Verpackung.

Die vorliegende Erfindung ist auf Verbesserungen einer alleinstehenden Quetschmaschine gerichtet, welche sowohl eine einzelne Nadel durch Quetschen mit einem einzelnen Naht­ material zu einem armierten Nahtmaterial verbinden als auch ein doppelt armiertes Naht­ material herstellen kann, wobei der Wechsel mittels eines Steuerungssystems durchgeführt werden kann, wodurch Zeitverluste infolge des Auswechselns von Teilen vermieden wer­ den.

Die vorliegende Patentanmeldung beschreibt die Verbesserung eines oder mehrerer Naht­ material-Greifer, wobei die Drehung eines der Greifer ermöglicht wird, im Zusammenhang mit Verbesserungen des Betriebsverfahrens der Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Quetschen von Nadeln in symmetrischen Werkzeugen sogar, wenn eines der Werkzeuge in seiner Position fixiert ist.

Diese Anmeldung beschreibt im Detail eine Verbesserung eines Teiles der Vorrichtung, wie sie im US-Patent Nr. 5.438.746 mit dem Titel "Needle Threading and Swaging Sy­ stem" ("Nadel-Fadeneinführungs- und Quetsch-System") beschrieben ist, welches an die Anmelderin der vorliegenden Erfindung abgetreten wurde. Die vorliegende Erfindung um­ faßt einen verbesserten Nahtmaterialturm sowie eine Antriebskette für den Quetsch- Drehtisch, welche dem Quetsch-Drehtisch entspricht, wie er in der Maschine der zuvor ge­ nannten Patente verwendet wird.

Die im US-Patent Nr. 5.438.746 beschriebene automatische Maschine zum Fadeneinführen von Nahtmaterial in eine Nadel ist eine hochautomatisierte Maschine, welche für ein hohes Produktionsvolumen bei der Herstellung von Nadeln und Nahtmaterialien vorgesehen ist, wobei in einem Durchlauf 20.000 bis 40.000 Nadeln mit Nahtmaterial herzustellen sind.

Während die Verbesserungen an den Nahtmaterial-Turm- und Nahtmaterial-Handhabungs­ teilen dieser Erfindung in die vollständig automatisierte Vorrichtung eingebaut werden könnten, wie sie im US-Patent Nr. 5.438.746 beschrieben ist, ist die Erfindung, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, im Zusammenhang mit einer Maschine konstru­ iert, um sowohl kleine Chargen als auch Produktionsdurchläufe mit den Nadeln effizient handhaben zu können und dabei Nahtmaterialien, die mit einem Paar hochwertiger Nadeln verbunden sind, in einer effizienten Weise zu handhaben.

Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet, um doppelt armierte Nahtmaterialien zur Verwendung in der plastischen Chirurgie oder in der Herzchirurgie herzustellen, wobei es sich typischerweise um kleine Nadeln mit einem Krümmungsradius von 4,78 mm bis 5,56 mm (0,188 Zoll bis 0,219 mm) handelt, welch durch Quetschen mit Nahtmaterialien mit einem Durchmesser von 0,089 mm bis 0,254 mm (0,0035 Zoll bis 0,0100 Zoll) verbunden sind.

Die vorliegende Erfindung ist auch dafür vorgesehen, kleine Produktionsdurchläufe oder "Doktor-Spezialanfertigungen", wie sie im Handel genannt werden, wobei ein bestimmter Chirurg eine Bevorzugung unüblicher Kombinationen von Nadeltypen und Größen sowie Nahtmaterialien ausdrückt, zu handhaben.

Die vorliegende Erfindung minimiert die Handhabung der Nadel und ist daher besonders zur automatischen Handhabung von Nahtmaterialien mit einem Paar hochwertiger Nadeln bzw. Nadeln mit Schneidkanten geeignet, welche an diesen angebracht werden, um ein doppelt armiertes Nahtmaterial zu bilden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Nadeln 39(a) und 39(b) einen geschliffenen oder Schneidkantenabschnitt 40(a) und 40(b) aufweisen und sind mit daran befestigtem Nahtma­ terial 42 dargestellt, welches mit jeder der Nadeln durch Quetschen verbunden ist, wie es an den mit 44a und 44b bezeichneten Punkten dargestellt ist. Das Nahtmaterial 42 kann jegliche vorgegebene Länge haben, aber gewöhnlich wird es in Längen vorgesehen, die ein Vielfaches von 229 mm (9 Zoll) sind.

Ganz allgemein finden bei dem System zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben entsprechend der vorliegenden Erfindung an einer Vielzahl verschiedener Statio­ nen gleichzeitig Arbeitsgänge statt, um sicherzustellen, daß etwa zwanzig bis dreißig dop­ pelt armierte Nahtmaterialien mit vierzig bis sechzig Nadeln pro Minute zusammengesetzt und abgegeben werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt, unterstützt beispielsweise eine automatische Nadel-Sortier- und -Vereinzelungsstation das Bedienungspersonal beim Sortieren und Vereinzeln der einzel­ nen Nadeln auf ein Paar durchsichtiger Schaltförderer 102 und 104, wo die vereinzelten Nadeln durch ein Fernsehsystem abgebildet, von einem Computer selektiert und von den durchsichtigen Schaltförderern 102 und 104 mittels eines Roboter-Greifers 108 zu einem Präzisions-Schaltförderer 102 überführt werden. Der Präzisions-Schaltförderer 106 fördert die präzise ausgerichteten chirurgischen Nadeln zu einer Präzisions-Positionierungsstation 100, damit sie nacheinander von einer Vielzahl von Greifern aufgenommen werden, die auf einem Quetsch-Drehtisch 150 befestigt sind. Der Quetsch-Drehtisch 150 dreht sich dann entgegen dem Uhrzeigersinn, wie es durch den Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist, um jede Na­ del zur automatischen Quetschstation 200 weiterzuschalten, wo das Nahtmaterial abge­ schnitten, in die Nadel eingesetzt und automatisch durch Quetschen mit dieser verbunden wird. Eine Nahtmaterial-Zieh- und -Schneidstation 300 zieht das Nahtmaterial, spitzt es an, schneidet es und setzt es in die zu quetschende Nadel ein. Bei dem Prozeß zur Herstellung doppelt armierten Nahtmaterials wird die Nadel gequetscht, und der Quetsch-Drehtisch 150 dreht sich dann, um die erste Nadel mit Nahtmaterial zur automatischen Zugprüfungsstati­ on 400 weiterzuschalten, wo jede armierte Nadel zuggeprüft wird, um sicherzustellen, daß die Anforderungen der Medizin bezüglich der Minimal-Zugprüfung sowie bezüglich der zerstörenden Zugprüfung eingehalten werden. Wenn die erste Nadel eines Paares zugge­ prüft ist, wird die zweite Nadel durch Quetschen am entgegengesetzten Ende des gleichen Nahtmaterials befestigt, wobei ein einziger umkehrbarer Nahtmaterial-Greifer eingesetzt wird, welcher das herabhängende Ende des Nahtmaterials ergreift, es umkehrt und zum Quetschen des Nadelpaares in die zweite Nadel einsetzt. Schließlich schaltet der Quetsch- Drehtisch die zuggeprüfte Nadel zu einer Entladestation 500 weiter, während die zweite Nadel zuggeprüft wird. Nach der Beendigung der Zugprüfung wird die erste Nadel ausge­ worfen, der Quetsch-Drehtisch gedreht und die zweite Nadel ausgeworfen sowie an einer anderen Stelle für das Nahtmaterial-Bündeln und anschließende Verpacken aufgenommen.

Die Fig. 3(a) bis 3(d) sind Blockdiagramme, welche den automatischen Prozeß der vorliegenden Erfindung zum Fadeneinführen in die Nadel und deren Quetschen illustrieren. Die Nadeln werden beispielsweise an der Nadel-Vereinzelungsstation 50 zuerst bei Schritt 10 auf eine ebene Bedienungspersonal-Arbeitsfläche geladen, vom Bedienungspersonal vereinzelt und dann bei Schritt 11 automatisch einzeln einem der durchsichtigen Schaltför­ derer 102 bzw. 104 zugeführt. Die Nadeln werden bei Schritt 12 abgebildet und dann bei Schritt 13 bezüglich ihrer Ausrichtung und Position durch ein Sicht-Verfolgungssystem bewertet, bei Schritt 14 durch eine Roboter-Vorrichtung aufgenommen, bei Schritt 15 zur Positionierung durch die Roboter-Vorrichtung 108 auf einen Präzisions-Förderer 106 über­ führt und schließlich zu einer Ladestation 100 gefördert, wo die Nadeln bei Schritt 16 prä­ zise positioniert und zur anschließenden Überführung zur Quetschstation 200 zu einem Universalgreifer überführt werden, welcher auf einem Quetsch-Drehtisch 150 angeordnet ist, was als Schritt 25 bezeichnet ist. Eine detaillierte Erläuterung der Vorrichtung zur Aus­ führung jeder dieser Schritte erfolgt hier später.

Gleichzeitig mit dem oben unter Bezugnahme auf die Schritte 10 bis 25 beschriebenen Na­ delsortier-Prozeß erfolgt an der Nahtmaterialstation 300 unter Bezugnahme auf die Schritte 18 bis 28 ein automatischer Nahtmaterialschneidprozeß, wie er in den Fig. 3(a) und 3(b) dargestellt ist. Nahtmaterial unbestimmter Länge wird in verschiedenen Spulen und Anordnungen zugeliefert, welche bis zu 4572 m (5000 Yard) Material tragen können. Dies ist in Fig. 3(a) als Schritt 18 bezeichnet, wo das Nahtmaterial in eine Abspul-Baugruppe geladen wird. Eine Spannungskonstante für das abzuziehende Nahtmaterial wird bei Schritt 19 heruntergeladen. Eine Ziehturm-Vorrichtung weist Greifer auf, welche abwechselnd Längen des Nahtmaterials von der Spule abziehen, um dessen Schneiden in Längen zu er­ möglichen, die bei Schritt 20 vorgegeben werden.

Während das Material abgezogen wird, kann eine besondere Behandlung oder Bearbeitung erforderlich sein. Wie es später im Detail beschrieben werden wird, kann es beispielsweise erwünscht sein, das Nahtmaterial in einem Bereich unter Spannung zu erwärmen, welcher später die Spitze des Nahtmaterials bildet, um das Material zu versteifen und dessen Posi­ tionierung in der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung der chirurgischen Nadel zu erleichtern. Daher kann bei Schritt 20 an einem bestimmten Bereich des Nahtmaterials Wärme zur Anwendung gebracht werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Erwärmungsschritt in bezug auf die Zieh- und Schneidvorrichtung stromaufwärts durchgeführt, um es zu ermöglichen, daß das Nahtmaterial vor dem Schneiden abkühlt und aushärtet. Bei Schritt 21 des Blockdiagrammes der Fig. 3(a) wird das Nahtmaterial durch Servogreifer ergriffen und geklemmt, und bei Schritt 22 wird der Nahtmaterialstrang auf eine vorgegebene Länge ausgezogen sowie zum Einsetzen in die Nahtmaterial- Aufnahmeöffnung der ersten Nadel eines Paares von Nadeln für das nachfolgende Quet­ schen positioniert.

Bis zu diesem Punkt gleicht sich die Herstellung einfach armierten Nahtmaterials und dop­ pelt armierten Nahtmaterials, und die im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung dar­ gestellte Vorrichtung kann jeden dieser Prozesse durchführen, wenn dies gewünscht wird. Wenn einfach armiertes Nahtmaterial gewünscht wird, wird das Ende unbestimmter Länge unter dem Schneidwerkzeug benötigt, und das Nahtmaterial wird geschnitten. Wenn dop­ pelt armiertes Nahtmaterial herzustellen ist, wird der umkehrbare Greifer positioniert, um das Nahtmaterial am zweiten Ende über der Schneidachse zu ergreifen. Währenddessen wird das erste Ende des Nahtmaterials in die erste Nadel eingesetzt. Die Nadel wird bei Schritt 28 durch Quetschen mit dem ersten Ende des Nahtmaterials verbunden, während das zweite Ende des Nahtmaterials gleichzeitig vom umkehrbaren Greifer ergriffen wird. Der erste Nahtmaterial-Greifer wird gelöst und in eine Position unter dem Greifer bewegt und bei Schritt 24 das Ende unbestimmter Länge geklemmt, während das Nahtmaterial zwischen den beiden Klemmstellen geschnitten wird. Das Nahtmaterial wird bei Schritt 24 geschnitten, um das Nahtmaterial bestimmter Länge von dem Nahtmaterial unbestimmter Länge zu trennen.

Wenn eine chirurgische Nadel, wie oben beschrieben, zur Quetschstation 200 weiterge­ schaltet wird, positioniert der Universalgreifer diese präzise ausgerichtet an der Quetschwerkzeugöffnung, die an den Enden der beiden Quetschwerkzeuge der Quetsch- Baugruppe ausgebildet ist, wie es in Fig. 3(b) als Schritt 26 angegeben ist. Gleichzeitig wird der Nahtmaterialstrang an der Ziehachse entlanggezogen, um dessen Spitze zum Ein­ setzen mit der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung der Nadel in Übereinstimmung zu bringen, wie es zuvor unter Bezugnahme auf Schritt 22 beschrieben wurde. Als nächstes wird bei Schritt 23 die Spitze des Nahtmaterialstranges durch die erste Greifer-Baugruppe in eine untere Trichterführung eingeführt, um sie genau in der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung der Nadel zu positionieren, welche zur Nahtmaterial-Ziehachse ausgerichtet ist. Bei Schritt 28(a) wird der Quetschzylinder aktiviert, um das Nahtmaterial automatisch durch Quet­ schen mit der Nadel zu verbinden, und das zweite Ende des Nahtmaterials wird durch den umkehrbaren Greifer ergriffen. Der Universalgreifer wird betätigt, um die Nadel zu ergrei­ fen und dann auf den Quetsch-Drehtisch zurückgezogen, wie es als Schritt 29 dargestellt ist. Bevor der Drehtisch weitergeschaltet wird, fällt der erste Greifer in die untere Stellung herab und klemmt das Nahtmaterial-Ende unbestimmter Länge, wie es bei Schritt 24 ange­ geben ist, worauf das Nahtmaterial geschnitten wird. Die erste Nadel wird dann bei Schritt 30 zu einer Zugprüfungsstation 400 weitergeschaltet, so daß bei Schritt 31(a) eine Mini­ mal-Zugprüfung oder bei Schritt 34(a) eine zerstörende Zugprüfung durchgeführt werden kann. Wenn die erste Nadel weitergeschaltet wird, wird das zweite Ende des Nahtmaterials umgekehrt, und der umkehrbare Greifer bewegt sich nach oben zur Ausgangs- oder Ein­ setz-Position, wie es in Fig. 3(c) als Schritt 27 angegeben ist.

Wenn die erste Nadel bei den Schritten 31(a) oder 34(a) zur Zugprüfung weitergeschaltet wird, wird die zweite Nadel des Paares zur Quetschstation weitergeschaltet, und der Uni­ versalgreifer gibt die zweite Nadel an der Quetschstation bei Schritt 30 in einer Weise frei, wie sie zuvor für die erste Nadel bei Schritt 26 beschrieben wurde. Das zweite Ende des Nahtmaterials wird bei Schritt 23(a) von Fig. 3(c) in die zweite Nadel eingesetzt und der Quetschzylinder bei Schritt 28(b) wiederum betätigt, um das zweite Ende des Nahtmateri­ als durch Quetschen mit der zweiten Nadel zu verbinden. In Abhängigkeit von den Ergeb­ nissen der Minimal-Zugprüfung wird die Nadel-Nahtmaterial-Anordnung entweder durch den Quetsch-Drehtisch zur Entladestation 500 weitergeschaltet, wo die armierten Nadeln gebündelt werden, wenn die Anforderungen der Zugprüfung erfüllt wurden (wie es in Fig. 3(d) als Schritt 33(a) dargestellt ist) oder sie wird an der Zugprüfungsstation entsorgt, wenn die Nadel die Minimal-Zugprüfung nicht erfüllt hat (wie es in Fig. 3(d) als Schritt 35(a) dargestellt ist). Durch die zerstörende Zugprüfung wird die Nadel für die weitere Bearbei­ tung unbrauchbar, so daß sie an der Zugprüfungsstation 400 automatisch entsorgt wird, wie es in den Fig. 3(c) und 3(d) bei den Schritten 35(a) und 35(b) angegeben ist. Die zweite Nadel wird bei den Schritten 31(b) und 34(b) in entsprechender Weise geprüft und passiert diese Prüfung zum Bündeln bei Schritt 32(b), oder das Nahtmaterial wird bei Schritt 35(b) ausgezogen, und sie wird zurückgewiesen, wie es zuvor für die Schritte 31(a) bis 35(a) be­ schrieben wurde. Wie bei Schritt 35(c) angegeben, werden die Nadeln entfernt, das Naht­ material abgeschnitten und alles entsorgt, wenn entweder eine oder beide Nadeln die An­ forderungen der Zugprüfung nicht erfüllen. Schließlich werden, wie bei Schritt 33(a) in Fig. 3(D) dargestellt, die Nadel-Nahtmaterial-Anordnungen, welche die Minimal-Zugprü­ fung passiert haben, zu einer Entladestation 500 gefördert, wo die einzelnen armierten Nahtmaterialien für das anschließende Verpacken sowie für die Sterilisation gebündelt werden.

Eine detaillierte Erläuterung der zur Durchführung eines jeden Schrittes des Nahtmaterial­ schneidprozesses verwendeten Vorrichtung wird nachstehend vorgenommen.

Überblick über die Vorrichtung

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebauten Vorrichtung, und Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung bei abge­ nommenen Schutzvorrichtungen. Fig. 6 zeigt die Vorrichtung von DER zu Fig. 4 entge­ gengesetzten Seite. Die Fig. 4 bis 6 werden bei der nachfolgenden beschreibenden Übersicht über die Vorrichtung verwendet. Diese Vorrichtung weist einen Vereinzelungs­ bereich oder -tisch 50 auf, um das Bedienungspersonal beim Vereinzeln der Nadeln zu un­ terstützen, welche auf den durchsichtigen Förderern 102 und 104 abgelegt werden, wobei einer der Förderer 104 in Fig. 4 dargestellt ist. Die Arbeitsstation des Bedienungsperso­ nals weist eine Plattform 51 mit einem Sitz für das Bedienungspersonal sowie mit Schutz­ schienen 52 für dessen Sicherheit auf. Schutzvorrichtungen 54 sind aus Sicherheitsgründen rund um die Maschine vorgesehen.

Jede vom Bedienungspersonal vereinzelte Nadel läßt SICH durch Schieben entlang der Tisch-Oberfläche 50 durch Öffnungen 48 und 49 fallen. Dieser Schritt vermeidet die Be­ rührung der Nadeln untereinander, wie diese bei dem im US-Patent Nr. 5.473.810 darge­ stellten Vibrationsförderer der Fall ist, wodurch das Risiko wesentlich vermindert wird, daß hochwertige Nadeln oder Schneidkantennadeln durch die Berührung der Nadeln un­ tereinander stumpf werden. Wenn die einzelnen Nadeln herabfallen, landen sie auf einer Zwischenbühne und im angemessenen Abstand werden sie nach jedem Weiterschalten des Schaltförderers durch einen Luftdruckimpuls auf den durchsichtigen Schaltförderer gebla­ sen, wobei die durch die Öffnung 48 fallenden Nadeln auf den durchsichtigen Schaltförde­ rer 102 überführt und die durch die Öffnung 49 fallenden Nadeln auf den durchsichtigen Schaltförderer 104 überführt werden.

Die auf diese Weise überführten Nadeln werden schrittweise zu Abbildungsstationen 101 und 103 weitergeschaltet, in welchen eine Hintergrundbeleuchtung eine Abbildung der Na­ del mit hohem Kontrast auf einen weißen Hintergrund für Abbildungszwecke erzeugt. Die Schaltförderer 102 und 104 werden jedesmal etwa 5 cm (2 Zoll) weitergeschaltet. Durch die Begrenzung des Schrittvorschubes wird der Bildverarbeitungsschritt verstärkt und Probleme in Verbindung mit Belastungen der Nadeln durch Trägheitskräfte auf den Förde­ rern 102 und 104 minimiert. Wenn die Förderer 102 und 104 zu stark beschleunigt werden, würde die Nadel in ihrer Fallposition verbleiben und nicht vorwärts bewegt werden und umgekehrt wird die Nadel ihre Bewegung auf dem Föderer fortsetzen, wenn dieser nach einer Bewegung zu plötzlich gestoppt wird. Die vorliegende Vorrichtung sucht diese bei­ den Situationen dadurch zu vermeiden, daß der Umfang eines jeden Weiterschalt-Schrittes minimiert wird, wobei noch genug Bewegung vorgesehen wird, um eine angemessene Zu­ fuhr von Nadeln zur Vorrichtung zu sichern.

Die dargestellte Nadel-Vereinzelungsvorrichtung stellt an jedem Herabfallpunkt eine ein­ zelne Nadel bereit, was die Genauigkeit des Abbildungssystems wesentlich erhöht und die Nadelrückführung minimiert, die ansonsten bei Überlappung oder Haufenbildung von Na­ deln, die entweder nicht abgebildet oder von der Computer-Steuerungseinrichtung 46 nicht zur Überführung durch die Roboter-Vorrichtung 108 selektiert werden, unerläßlich wäre.

Die auf dem durchsichtigen Schaltförderer 104 abgelegten Nadeln werden durch ein Ab­ bildungssystem 105 abgebildet, und diese Abbildungen werden durch eine Computer- Steuerungseinrichtung 46 verarbeitet, um die Ausrichtung sowie die X-Y-Koordinaten- Position der Nadeln festzustellen. Die Feststellung der X-Y-Koordinaten allein reicht im Zusammenhang mit dem Quetschen der Nadeln nicht aus, so daß die Roboter-Vorrichtung im Falle einer symmetrisch gekrümmten Nadel feststellen muß, welches Ende das Schaft- Ende und welches Ende das Schneid-Ende ist, um die Nadel für die nachfolgende automa­ tische Handhabung exakt zu positionieren. Nachdem sowohl die Ausrichtung als auch die Position bestimmt wurden, nimmt eine Roboter-Vorrichtung 108 die Nadeln von den durchsichtigen Förderern 102 und 104 auf und plaziert sie auf einem Präzisions- Schaltförderer 106. Der Präzisions-Förderer 106 weist eine Vielzahl von "Wannen" 70 auf, welche für die Präzisions-Positionierung der Nadel besonders geeignet sind. Der Quetsch- Drehtisch 150 weist einen Antriebsmotor 140 sowie ein erstes und ein zweites Weiter­ schalt-Getriebe 142 und 144 auf, welche dazu dienen, den Quetsch-Drehtisch in einer Wei­ se zu drehen, wie sie nachfolgend im Detail erläutert werden wird.

Die durch die Roboter-Vorrichtung 108 überführten Nadeln werden in der Weise überführt, daß das stumpfe Ende 44 der Nadel 39 von den Greifer-Klemmbacken an den Förderwan­ nen 70 des Präzisions-Förderers 106 erfaßt wird. Während das stumpfe Ende am Aufnah­ mepunkt durch die Roboter-Vorrichtung 108 positioniert und ergriffen wird, kann die Krümmung nach beiden Seiten gerichtet sein. Für besonders kleine Nadeln kann ein fester Pfosten an der Roboter-Vorrichtung vorgesehen werden, der zur Korrektur der Krüm­ mungsrichtung dient. Für größere Nadeln wird ein Nadel-Pflug 109 angewandt, so daß die Krümmungsrichtung aller Nadeln einheitlich ist. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die Vor­ richtung auch einen Vorpositionierer 107 auf, welcher in der Lage ist, das stumpfe Ende der Nadel annähernd zu positionieren. An der Station 100 gibt es dann eine einstellbare Anschlag-Baugruppe, welche das stumpfe Ende der Nadel mit einer Genauigkeit von 25 µm (0,001 Zoll) präzise ausrichtet.

Die Nadel-Vereinzelungsvorrichtung und die Wirkungsweise der Schaltförderer 102 und 104, die Roboter-Vorrichtung 108 sowie der Präzisions-Förderer 106 sind im US-Patent Nr. 5.911.449 ausführlicher beschrieben sowie beansprucht worden.

Nachdem die Nadel an der Präzisions-Positionierungsstation 100 angelangt ist, wird sie von einem der Universalgreifer ergriffen, die auf dem Quetsch-Drehtisch-Mechanismus 150 angeordnet sind, um durch eine Vielzahl von Stationen einschließlich einer Quetsch­ station 200 weitergeschaltet zu werden, wobei an Station 300 ein Nahtmaterial bestimmter Länge von einer Spule mit Nahtmaterial unbestimmter Länge abgeschnitten sowie an der Quetschstation 200 in die Nadel eingesetzt wird, um dauerhaft mit dieser verbunden zu werden. Nach dem Quetschen wird die Nadel zur Zugprüfungsstation 400 vorgeschoben, um die Verbindung zwischen Nadel und Nahtmaterial zu prüfen und schließlich wird sie zu einer Bündelungsstation 500 weitergeschaltet, wo eine Vielzahl von Ablageschalen am Umfang eines Drehtisches angeordnet sind, um eine vorgegebene Anzahl von Nadeln und Nahtmaterialien in jedem Bündel aufzunehmen.

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung von der Seite, die derjeni­ gen von Fig. 4 gegenüber liegt und weist weggebrochene Bereiche auf, um Teile der Prä­ zisions-Förderer-Vorrichtung sowie der Nahtmaterial-Zieh- und -Schneidstation 300 mit mehr Einzelheiten zu zeigen. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird eine Spule 302 mit Nahtma­ terial an einer geeigneten Stelle montiert und ein Nahtmaterial 304 unbestimmter Länge wird über eine Vorspann-Vorrichtung 306, über eine Spannrolle 314 mit computergesteuer­ ter Spannung, welche selektiv von der Computer-Steuerungseinrichtung 46 heruntergela­ den werden kann, um das zu handhabende Nahtmaterial 304 einzufangen sowie über einen Knotendetektor 320, welcher ein Knotenanwesenheitssignal an den Steuerungscomputer 46 liefert, um die Nahtmaterial-Länge nach dem Verbinden mit der Nadel durch Quetschen abzuweisen, der Nahtmaterial-Ziehstation zugeführt. Vom Knotendetektor 320 wird der Nahtmaterialstrang 304a durch eine Anspitzstation 330 geführt, welche den Nahtmaterial­ strang auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, um das Anspitzen und Schneiden des Nahtmaterials für das Einsetzen in die chirurgische Nadel zu unterstützen. Von der Erwär­ mungs- und Anspitzstation 330 wird das Nahtmaterial zum Boden der Maschine zu einer Umlenkrolle 335 geführt, wo es durch die erste sowie durch die zweite umkehrbare Klem­ me, von denen eine dargestellt und mit 331 bezeichnet ist, ergriffen und nach der Art "von Hand zu Hand" vorgeschoben wird. Wie in Fig. 17 dargestellt, weist die Nahtmaterial- Klemme 331 einen Bewegungsschlitten 333a auf, welcher mittels eines Zahnriemens, der am Punkt 368a am Schlitten angebracht ist, entlang eines Vertikalführungselementes 338a auf und ab bewegt wird. Ein pneumatisches Betätigungselement 318a weist eine erste und eine zweite Klemme 365a und 365b sowie eine erste und eine zweite Greiffläche 366a und 366b auf, welche das Nahtmaterial zwischen sich einklemmen. Das Vertikalführungsele­ ment 338a ist, wie in es Fig. 9 dargestellt ist, innerhalb eines Gehäuses 337a zusammen mit einem entsprechenden Vertikalführungselement 338b in einem entsprechenden Gehäu­ se 337b für den umkehrbaren Greifer 332 an der anderen Seit des Ziehturmes montiert. Die/der erste und die/der zweite Nahtmaterial-Klemme oder -greifer 331 und 332 werden entlang der Vertikalführungen 338a und 338b durch Servomotoren 336a und 336b, welche durch die zuvor erwähnten, an den Punkten 368a, dargestellt in Fig. 17 und 368b, darge­ stellt in Fig. 11(a), angebrachten Zahnriemen (nicht dargestellt) hin- und herbewegt.

In einem ersten Funktionszyklus zieht die Klemme 331 das Nahtmaterial unbestimmter Länge zu einem Nahtmaterial-Einsetzpunkt in unmittelbarer Nähe der Quetschplatten der Quetschstation und verharrt dann, während die Nadel in der Quetschstation 200 positioniert wird.

Wie in Fig. 19(b) dargestellt, wird das spitze Ende des Nahtmaterials 358 unter einer Trichterform positioniert, welche in Nahtmaterial-Ausrichtungsplatten 270 und 271 aus­ gebildet sind, die unmittelbar unter den Quetschplatten 273 und 274 hin und her bewegt werden. Nachdem die Nahtmaterial-Spitze 358 in das Schaft-Ende 44 der Nadel 39 einge­ setzt worden ist, wird die Quetschstation betätigt, wodurch die Quetschplatte 273 gegen die Quetschplatte 274 bewegt wird, um die Nahtmaterial-Spitze 358 durch Quetschen mit der Nadel 39 zu verbinden.

Nahtmaterial-Ziehen und -Schneiden

Die Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht einer konstruierten Ausführungsform eines Servotur­ mes 300 ähnlich derjenigen, die in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, wobei auch der Durchlauf des Nahtmaterials dargestellt ist. Das Nahtmaterial 304 wird von einer Liefer­ spule 302, die an einer Seite des Servoturmes angebracht ist, durch die Mitte einer Ring­ führungsscheibe 305 in eine mechanische Spanneinrichtung 306 geführt. Die mechanische Spanneinrichtung 306 kann aus einem stationären Führungsrahmen 308 und einem um ei­ nen Stift 312 am unteren Ende des stationären Führungsrahmens 308 schwenkbar montier­ ten Führungsrahmen 310 bestehen. Sowohl der stationäre Führungsrahmen 308 als auch der schwenkbar montierte Führungsrahmen 310 weisen eine Serie im Abstand voneinander angeordneter Führungselemente auf, deren jedes eine zentrale Führungsöffnung hat und die abwechselnd ineinandergreifen, so daß die im Abstand voneinander angeordneten Füh­ rungselemente des schwenkbar montierten Führungsrahmens mit den im Abstand vonein­ ander angeordneten Führungselementen des stationären Führungsrahmens abwechseln. Der schwenkbar montierte Führungsrahmen 310 ist um den Befestigungsstift 312 in dem Sinne durch eine Feder vorgespannt, daß seine Oberseite von der Oberseite des stationären Füh­ rungsrahmens weg schwenkt, so daß das sich zwischen den abwechselnden Führungsele­ menten des stationären Führungsrahmens und den Führungselementen des schwenkbar montierten Führungsrahmens erstreckende Nahtmaterial beim Durchziehen unter Spannung steht.

Das Nahtmaterial läuft dann über eine Leerlaufrolle 326 und erstreckt sich zu einer von ei­ nem Drehmomentenmotor 316 (in Fig. 9 gestrichelt dargestellt) angetriebenen Spannrolle 314, die von dem Nahtmaterial zweimal umschlungen ist und die ihm eine vorgegebene Spannung überträgt, wenn es von der ersten und der zweiten Greifer-Baugruppe 331 und 332 durch den Servoturm gezogen wird. Wenn eine Nadel-Nahtmaterial-Anordnung mit Einzelnadel hergestellt wird, wechseln sich die Greifer-Baugruppen in einem "Hand in Hand"-Vorschub ab. Wenn entsprechend der vorliegenden Erfindung doppelt armiertes Nahtmaterial hergestellt wird, werden unterschiedliche Greifer-Baugruppen und ein abwei­ chendes Verfahren angewandt.

Bei unterschiedlichen Nahtmaterial-Größen und -werkstoffen sind beim Ziehen durch die Vorrichtung unterschiedliche Spannungen anzulegen. Der Drehmomentenmotor 316 er­ zeugt für jeden unterschiedlichen Nahtmaterialtyp und jede Nahtmaterial-Größe eine unter­ schiedliche Spannkraft, und die spezielle Spannkraft (in Gramm pro an den Drehmomen­ tenmotor anzulegendes Volt) wird bei jeder Änderung der Nahtmaterial-Charge von einem Computerprogramm heruntergeladen. Die genaue mechanische Spannung ist für verschie­ dene hier beschriebene Arbeitsgänge von Bedeutung. Sie ist besonders wichtig für die Schneid-Baugruppe, um einen sauberen Schnitt ohne einen Pinseleffekt durchzuführen.

Das Nahtmaterial erstreckt sich dann zu einem Nahtmaterial-Ende-Sensor 317 sowie durch einen Knotendetektor 320. Das Nahtmaterial 304 verläuft dann zu einer zweiten Leerlauf­ rolle 328, um wiederum die Richtung zu ändern, von wo sich das Nahtmaterial vertikal abwärts durch eine beheizte Anspitz-Baugruppe 330 erstreckt, welche einen kleinen Ab­ schnitt des Nahtmaterials erwärmt und am Ende versteift. Dieser kleine Abschnitt wird dann geschnitten, und die geschnittene Spitze 358 wird in die Nadel eingesetzt und durch Quetschen mit dieser verbunden.

Dann erstreckt sich das Nahtmaterial 304 nach unten zu einer großen, in der Nähe des Bo­ dens der Maschine angebrachten Leerlaufrolle 335 mit etwa 178 mm (7 Zoll) Durchmesser, an welcher das Nahtmaterial seine Richtung ändert und vertikal nach oben zur ersten und zweiten Nahtmaterial-Greifer-Baugruppe 331 und 332, zur Nahtmaterialschneid-Bau­ gruppe 334 sowie zur Nahtmaterial-Quetsch-Baugruppe 200 geführt wird. Wie in den Fig. 19(a) und 19(b) dargestellt, wird das geschnittene Nahtmaterial während des Einsetz­ vorganges durch eine trichterförmige Öffnung 270a und 271a in einer Nahtmaterial- Führung 270 und 271 in die Öffnung am Ende einer Nadel geführt. Danach wird ein be­ weglicher Amboß 273 eines Quetschwerkzeuges relativ zu einem stationären Amboß 274 bewegt, um die Nadel zu quetschen und dadurch mit dem Nahtmaterial zu verbinden.

Bei dieser Ausführungsform befindet sich eine Greifer-Baugruppe nach der Initialisierung in einer Ausgangsposition rund 51 mm (2 Zoll) unter der Stirnseite der Quetschwerkzeug- Montagefläche, was eine Bewegung von 51,5 mm (2,03 Zoll) von der Ausgangsposition in eine Einsetz-Position erlaubt. An jedem Turm ist 51 mm (2 Zoll) unter der Stirnseite der Quetschwerkzeug-Montagefläche ein Annäherungsschalter angebracht, um die Ausgangs­ position während des Initialisierungsvorganges einzustellen.

Angenommen, die Maschine wird anfangs eingestellt, um eine gewünschte Länge an Nahtmaterial abzuschneiden, dann wird die Schneid-Baugruppe 334 durch Betätigung der an einem Getriebe 341 angebrachten Handkurbel in eine vorgegebene vertikale Position in der Quetschmaschine bewegt. Dies erfolgt durch Ausrichten eines Zeigers für die Schneid- Baugruppe an einer vertikalen Skala 356, welche ähnlich wie die oben dargestellte vertika­ le Skala 357 für die Anspitz-Baugruppe an der Seite der Quetschmaschine angebracht ist.

Die Schneid-Baugruppe weist einen Annäherungsschalter auf, und während eines Initiali­ sierungsvorganges wird die Position einer Greifer-Baugruppe durch den Annäherungs­ schalter festgestellt und in einen Speicher eingegeben, um während des nachfolgenden normalen Arbeitsablaufes der Maschine die Servo-Greifer-Boden-Position für den Greifer 332 einzustellen. Die Anspitz-Baugruppe wird ebenfalls in eine geeignete Position inner­ halb der Maschine bewegt, was nachfolgend beschrieben werden wird.

Die vorliegende Maschine ist für zwei Funktionsweisen geeignet. Im Original-Modus stellt sie, wie in der Hauptanmeldung beschrieben, einfach armiertes Nahtmaterial her, während sie in ihrem zweiten Modus doppelt armiertes Nahtmaterial herstellt. Die beiden Funkti­ onsweisen unterscheiden sich wesentlich hinsichtlich der Handhabung des Nahtmaterials, so daß jede gesondert beschrieben wird.

Funktionsweise bei einfach armiertem Nahtmaterial

Die Fig. 9 zeigt den rechten Greifer 331 in einer Position ein wenig unter der Schneid- Baugruppe 334, so daß der Strang unbestimmter Länge ergriffen wird, wenn der gequetsch­ te Strang bestimmter Länge geschnitten wird. Daher ergreift nun der obere linke Greifer 332 das Nahtmaterial 304 mit einem angespitzten Ende 358, und er wird nun zum führen­ den Greifer. Der nächste Zyklus beginnt mit dem unteren rechten Greifer 331, welcher das Material 304 in einem langen Hub im Ziehturm 300 in die Höhe zieht, um den nächsten zu schneidenden Strang zum Schneiden und zum Einsetzen in die chirurgische Nadel zu posi­ tionieren.

Während dieses Vorganges wird angenommen, daß die obere linke Greifer-Baugruppe 332 soeben in ihre untere Position bewegt wurde. Zur gleichen Zeit stoppt die Greifer- Baugruppe 331 an der oberen Ausgangsposition und wartet eine vorgegebene Zeit, wäh­ rend der eine Nadel in einer Einsetz-Position in der Quetschstation 200 vorgeklemmt wird. Die Greifer-Baugruppe 331 bewegt sich dann in die Einsetz-Position, um die Nahtmaterial- Spitze in die im Schaft der Nadel 39 angebrachte Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung einzu­ setzen.

Die folgenden Arbeitsgänge werden im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt. Die Boden- Greifer-Baugruppe 332 schließt, gleichzeitig wird stromaufwärts an der Anspitz- Baugruppe 330 ein Anspitz-Vorgang durchgeführt, und zugleich wird die Quetschstation betätigt, um das Nadel-Ende rund um das Nahtmaterial zu quetschen und somit dort zu be­ festigen. Danach wird die Schneid-Baugruppe 334 aktiviert, schneidet den zuvor angespitz­ ten und nun ausgehärteten Abschnitt des Nahtmaterials ab, um die vorgegebene Länge des Nahtmaterials zu erhalten. Danach öffnet die obere Greifer-Baugruppe 331 und kehrt zu ih­ rer Boden-Position zurück. Zugleich bewegt sich die untere Greifer-Baugruppe 332 nach oben in ihre Ausgangsposition, und der Zyklus wird wiederholt.

Funktionsweise bei doppelt armiertem Nahtmaterial

Die Herstellung doppelt armierter Nahtmaterialien, d. h. von Nahtmaterial, an dessen bei­ den Enden jeweils eine chirurgische Nadel befestigt ist, erfordert, daß eine der beiden Grei­ fer-Baugruppen geändert wird, um einen umkehrbaren oder drehbaren Greifer zu bilden, wie beispielsweise der in den Fig. 11, 12(a) und 12(b) dargestellte umkehrbare Greifer. Weiterhin muß die Greif und Schneid-Verfahrensweise wesentlich geändert werden. Der umkehrbare Greifer wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 12(b) beschrieben, wäh­ rend die Greif und Schneid-Verfahrensweise unter Bezugnahme auf die Fig. 10 beschrie­ ben wird.

Wie in den Fig. 11 bis 12(b) dargestellt, bewegt sich der umkehrbare Nahtmaterial- Greifer 332 an einem Paar in einem Gehäuseelement 337b angebrachter Vertikalführungse­ lemente 338b und 338b' entlang auf und ab. Sie werden durch einen Servomotor 336b (dargestellt in Fig. 9) hin und her bewegt, welcher einen Zahnriemen antreibt, der an dem Klemmelement 365b befestigt ist. Die Klemmbacken 365a' und 365b' sowie die Nahtma­ terial-Greifflächen 366a' und 366b' sind mit den Nahtmaterial-Greiferarmen identisch, die im zuvor im Zusammenhang mit der Fig. 17 beschriebenen Nahtmaterial-Greifer 331 verwendet werden. In entsprechender Weise betätigt ein Pneumatikzylinder 318b die Grei­ ferarme und bewegt sie, wie in Fig. 11 dargestellt, in gleicher Weise, wie zuvor im Zu­ sammenhang mit der Fig. 17 beschrieben, von der offenen in die geschlossene Stellung.

Wie in Fig. 12(a) dargestellt, ist das pneumatische Betätigungselement 318b auf einem umkehrbaren bzw. drehbaren L-förmigen Rahmenelement 339 befestigt, welches sich auf einem Achselement 340, das drehbar im Schlittenelement 333b gelagert ist, um eine Achse A-A' dreht. Im unteren Teil des Schlittens 333b befindet sich ein anderer Schrittmotor 342, welcher für die Drehung bzw. Umkehrung des Nahtmaterial-Greifers 332 sowie ins­ besondere der Greifer-Klemmbacken 365a' und 365b' sowie ihrer jeweiligen Greifflächen sorgt. Wie in der Fig. 12(a) dargestellt, wird der Nahtmaterial-Greifer 332 in die in Fig. 12(b) dargestellte Einsetz-Stellung (in gestrichelten Linien dargestellt) umgekehrt bzw. ge­ dreht. Das Drehen bzw. die Umkehrung der Greifer-Klemmbacken erfolgt durch den Schrittmotor 342 über ein Antriebsritzel 343, eine Antriebskette 344 sowie ein angetriebe­ nes Ritzel 345, das auf einer Welle 349 verkeilt ist. In anderem Zusammenhang wird die Greifer-Baugruppe 332 überwiegend in der gleichen Weise betätigt wie die Greifer- Baugruppe 331, bei welcher die Greifer-Klemmbacken 365 durch einen Greifer geöffnet werden, um den Durchgang des anderen Greifers in geschlossener Stellung zu ermöglichen, wenn sich die Greifer auf ihrer Hin- und Herbewegung entlang der Ziehachse des Nahtma­ terialturmes begegnen. Wenn das Greiferelement 331 das Nahtmaterial ergriffen hat und es, wie in der Fig. 9 dargestellt, nach oben zieht, dann sind die Klemmbacken 365a und 365b geschlossen und ergreifen das Nahtmaterial, wie in Fig. 17 dargestellt. Während sich dieser Greifer nach oben bewegt, wird der umkehrbare Greifer 332 mit Klemmbacken in der offenen Stellung, wie in Fig. 11 dargestellt, nach unten bewegt. Wenn umgekehrt der Nahtmaterial-Greifer 332 das Nahtmaterial ergriffen hat und sich nach oben bewegt, dann befinden sich die Greifer-Klemmbacken 365a' und 365b' in ihrer geschlossenen Stellung, während sich die Greifer-Klemmbacken 365a und 365b in ihrer offenen Stellung befinden, wie es in Fig. 17 mit gestrichelten Linien dargestellt ist.

Die Verfahrensweise zum Schneiden und Einsetzen unterscheidet sich zwischen den ein­ zeln armierten Nadeln und den doppelt armierten Nadeln insofern wesentlich, daß das Quetschen der einzeln armierten Nahtmaterialien doppelt so viele Schnitte am Nahtmate­ rialstrang unbestimmter Länge erfordert als dies beim Quetschen doppelt armierter Naht­ materialien der Fall ist. Die Verfahrensweise zur Handhabung des Nahtmaterials wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 beschrieben. Wie in der Fig. 9 dargestellt, befindet sich der Nahtmaterial-Greifer 331 in der unteren Position und der Nahtmaterial-Greifer 332 in der Ausgangs-Position unmittelbar vor der Einsetz-Position. Dies ist die typische Posi­ tionierung für einfach armiertes Nahtmaterial. Bei der Positionierung für doppelt armiertes Nahtmaterial beginnt die typische Folge im Turm jedoch mit dem Nahtmaterial-Greifer 331 in der unteren Position, wobei der Greifer um das Nahtmaterial unbestimmter Länge geschlossen ist, während sich der zweite Nahtmaterial-Greifer 332 ebenfalls unten befin­ det, wobei die Greiferarme geöffnet und gegenüber der zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 12(a) und 12(b) beschriebenen Stellung umgekehrt sind. Der Nahtmaterial-Greifer 331 bewegt sich dann nach oben in seine Ausgangs-Position, wenn der Universalgreifer die erste Nadel des Paares in die Quetschstation 200 und damit in die Position für das Einset­ zen weiterschaltet. Während dieses Einsetzens fährt der Universalgreifer aus, wie es nach­ folgend in bezug auf die Fig. 14 bis 19 erläutert werden wird, um die Nadel zwischen den Quetschwerkzeugen der Quetschstation zu plazieren, wie in Fig. 19(a) dargestellt ist. Die Quetschwerkzeuge spannen dann die Nadel in der Position, wie sie in Fig. 19(b) dar­ gestellt ist, vor, während der Universalgreifer die Nadel freigibt. Dann bewegt sich der er­ ste Nahtmaterial-Greifer 331 zur Einsetz-Position, um das Nahtmaterial in die Nadel ein­ zusetzen, wie es in Fig. 19(b) dargestellt ist, und die Nadel wird durch die Quetschwerk­ zeuge gequetscht, was hier später im Zusammenhang mit der Quetschstation erläutert wer­ den wird. Nach dem Quetschen wird die Nadel wiederum vom Universalgreifer erfaßt, wenn die Quetsch-Klemmbacken zurückgezogen werden. Gleichzeitig ergreift der zweite Nahtmaterial-Greifer 332 das Nahtmaterial mit umgekehrten Klemmbacken über der Schneidachse, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Der erste Nahtmaterial-Greifer 331 wird dann geöffnet und nach unten in seine untere Position unter der Schneidachse bewegt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, und die Klemmbacken werden um das Nahtmaterial geschlos­ sen.

Die Fig. 10 zeigt die gegenseitige Positionierung des ersten Nahtmaterial-Greifers 331 und des zweiten Nahtmaterial-Greifers 332 unmittelbar vor dem Schneiden des Nahtmate­ rials. In der Darstellung sind die Teile aus Gründen der Deutlichkeit ein wenig vergrößert, und es sollte angemerkt werden, daß die beiden Nahtmaterial-Greifer das Nahtmaterial bei der normalen Arbeitsfolge in einem Abstand von etwa 8 mm (0,315 Zoll) voneinander er­ fassen.

Wie nachfolgend beschrieben werden wird, ist der Schneidmechanismus 334 auf einem beweglichen Halterahmen 346 befestigt, welcher durch den Antriebsmotor 342 auf und ab bewegt wird, um die gewünschte Nahtmaterialschnittlänge zu realisieren, wenn das Naht­ material vom Nahtmaterialstrang 304a unbestimmter Länge abgetrennt wird. In entspre­ chender Weise werden die unteren Positionen der Nahtmaterial-Greifer 331 und 332 zur Anpassung an die gewünschte Schnittlänge des Nahtmaterials durch computergesteuerte Servomotoren 336a und 336b geändert. Der Schneidmechanismus 334 schneidet das Nahtmaterial entlang einer Achse, die in Fig. 10 mit 347 bezeichnet ist. Das Schneid­ werkzeug durchquert eine mit 348 bezeichnete Diagonal-Achse, um einen Diagonalschnitt zu erzeugen, welcher in der erwärmten bzw. vorbehandelten Zone erfolgt, um zu beiden Seiten der Schneidachse 347 ein Paar Nahtmaterial-Spitzen zu erzeugen.

Unmittelbar nach dem Schnitt wird der Nahtmaterial-Greifer 332 nach oben in seine Aus­ gangs- oder Einsetz-Position bewegt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Gleichzeitig werden der Greifer und das zweite Ende des Nahtmaterials durch den Antriebsmotor 342 über die Antriebskette 344 und das angetriebene Ritzel 345 um die Achse 340 in die Einsetz- Position gedreht, die in Fig. 12(b) mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Gleichzeitig wird ein zweiter Universalgreifer zur Position der zweiten Nadel des Nadelpaares in der Quetschstation weitergeschaltet bzw. gedreht, um das Quetschen vorzunehmen. Der zweite Universalgreifer wird dann ausgefahren, um die Nadel zwischen den Klemmbacken des Quetschmechanismus zu plazieren, und die Nadel wird dort für die genaue Positionierung vorpositioniert. Nachdem der Universalgreifer die Nadel freigegeben hat, bewegt sich der umkehrbare Nahtmaterial-Greifer 331, um das Nahtmaterial in die Nadel einzusetzen, wie es zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 19(b) beschrieben wurde. Dann wird die zweite Nadel gequetscht.

Gleichzeitig mit diesem Arbeitsgang wird die erste Nadel des doppelt armierten Paares an der Zugprüfungsstation 400 der Zugprüfung unterzogen. Nachdem die zweite Nadel in der Quetschstation gequetscht worden ist, ergreift der Universalgreifer wiederum die Nadel und der Nahtmaterial-Greifer 332 löst seinen Griff um das Nahtmaterial. Unmittelbar da­ nach gibt die Quetschstation die Nadel frei, und der Universalgreifer bewegt sich in radia­ ler Richtung nach innen, um die Nadel aus der Quetschstation zu entfernen.

Wenn der Nahtmaterial-Greifer 332 das Nahtmaterial freigibt, werden seine Klemmbacken in die offene Stellung bewegt, und er wird in die in Fig. 10 dargestellte Position nach un­ ten bewegt. Während er nach unten bewegt wird, werden die Nahtmaterial-Greifer 365a' und 365b' auf dem drehbaren Schlitten 333b umgekehrt, so daß die Klemmbacken umge­ kehrt und offen sind, wenn der Nahtmaterial-Greifer 332 seine untere Position erreicht. Der erste Nahtmaterial-Greifer 331 wird dann zwischen den offenen Spannbacken des Nahtma­ terial-Greifers 332 nach oben in seine Ausgangs-Position bewegt und, wenn er sich nach oben bewegt, zieht er eine neue Länge des Nahtmaterials von dem Strang unbestimmter Länge mit sich, wenn eine neue Nadel in die Quetschstation geladen wird. So wird ein Ar­ beitszyklus der Vorrichtung beendet. Wenn die neue Nadel des zweiten Paares armierter Nahtmaterialien an Ort und Stelle gedreht wird, wird die zweite Nadel des doppelt armier­ ten Nahtmaterials für die Zugprüfung positioniert, und die erste Nadel dieses Paares wird an der Sammel- und Bündelungsstation 500 zum Sammeln abgestreift. Die Nahtmaterial- Einsetz- und -Quetsch-Schritte werden für die erste Nadel des zweiten Paares vervollstän­ digt, wenn diese Nadel zur Zugprüfungsstation weitergeschaltet wird. Die zweite Nadel des ersten Paares wird in entsprechender Weise ausgeworfen und an der Nahtmaterialsammel- und Bündelungsstation 500 gesammelt.

Nach der Entnahme der gequetschten Nadel mit daran befestigtem Nahtmaterial aus der Vorrichtung werden sie einem Sterilisationsvorgang unterworfen, während dessen die Län­ ge des Nahtmaterials ein wenig schrumpft. Demzufolge müssen die Schnittlängen des Nahtmaterials ein wenig länger bemessen werden als ihre gewünschten (oder auf dem Eti­ kett ausgewiesenen) endgültigen Längen, um diese Schrumpfung zu kompensieren.

Wie oben beschrieben, muß das Nahtmaterial nach der Erwärmung eines Nahtmaterials vorgegebener Länge in der Anspitz-Baugruppe zum Verfestigen und Aushärten abkühlen, bevor es im ausgehärteten Abschnitt geschnitten und das versteifte Schnitt-Ende in eine Nadel eingesetzt wird. Diese Abkühlung ist bei dieser Ausführungsform derart vorgesehen, daß zwischen dem Anspitzen und dem Schneiden des Nahtmaterials eine Anzahl diskreter Maschinen-Schneidzyklen liegt. Dies erfolgt in der Weise, daß zwischen der Anspitz- Baugruppe und der Schneid-Baugruppe eine vorgegebene Länge von Nahtmaterial- Durchläufen vorgesehen wird. Da die Nahtmaterial-Anspitz-Baugruppe 330 in der Nähe des oberen Endes des Servoturmes vorgesehen ist, läuft das Nahtmaterial nach dem Er­ wärmen in diesem Bereich zum Boden der Maschine um eine große Leerlaufrolle 335 und dann zurück nach oben zur Schneid-Baugruppe 334. Der im Vergleich zu den anderen Leerlaufrollen 326 und 328 große Durchmesser der Leerlaufrolle 335 ist aus dem Grunde vorgesehen, daß der kleine Abschnitt des Nahtmaterials, der in der Anspitz-Baugruppe 330 erwärmt wurde, in der Zeit, in welcher er die große Leerlaufrolle erreicht, begonnen hat, sich zu verfestigen und auszuhärten. Deren großer Durchmesser erleichtert es dem Nahtma­ terial, die Leerlaufrolle zu passieren, ohne von dieser dauerhaft gekrümmt worden zu sein, da es erwünscht ist, daß das Nahtmaterial gerade und ohne jegliche Krümmung ist, wenn es anschließend in eine Nadel eingesetzt wird. Die Leerlaufrollen 326 und 328 haben typi­ scherweise einen Durchmesser von 12,7 mm (0,5 Zoll), während die große Leerlaufrolle 335 vorzugsweise einen Durchmesser von mehr als 152 mm (6,0 Zoll) und bei einer Aus­ führungsform von etwa 178 mm (7,0 Zoll) hat.

Die Wirkungsweise der Maschine hängt von der ganzzahligen Anzahl der Schneidvorgänge ab, welche zwischen dem Anspitz- und dem Schneidvorgang erfolgen. Demzufolge muß die Anspitz-Baugruppe 330 für jede andere Länge geschnittenen Nahtmaterials an einer anderen vorgegebenen Position in der Maschine plaziert werden, damit der angespitzte Ab­ schnitt des Nahtmaterials nach einer gegebenen Anzahl von Maschinenzyklen genau und richtig an der Schneid-Baugruppe 334 positioniert ist.

Die nachfolgende Tabelle gibt in ihren Spalten fortschreitend von links nach rechts die Nahtmateriallänge laut Etikett, die tatsächliche Nahtmateriallänge, die Anzahl der zwi­ schen dem Anspitzen und dem Schneiden vorgesehenen Maschinenzyklen bzw. -schritte, die Gesamt-Durchlauflänge des Nahtmaterials zwischen Anspitzen und Schneiden, die vertikale Position der Anspitz-Baugruppe über der Tisch-Oberseite sowie die Position des Skalenzeigers der Anspitz-Baugruppe über der Tisch-Oberseite (wird nachfolgend noch ausführlicher erläutert) an.

Die Fig. 13(b) zeigt eine vergrößerte Vorderansicht der Nahtmaterial-Anspitz-Baugruppe, in welcher ein kleiner Längenabschnitt des Nahtmaterials erwärmt wird, um das Nahtma­ terial nach einer anschließenden Abkühlung zu versteifen, wodurch das Schneiden einer gegebenen Länge des Nahtmaterials sowie das Einsetzen des vorderen geschnittenen Endes des Nahtmaterials in das Nadel-Ende für das Quetschen desselben vorbereitet wird. Fig. 13(b) zeigt die Bewegung der Anspitz-Baugruppe 330 entlang einer vertikalen Skala 357, die in der Nähe der Anspitz-Baugruppe 330 angebracht ist. Die vertikale Position der An­ spitz-Baugruppe 330 in der Maschine ist mittels einer Handkurbel 360 und einer Präzisi­ ons-Leitspindel 361 in ähnlicher Weise einstellbar, wie beim oben beschriebenen Positio­ nierungs-Mechanismus für die Schneid-Baugruppe. Wenn die Handkurbel gedreht wird, wird die vertikale Position der Anspitz-Baugruppe 330 in der Maschine geändert, und sie wird präzise durch die Ablesung des an der Anspitz-Baugruppe 330 angebrachten Zeigers 359 auf der Skala 357 eingestellt. Für die Maschine ist eine graphische Darstellung vorbe­ reitet, welche für jede gewünschte Nahtmaterial-Länge die geeignete Position des Zeigers 359 der Anspitz-Baugruppe 330 auf der vertikalen Skala 357 sowie die eine entsprechende Position für den Schneidmechanismus 334 auf der vertikalen Skala 356 angibt.

Bei dieser Ausführungsform ist die Position des Schneidmechanismus entlang der Ziehach­ se kontinuierlich einstellbar, um eine unbegrenzte Anzahl möglicher unterschiedlicher Schnittlängen des Nahtmaterials zu ermöglichen. Für jede unterschiedliche Schneid- Position des Schneidmechanismus wird der Anspitzmechanismus an einer anderen vorge­ gebenen Position in der Maschine justierbar positioniert, um den angespitzten Abschnitt des Nahtmaterials für eine ganzzahlige Anzahl von Maschinenzyklen präzise am Schneid­ mechanismus zu positionieren.

Bei einer alternativen Ausführungsform, welche dieses Merkmal der unbegrenzten Einstel­ lungsmöglichkeiten nicht aufweist, erfolgt eine Anpassung an verschiedene Standardlängen von Nahtmaterial durch verschiedene Standardpositionen, welche in der Maschine durch Stifte fixiert sind, durch welche der Schneidmechanismus in Stiftaufnahmelöchern des Ma­ schinenrahmens in den Standardpositionen gehalten wird. Beispielsweise könnte der Schneidmechanismus in eine Position zum Schneiden von 457 mm-(18 Zoll-)Nahtmaterial bewegt und am Rahmen durch das Einsetzen von Stiften in Stiftaufnahmelöchern der Ma­ schine für 457 mm (18 Zoll) befestigt werden. Der Schneidmechanismus könnte auch in Positionen zum Schneiden von Nahtmateriallängen von 686 mm (27 Zoll), 762 mm (30 Zoll) oder 914 mm (36 Zoll) bewegt und die Plazierungsstifte in die für diese Nahtmate­ riallängen in der Maschine vorgesehenen Stiftaufnahmelöcher eingesetzt werden. Für jede der verschiedenen Positionen kann ein gesonderter Annäherungsschalter vorgesehen wer­ den, welcher die Position des Schneidmechanismus an die Steuerung meldet, von welcher dann die richtige Servogreifer-Grundposition heruntergeladen wird. Für jede der verschie­ denen Schneidmechanismus-Positionen ist die richtige Anspitzmechanismus-Position be­ kannt.

Die Fig. 13(a) und 13(b) zeigen ein Heizelement 362 in der Anspitz-Baugruppe 330 sowie die vertikale Bewegung des Nahtmaterials 304a nach unten (Vorderansicht, Fig. 13(b)) und durch eine Nahtmaterial-Anpitzöffnung 364 (Draufsicht, Fig. 13(a)), die sich an der rechten Seite der Anspitz-Baugruppe befindet. Die Fig. 13(a) zeigt weitere Einzel­ heiten zur Strömung erwärmter Luft durch die Anspitz-Baugruppe sowie zu deren Steue­ rung, um das Nahtmaterial selektiv zu erwärmen und anzuspitzen. Wie zuvor beschrieben, ist die Anspitz-Baugruppe 330 in der Nähe der Oberseite der Maschine befestigt, so daß ei­ ne ganzzahlige Anzahl von Maschinenzyklen für das Nahtmaterial festgelegt werden kann, bevor es die Schneid-Position erreicht. Dadurch erhält der angespitzte Abschnitt vor den Arbeitsgängen des Schneidens und des Einsetzens Zeit zum Abkühlen. Die Anspitz- Baugruppe 330 arbeitet mit strömender Luft, die mit geregeltem Druck und geregelter Durchflußmenge, bei einer Ausführungsform mit 5,52 m³/h (195 Kubikfuß pro Stunde) durch eine Einlaß-Luftleitung 367 über eine Heizspule strömt, welche in einem äußeren Heizkörper-Gehäuse 368 befestigt ist. Die Luft wird bei geregeltem Druck einem Durch­ flußmesser zugeleitet, was erforderlich ist, um die Luftströmung von 5,52 m³/h (195 Ku­ bikfuß pro Stunde) über die Heizspule einzuhalten. Am Auslaß-Ende des Heizkörper- Gehäuses 368 ist ein Thermoelement 370 in der Luftströmung angeordnet, um die Luft­ temperatur durch eine Steuerungseinrichtung in einer programmierbaren Logiksteuerung (PLC) zu überwachen und zu steuern. Die Anspitz-Baugruppe 330 wird in Abhängigkeit von dem speziellen durchlaufenden Nahtmaterial bei verschiedenen Temperaturen zwi­ schen 93°C (200°F) und 288°C (550°F) betrieben. Die spezielle Temperatur ist bei je­ dem Wechsel der Nahtmaterialcharge ein vom Betriebsprogramm heruntergeladener Para­ meter. Die Anspitz-Baugruppe führt das Nahtmaterial entsprechend der Anspitz-Länge durch eine 51 mm (2,000 Zoll) lange Heizöffnung 364.

Die konstante Strömung erwärmter Luft am Auslaß des Heizkörper-Gehäuses 368 strömt entweder 1) durch die Heizöffnung 364, in welcher das Nahtmaterial unbestimmter Länge 304 während des Anspitzvorganges intermittierend gestoppt und positioniert wird oder 2) die erwärmte Luft wird als Alternative durch einen in Fig. 13(b) dargestellten Umlei­ tungskanal 372 in die Umgebungsatmosphäre abgelassen. Die Strömung der heißen Luft wird durch einen Luftzylinder 374 mittels eines Elektromagneten 376 gesteuert, welcher die Strömung durch Betätigung der Luftrohre 378 und 380 beeinflußt. Der Luftzylinder 374 steuert die Stellung eines zurückziehbaren Gleitelementes mit einer Strömungsöffnung, welche in Abhängigkeit von der Position des vom Luftzylinder gesteuerten Gleitelementes selektiv entweder 1) in der Heizöffnung 364 oder 2) im Umleitungskanal 372 positioniert wird.

Als Beispiel wurden die folgenden Steuerungsparameter für das Anspitzen von umsponne­ nem VICRYL-Nahtmaterial der Größen 1,0, 2/0, 3/0 und 4/0 durch Wärme ermittelt. Die Nahtmaterial-Spannung ist als die Spannkraft in Gramm ausgedrückt, welche die Spannrolle 314 und der Drehmomentenmotor 316 auf das Nahtmaterial aufbringen, wenn es von den Greifern durch die Maschine gezogen wird.

Als ein weiteres Beispiel wurden die folgenden Steuerungsparameter für die mechanische Spannung des Nahtmaterials sowie für das Anspitzen durch Wärme für die Nahtmaterial- Größen 2/0, 3/0 und 4/0 bei Nahtmaterial aus Seide ermittelt. In der nachfolgenden Tabelle enthält die linke Spalte die handelsüblichen Nadeltypen, die nächste Spalte die Nadelgrö­ ßen, die nächste Spalte die Nahtmaterial-Größen, die nächste Spalte die von der Spannrolle 314 aufgebrachte Nahtmaterial-Spannung in Gramm, die nächste Spalte die Anspitz- Rastzeit, die nächste Spalte den Luftstrom in Normal-Kubikmetern pro Minute und die rechte Spalte die Nahtmaterial-Anspitz-Temperatur.

Die vorliegenden Tabellen betreffen umsponnenes VICRYL-Nahtmaterial sowie Seiden- Nahtmaterial. Entsprechende Tabellen könnten für andere Nahtmaterialien, wie beispiels­ weise Ethibond® (umsponnenes Polyester) sowie monofiles und umsponnenes Nylon, er­ stellt werden.

Seiden-Nahtmaterial und dessen Anspitz-Parameter

Die Quetsch-Drehtisch-Antriebs-Baugruppe

Die Antriebs-Baugruppe für den Quetsch-Drehtisch 150 ist in den Fig. 7(a), 7(b) und 8 dargestellt. Wie in Fig. 7(a) dargestellt, weist die Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 ei­ nen Quetsch-Drehtisch 110 sowie eine Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120 auf, die beide durch die Antriebseinrichtungen nach der vorliegenden Erfindung unabhängig voneinander angetrieben werden. Ein Antriebsmotor 140 treibt diese beiden Drehtische über ein erstes Weiterschalt-Antriebsgetriebe 142 und ein zweites Weiterschalt-Antriebsgetriebe 144 über ein 90°-Untersetzungsgetriebe 141 an und diese sind miteinander durch einen Zahnriemen 143 gekoppelt. Die Weiterschalt-Antriebsgetriebe 142 und 144 sind "CAMCO"- Weiterschalt-Antriebe vom Typ 350RGD 4H24-360 mit einer Untersetzung 10 zu 1 im Getriebe 141 sowie einer Schwingbewegung für die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120. Wie hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 erläutert werden wird, erzeugt das erste CAMCO-Weiterschalt-Getriebe für jede Umdrehung des Getriebes 141 eine Antriebsphase von 180° und eine Rastphase von 180°, was für den ersten Weiter­ schalt-Antrieb 142 einen 90° Antriebs-Rast-Zyklus ergibt. Der erste Weiterschalt-Antrieb 142 treibt eine Welle 130 zur Drehung um eine einzige Antriebsachse D-D' an, welche in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Sie ist in den Lagern 131a, 131b, 131c und 131d dreh­ bar gelagert und wird durch eine Antriebskappe 132 sowie einen Druck-Antriebsbund 133, welcher am Ausgang des ersten Weiterschalt-Antriebes 142 angeordnet ist, an Ort und Stelle gehalten. Eine modulare Rahmen-Baugruppe 134 hält alle um die zentrale Antrieb­ sachse D-D' angeordneten Antriebselemente.

Der zweite Weiterschalt-Antrieb 144 erzeugt pro Umdrehung des Eingangs-Antriebes vom Zahnriemen 143 her eine 180°-Antriebsphase, eine zweite 60°-Antriebsphase, eine 30°- Rastphase, eine 60°-Antriebsphase und eine 30°-Rastphase, und dieser Weiterschalt- Antrieb 144 liegt mit den Antriebs- und Rastphasen des ersten Antriebes 142 in Phase. Wie hier später unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 erläutert werden wird, wird in je­ der Rastphase des Quetsch-Drehtisches 110 auch die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120 in 65749 00070 552 001000280000000200012000285916563800040 0002010020602 00004 65630einer Rastphase gehalten und dann gedreht, um die Hin- und Herbewegung der Univer­ salgreifer in bezug auf den Quetsch-Drehtisch 110 auszulösen.

Die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120 ist an einem Ring-Antriebsflansch 135 befestigt, welcher den Ausgang des zweiten Weiterschalt-Antriebes 144 mit der Nocken-Drehtisch- Platte 120 verbindet, wie es ausführlicher in Fig. 8 dargestellt ist. Der Ring- Antriebsflansch 135 ist mittels Nadellagern 136 drehbar auf der Antriebswelle 130 gela­ gert, um in der Achse D-D' einen einzigen Antriebs-Zugriff für die Drehung der Quetsch- Drehtisch-Baugruppe 150 zu schaffen. Der Ring-Antriebs-Flansch ergibt ein Stützlager und einen Drehantrieb für die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120. Die Anwendung dieses Ring- Flansches trennt auch den Nocken-Drehtisch und den Quetsch-Drehtisch von der Antriebs­ vorrichtung und gibt dem Bedienungspersonal einen Arbeitsraum zum Ausrichten der Vorrichtung sowie erforderlichenfalls für den Austausch von Teilen. Der Ring- Antriebsflansch 135 ist mittels Schrauben mit dem Ausgangs-Antriebsflansch des Weiter­ schalt-Antriebes 144 verbunden, wie es im Punkt 135a dargestellt ist.

Der Quetsch-Drehtisch 110 ist drehbar auf einer Kugel-Rastkupplung 114 angebracht, wel­ che ihrerseits fest an der Welle 130 angebracht ist und ermöglicht im Falle eines unvorher­ sehbaren Ereignisses eine Unterbrechung der Drehung zwischen den Kupplungsplatten 112 und 114. Die Kupplung 114 und die Welle 130 bilden auch eine Auflage und einen Drehantrieb für den Quetsch-Drehtisch 110.

Der Ring-Nockenantrieb 135 ist, wie bei 135a dargestellt, fest mit dem Abtrieb des zweiten Weiterschalt-Antriebes 144 verschraubt und bildet auf diese Weise eine Auflage und eine Drehlagerung für die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120. In entsprechender Weise bildet die Rutschkupplung 114 eine körperliche Auflage sowie infolge ihrer festen Anbringung auf der Welle 130 im Punkt 114a einen Drehantrieb für den Quetsch-Drehtisch 110.

Der Quetsch-Drehtisch

Jetzt soll der Vorgang des Ausfahrens eines jeden Universalgreifers 155 zur Nadel- Bearbeitung an jeder der Stationen 100, 200, 400 und 500 erläutert werden. Wie in den Fig. 14(a), 14(b) und 14(c) dargestellt, ist jeder Universalgreifer 155 mit einem hin- und herbeweglichen Schlitten 151 und einem Nocken-Gleitstück 164 verbunden. Nocken- Eingriffsglieder 165a, 165b, 165c und 165d sind an ihrem einen Ende mit einem Nocken- Gleitstück 164 und an ihrem anderen Ende mit dem Universalgreifer verbunden. Das Noc­ ken-Gleitstück 164 gleitet in stationären Führungen 166 und 167 und führt eine Hin- und Herbewegung aus, wenn das Nocken-Eingriffsglied 165 betätigt wird. Bei der in Fig. 15(a) dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Nocken-Eingriffsglieder 165a, 165b, 165c und 165d Rollen, welche in die Nockenbahn einer Nocken-Drehtisch- Baugruppe 120 passen. Die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120 ist in Fig. 15(a) dargestellt und besteht aus einer Nocken-Drehtisch-Platte 125 mit durchgehenden Nockenbahnen 160, welche die an den jeweiligen Universalgreifern 155a, 155b, 155c und 155d angebrachten Nocken-Eingriffsglieder 165a, 165b, 165c bzw. 165d aufnehmen. An jeder Station ist ein Nocken-Eingriffsglied 165 in der Nockenbahn beweglich positioniert.

Wie in Fig. 15(a) dargestellt, ist der Nocken-Drehtisch 125 über dem Quetsch-Drehtisch 110 koaxial zu diesem angeordnet. Der Nocken-Drehtisch 125 ist im die Zentralachse drehbar und wird durch ein gesondertes Weiterschalt-Getriebe, wie es zuvor beschrieben wurde, gesteuert, so daß er sich unabhängig von der Quetsch-Drehtisch-Platte 110 drehen kann. Der Nocken-Drehtisch wird in einem Mehrfach-Antriebs- und -Rastzyklus angetrie­ ben, wie es zuvor erläutert wurde, und die Grad-Zahlen einer jeden Phase sind in Fig. 15(a) schematisch dargestellt. Die Fig. 15(a) zeigt auch die Nocken-Eingriffsglieder 165a bis 165d in einer ersten zurückgezogenen Stellung innerhalb der Nockenbahn 160. Wenn sich die Drehtische in dieser Stellung befinden, dann befinden sich alle der hin- und her­ beweglichen Schlitten und folglich auch die Universalgreifer 155 in ihrer zurückgezogenen Stellung, wie es in den oben besprochenen Fig. 14(a) und 14(b) dargestellt ist. Um die Universalgreifer 155 am Ort ihrer jeweiligen Stationen auszufahren, wird die Nocken- Drehtisch-Platte 125 gegenüber der Quetsch-Drehtisch-Platte 110 im Uhrzeigersinn um etwa 25 Grad bis 45 Grad gedreht, wie es durch den Pfeil A in Fig. 15(a) angedeutet ist, wodurch die Nocken-Eingriffsglieder 165a bis 165d in ihrer Nockenbahn 160 zu einer Be­ wegung in Richtung zum Außenumfang des Drehtisches hin gezwungen werden, wie es in Fig. 15(b) dargestellt ist. Folglich wird jedes der Nocken-Gleitstücke 164, jeder der hin- und herbeweglichen Schlitten 151 sowie jeder der Universalgreifer 155 in seine ausgefah­ rene Stellung bewegt, wie es in Fig. 14(c) dargestellt ist. Zur Zurückbewegung in die zu­ rückgezogene Stellung wird die Nocken-Drehtisch-Platte 125 gegenüber der Quetsch- Drehtisch-Platte 110 entgegen dem Uhrzeigersinn um etwa 20 Grad bis 30 Grad gedreht, wodurch die Nocken-Eingriffsglieder 165a bis 165d in ihrer Nockenbahn 160 zu einer Be­ wegung in ihre zurückgezogene Stellung gezwungen werden (Fig. 15(a)). Folglich bewe­ gen sich das Gleitstück 164, der hin- und herbeweglichen Schlitten 151a und der Univer­ salgreifer 155 zurück in ihre zurückgezogene Stellung, wie es in Fig. 14(c) dargestellt ist und oben diskutiert wurde.

Es versteht sich von selbst, daß beim Drehen der Nocken-Drehtisch-Platte 125 gegenüber dem Quetsch-Drehtisch 110 jeder der Universalgreifer 155 durch die Nockenbahn entwe­ der ausgefahren oder zurückgezogen wird. Daher ist das System derart konstruiert, daß alle an den einzelnen Stationen durchgeführten Prozesse gleichzeitig ablaufen und etwa die gleiche Dauer haben, wenn sich die Universalgreifer 155 in ihrer ausgefahrenen Stellung befinden. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Nadel-Aufnahme, das Nadel- Quetschen oder die Nadel-Zugprüfung.

Wenn der Universalgreifer 155 zurückgezogen wird, kann die durch ihn erfaßte Nadel dann zu einer anderen Station zur weiteren Bearbeitung weitergeschaltet werden. Um die Nadel zu einer anderen Station weiterzuschalten, werden sowohl die Quetsch-Drehtisch-Platte 110 als auch die Nocken-Drehtisch-Platte 125 zusammen um etwa 90 Grad gedreht, um den Universalgreifer an der nächsten Station zu positionieren. Wenn beispielsweise die Nocken-Drehtisch-Platte 125 und die Quetsch-Drehtisch-Platte 110 in Fig. 14 gleichzeitig um 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, dann wird der Universalgreifer 155, der die Nadel an Station 100 übernommen hatte, nun zur Station 200 weitergeschaltet, um sie dort durch Quetschen mit dem Nahtmaterial zu verbinden. In entsprechender Weise werden die Nocken-Drehtisch-Platte 125 und die Quetsch-Drehtisch-Platte 110 gleichzeitig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß die an Station 200 armierte Nadel zu ihrer Zugprüfung zur Zugprüfungsstation 400 weitergeschaltet wird. Die gleichzeitig an jeder Station rund um den Quetsch-Drehtisch ausgeführten Arbeitsgänge erhöhen den Durchsatz und ergeben einen Ausstoß zuggeprüfter armierter chirurgischer Nadeln von etwa 40 bis 60 Nadeln pro Minute bzw. bei der bevorzugten Ausführungsform von 20 bis 30 doppelt ar­ mierten Nahtmaterialien pro Minute.

Der Universalgreifer

Wie in Fig. 1 dargestellt, wirkt die Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 mit vier Stationen zusammen, wo gleichzeitig Nadel-Arbeitsgänge durchgeführt werden. In der detaillierten Darstellung von Fig. 14(a) weist die Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 eine Quetsch- Platte 110 mit vier Universalgreiferstationen 145a, 145b, 145c und 145d auf, die im gleichmäßigen Abstand voneinander angebracht sind.

Die Quetsch-Platte 110 ist an einer Zentralnabe 112 auf einer Sicherheits-Kugel- Rastkupplung 114 (dargestellt in Fig. 8) drehbar gelagert, und die Drehung erfolgt gesteu­ ert von einem System-Steuerungscomputer 46. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist an jeder Universalgreiferstation der Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 ein gesonderter, hin- und herbweglicher Schlitten 151 vorgesehen. Wie beispielsweise in der Fig. 14(a) dargestellt, weist die Universalgreiferstation 145a einen hin- und herbeweglichen Schlitten 151a, die Universalgreiferstation 145b einen hin- und herbeweglichen Schlitten 151b, die Universalgreiferstation 145c einen hin- und herbeweglichen Schlitten 151c und die Univer­ salgreiferstation 145d einen hin- und herbeweglichen Schlitten 151d auf. An jedem hin- und herbeweglichen Schlitten 151a, 151b, 151c und 151d ist für die Rückzugsbewegung zusammen mit diesen ein Universalgreifer 155 angebracht, von denen zwei, die mit Grei­ ferbefestigungen 150a und 150d verbunden sind, in Fig. 14(a) dargestellt sind.

Wie oben erwähnt, ist jeder hin- und herbewegliche Schlitten 151a, 151a, 151b, 151c und 151d und der mit ihm verbundene Universalgreifer 155 aus einer zurückgezogenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung bewegbar. Wenn sich der Greifer 155 in der in Fig. 14(b) dar­ gestellten zurückgezogenen Stellung befindet, kann die Nadel 39, wenn sich der Quetsch- Drehtisch dreht, zu einer anderen Station befördert werden. Wenn sich der Universalgreifer 155 hingegen in der ausgefahrenen Stellung befindet, wie sie in Fig. 14(c) dargestellt ist, befindet sich die Nadel in einer der aktiven Stationen, wie beispielsweise in der automati­ schen Quetsch-Station.

Der Universalgreifer nach der vorliegenden Erfindung nimmt die Nadel vom Präzisions- Förderer und vom beweglichen Anschlagmechanismus auf und transportiert die Nadel durch den Quetsch-Arbeitsgang, wo das Nahtmaterial automatisch in das Schaft-Ende der Nadel eingesetzt und das Metall der Nadel darum herum gequetscht wird. Es ist sicher verständlich, daß ein hoher Grad an Präzision erforderlich ist, wenn die Öffnung im Schaft einen Durchmesser von nur 0,27 mm (0,0106 Zoll) und das Nahtmaterial einen solchen von nur 0,22 mm (0,0088 Zoll) aufweisen, insbesondere, wenn das Einsetzen und der Quetschvorgang zur Fertigstellung nur etwa 0,5 Sekunden erfordern, um einen Ausstoß von 30 bis 60 Nadel pro Minute zu erreichen. Der Universalgreifer transportiert die Nadel auch durch die Zugprüfungsstation, wo die Nahtmaterialverbindung geprüft wird sowie zum Verpackungsbereich, wo das armierte Nahtmaterial (Nadel-Nahtmaterial-Anordnung) für die künftige Verpackung mit anderen armierten Nahtmaterialien gebündelt wird.

In den Fig. 18(a), 18(b) und 18(c) sind sowohl das Gleitstück 164 als auch der Greifer­ teil des Universalgreifers 155 mit einem Paar Nadel-Klemmbacken 146 und 148 darge­ stellt, deren jeder eine Nadel-Aufnahmekerbe 157 aufweist. Jeder der Klemmbacken hat einen integriert angeformten Gleitabschnitt 146a und 146b, welcher in einem Kanal 162 gleitet, der im Gehäuseelement 174 ausgebildet ist. Die Klemmbacken 146 und 148 sind durch ein Federelement 161 gegeneinander in eine geschlossene Stellung vorgespannt. Die Klemmbacken werden durch ein Paar beweglicher Schwenk-Koppelglieder 168 und 169 geöffnet, die an einem Stößel 170 angebracht sind und durch ihn betätigt werden, so daß beim Drücken des Stößels 170 die Koppelglieder 168 und 169 nach außen bewegt werden und die Klemmbacken 146 und 148 nachziehen. Der Stößel 170 wird an jeder Station von einem pneumatisch angetriebenen Nocken betätigt, um die Klemmbacken um die Nadel 39 zu öffnen oder zu schließen.

In der Vorrichtung wird eine Vielzahl von Universalgreifern verwendet, d. h. mindestens 2 und vorzugsweise 4, deren jeder eine einzelne Nadel, wie zuvor beschrieben, beim Posi­ tionieren, beim Quetschen, bei der Prüfung oder beim Entladen ergreift. Wenn der Univer­ salgreifer in seine Position bewegt wird, werden die Klemmbacken 146 und 148 geöffnet, und der Greifer wird zur Nadel hin bewegt, so daß die geöffneten Klemmbacken zu beiden Seiten der Nadel zu liegen kommen. Sodann werden die Klemmbacken der Präzisions- Förderwanne 70 geöffnet, und die Nadel ruht während der Überführung am beweglichen Anschlag 96. Dann werden die Klemmbacken 146 und 148 des Universalgreifers geschlos­ sen, um die Nadel zu erfassen, und der bewegliche Anschlag 96 wird von der Anlage an der Nadel sowie von den Klemmbacken des Präzisions-Förderers weggeschwenkt, um es zu ermöglichen, daß der Präzisions-Förderer die nächste Nadel in die Nadel-Überführungs- Position vorschiebt.

Der Schritt des Ladens der einzeln präzise ausgerichteten chirurgischen Nadel 39 an der Präzisions-Ladestation 100 von der Präzisions-Förderwanne 70 und vom beweglichen An­ schlag 96 in den Universalgreifer 155 erfordert auf Seiten des Universalgreifers eine zu­ sammengesetzte Bewegung. Da die Nadel in Kerben gelagert ist, die in den Klemmbacken der Förderwanne 70 ausgebildet sind und da einer der Klemmbacken der Präzisions- Förderwanne fest ist, ist es für den Universalgreifer notwendig, bei der Entnahme der Na­ del aus den Klemmbacken der Förderwanne eine zusammengesetzte Bewegung auszufüh­ ren. Wenn eine geradlinige Hin- und Herbewegung erwartet wird, wird die Nadel aus der Kerbe des festen Klemmbackens in der Förderwanne 70 abgestreift. Diese zusammenge­ setzte Bewegung erfolgt sowohl an der Präzisions-Positionierungsstation 100 als auch an der Quetschstation 200, wo ebenfalls feste und bewegliche Klemmbacken angewandt wer­ den. Die Anwendung von festen Klemmbacken verbessert die Genauigkeit der Ausrichtung der Nadel zum Nahtmaterial an der Quetschstation beträchtlich.

In der Vorderansicht des Universalgreifers, wie sie in den Fig. 15(a) und 15(b) darge­ stellt ist, erstrecken sich die Klemmbacken 146 und 148 des Universalgreifers 155 senk­ recht von diesem, um sich an das Schaft-Ende 44 der gebogenen Nadel 39 anzulegen.

Die Fig. 19(a) und 19(b) zeigen auch zwei Rollen-Nockenflächen 172 und 180, welche auf den Universalgreifer einwirken. Eine Nockenfläche 172 befindet sich an jeder der vier Stationen (Präzisions-Positionierung, Quetschen, Prüfen und Entladen), und sie wir dazu benutzt, die Klemmbacken 146 und 148 der Universalgreifer an jeder Station zu öffnen. Die Fig. 7 und 8 zeigen drei Pneumatikantriebe 176a, 176b und 176c, welche die Rol­ len 172a, 172b und 172c betätigen, um die Klemmbacken der Universalgreifer 155 zu öff­ nen und zu schließen, was nachfolgend noch detaillierter erläutert werden wird.

Fig. 8 zeigt eine typische Positionierung für den Nocken 172 über der Nadel- Zugprüfungsstation, wobei die Nockenrolle 172a an einem Glockenhebel 173 angebracht ist, welcher durch einen Pneumatikzylinder 176a betätigt wird. Normalerweise ist der Noc­ ken 172a durch eine Feder 178 in Richtung der Nicht-Anlage-Stellung vorgespannt.

Jeder der Universalgreifer 155 ist mittels einer versetzten Gleit-Baugruppe bezüglich des Nocken-Gleitstückes 164 linear beweglich, wobei die Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 14a, 14b und 14c erläutert werden sollen. Wie dort angegeben, ist das Gehäuse 174 des Universalgreifers 155 an einem Montageblock 175 und einem Gleitstück 177 be­ festigt, wobei das Gleitstück 177 durch ein Federelement 179 bei der Hin- und Herbewe­ gung im Gleitschlitten 151 in Richtung einer Ausgangsposition vorgespannt ist. Diese zweite Hin- und Herbewegung erfolgt quer zur Hin- und Herbewegung, welche durch das Nocken-Gleitstück 164 ausgelöst wird.

Bezug nehmend auf die Fig. 19a und 19b werden Rollen-Nocken 180 und 180b ange­ wandt, um die zusammengesetzte Verschiebungsbewegung des Universalgreifers zu reali­ sieren, wenn er durch die Quetsch-Drehtisch-Nocken-Platte 125 nach außen bewegt wird. Die Fig. 14a zeigt eine typische Positionierung für den Verschiebungsantrieb, der ange­ wandt wird, um die Nockenrolle 180 an der Präzisions-Positionierungsstation 100 anzu­ treiben. Der Rollen-Nocken 180 ist auf einem Linear-Gleitstück 182 angebracht, welches durch einen Pneumatikmotor 184 angetrieben wird, der auf dem Quetsch-Drehtisch- Rahmen befestigt ist. Die Fig. 14(a) zeigt auch die Relativbewegungen des Universalgrei­ fers 155, wobei der Pfeil A die Verschiebungsbewegung und der Pfeil B die radiale Hin- und Herbewegung, der Universalgreifer 155 und 155a in Fig. 14(a) angeben, und der Pfeil C zeigt die Drehbewegung des Quetsch-Drehtisches 110 an.

Um die Überführung der Nadel zu einem Universalgreifer 155 durchzuführen, wird der Universalgreifer 155 ausgefahren und in horizontaler Richtung bewegt, so daß dessen Stirnseite in der Nähe der Nadel-Präzisions-Förderwanne 70 zu liegen kommt, wie es in den Fig. 8 und 10(a) dargestellt ist. In dieser Position dringen die Klemmbacken 146 und 148 von jeder Seite der Nadel 39 in deren Ebene ein. Ein Elektromagnet oder eine ent­ sprechende Vorrichtung drücken auf einen Niederdrückarm der Präzisions-Förderwanne 70, um die Nadel 39 aus den Anlage-Klemmbacken 77 und 79 der Präzisions-Förderwanne 70 freizugeben, so daß sie auf der beweglichen Anschlag-Baugruppe zwischen den Klemmbacken 146 und 148 des Universalgreifers 155 zu liegen kommt. Gleichzeitig wer­ den die Klemmbacken 146 und 148, gesteuert vom Steuerungssystem-Computer aus der Nicht-Anlage-Stellung in die Anlage-Stellung bewegt und legen sich dadurch an die Nadel 39 in ausgerichteter Position an, wie es in Fig. 19(a) dargestellt ist. Dann wird der Uni­ versalgreifer 155 in horizontaler Richtung seitlich verschoben sowie in radialer Richtung zurückgezogen. Dann wird die Quetsch-Drehtisch-Baugruppe 150 zur Quetschstation 200 gedreht, um das automatische Quetschen zum Verbinden des Nahtmaterials mit der Nadel 39 durchzuführen.

Die Nadel-Quetschstation

Der an der Quetschstation stattfindende Quetscharbeitsgang soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 16, 18(a) bis 18(c) sowie 19(a) und 19(b) beschrieben werden. Die Fig. 19(a) und 19(b) zeigen den Nadel-Universalgreifer 155 sowie die Quetsch- und die Naht­ material-Ausrichtungswerkzeuge in zwei Phasen der Folge von Einsetzen des Nahtmateri­ als und Quetschen. Diese Folge sowie die Wechselwirkung der Werkzeuge untereinander, und das Einsetzen des Nahtmaterials in die Nadel ermöglichen es, die Einsetz- und die Quetschfunktion mittels einfacher Bewegungen bei einem Minimum für jede Gruppe von Nadeldurchmessern auszutauschender Teile durchzuführen.

Nach dem Fördern der Nadel zur in den Fig. 16 und 19(a) dargestellten Quetsch- Baugruppe 200 wird der Universalgreifer 155 in radialer Richtung vom Quetsch-Drehtisch aus ausgefahren und in der oben beschriebenen Weise seitlich verschoben, um das Nahtma­ terial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 zwischen die trichterförmige Werkzeugöffnung zu positionieren, die an den Enden der beiden Quetschwerkzeuge 273 und 274 ausgebildet ist, wie es in Fig. 19(a) dargestellt ist. Wie noch erläutert werden wird, ist das Quetschwerk­ zeug 274 in seiner Position fixiert, während das Quetschwerkzeug 273 zum festen Quetschwerkzeug 274 hin seitlich beweglich ist, wie es durch den Pfeil "A" angedeutet ist, um das Quetschen der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung einer dazwischen plazierten Nadel durchzuführen. Die trichterförmige Werkzeugöffnung hat einen Austrittsdurchmesser, der ein wenig größer ist als der Durchmesser des Nahtmaterial-Aufnahme-Endes 44 der Nadel und sie wird gebildet, wenn die beiden Quetschwerkzeuge dicht beieinander positioniert sind, wie es in Fig. 19(a) dargestellt ist.

Bei der in den Fig. 23(a) und 23(b) dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Enden der beiden Quetschwerkzeuge 273 und 274 mit rechtwinkligen Formhohlräumen 283 bzw. 284 versehen, um das Nahtmaterial durch Quetschen dauerhaft mit der Nadel 39 zu verbinden. Es ist anzumerken, daß die Quetschwerkzeuge in den Fig. 23(a) und 23(b) für eine kleine Nadel von 0,46 mm (18 Tausendstel Zoll) Durchmesser vorgesehen sind und daß aus Gründen der Deutlichkeit die Fig. 23(a) 2fach und die Fig. 23(b) 100fach vergrößert wurde. In Abhängigkeit von der Größe (Durchmesser) der zu quet­ schenden Nadeln und Nahtmaterialien können unterschiedliche Werkzeugsätze vorgesehen werden, und bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung reichen diese von 0,46 mm (0,018 Zoll) bis zu 1,27 mm (0,050 Zoll). Die in den Fig. 23(a) und 23(b) dargestellten Hohlräume haben eine rechtwinklige Form mit einem Winkel von 90 Grad und werden zur Herstellung einer dauerhaften Quetschverbindung zwischen Nadel und Nahtmaterial verwendet. Es können auch entsprechende Werkzeuge mit runden Formflä­ chen verwendet werden, um zwischen Nadel und Nahtmaterial eine gesteuert lösbare Ver­ bindung herzustellen.

Um das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 genau zwischen den an den Enden der beiden Quetschwerkzeuge 273 und 274 ausgebildeten Quetschwerkzeugöffnungen zu positionieren, wird das bewegliche Quetschwerkzeug 273 zeitweilig wegbewegt. In den Abbildungen der Quetsch-Baugruppe 200, die in den Fig. 16 und 19(a) dargestellt sind, ist das Quetschwerkzeug 273 durch Betätigung eines Pneumatikzylinders 295 vom festen Quetschwerkzeug 274 wegbewegt worden. Der Pneumatikzylinder 295 übt eine Kraft auf eine Zylinderstange 293 aus, um einen Quetschwerkzeug-Betätigungshebel 205 um einen Stift 206 zu schwenken und an einem Rückzugsarm 297 zu ziehen, der an einem Bolzen 298 am beweglichen Quetschwerkzeug 273 angreift, wodurch das bewegliche Quetschwerkzeug 273 um eine vorgegebene Strecke vom festen Quetschwerkzeug 274 weg bewegt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Hebel 205 durch eine Feder 209 vorgespannt, so daß das bewegliche Quetschwerkzeug 273 infolge der gespeicherten Federkraft zum festen Quetschwerkzeug 274 zurückkehrt, wenn der Druck im Pneuma­ tikzylinder 295 abgeschaltet wird.

Die Fig. 19(a) zeigt das Quetschwerkzeug 274 in seiner festen Position und das bewegli­ che Quetschwerkzeug 273 in seiner Abstands-Position vor der Aufnahme der vom Univer­ salgreifer 155 dargebotenen chirurgischen Nadel 39. Das Nahtmaterial-Ausrichtungswerk­ zeug 270 mit der Nahtmaterial-Führungs-Trichterhälfte 270(a) ist unter dem Quetschwerk­ zeug 273 angeordnet und kann innerhalb gewisser Grenzen in seitlicher Richtung frei glei­ ten. Das Nahtmaterial-Ausrichtungswerkzeug 270 weist einen Vorsprung 270b auf, wel­ cher in einen Hohlraum 273a hineinragt, der im Quetschwerkzeug 273 ausgebildet ist. Eine Druckfeder 273c liegt zwischen der Rückwand des Hohlraumes 273a und dem Vorsprung 270b an, so daß das Trichterwerkzeug 270a vorwärts gleitet, bis es von der Vorderwand des Hohlraumes 273a aufgehalten wird. In dieser Position liegt es vor der Mittelachse, wel­ che durch das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende der Nadel definiert ist und dient als Auflage, welche hilft, sicherzustellen, daß sich das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 in seiner Position für das Quetschen befindet. In dieser Phase des Zyklus sind die Teile nicht für das Einsetzen des Nahtmaterials positioniert, und die Nahtmaterial-Klemmen 365a und 365b, welche das Nahtmaterial 304 und das versteifte Ende 358 ergreifen, befinden sich in einer Rastphase. Das Nahtmaterial-Ausrichtungswerkzeug 271 mit der Trichterhälfte 271a ist durch geeignete Befestigungseinrichtungen am Quetschwerkzeug 274 befestigt.

Während die Quetschwerkzeuge voneinander entfernt sind, wird der Universalgreifer 155 ausgefahren, um das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 in der Quetschöffnung zu positionieren, wie es in Fig. 19(a) dargestellt ist. Bezug nehmend auf Fig. 16 wird der Universalgreifer 155 während des Eintrittes und des Austrittes durch die Nockenrolle 180b, welche von einem Pneumatikzylinder 216 über einen Glockenhebel 218 angetrieben wird, seitlich verschoben. Diese seitliche Verschiebung ist notwendig, um der Nadel den Eintritt in die Quetschwerkzeugöffnung 284 des festen Quetschwerkzeuges 274 zu ermöglichen, wenn sie durch den Universalgreifer 155 positioniert wird. Nach der Positionierung der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung 44 der Nadel 39 an der Quetschwerkzeugöffnung 284 wird das bewegliche Quetschwerkzeug 273 zur Nadel 39 hin bewegt, wobei die Federkraft der Feder 209 ausreicht, daß die Quetschwerkzeuge 273 und 274 das Nahtmaterial- Aufnahme-Ende 44 präzise gegen das feste Quetschwerkzeug 274 drücken, ergreifen und positionieren, ohne die dort ausgebildete Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung 44 zu verformen. Gleichzeitig werden die Klemmbacken 146 und 148 des Universalgreifers 155, wie oben beschrieben, infolge einer nach unten gerichteten äußeren Kraft auf den Stößel 170 durch die Nockenrolle 172 geöffnet, wodurch die Nadel freigegeben und ihre Position nunmehr durch den Griff der Quetschwerkzeuge 273 und 274 bestimmt ist. Die Bewegung der Werkzeuge 273 und 274 bewirkt, daß die Stirnseite des Nahtmaterial-Ausrichtungs­ werkzeuges mit der entsprechenden Stirnseite des Nahtmaterial-Ausrichtungswerkzeuges 271 in Berührung kommt. Die diese Bewegung auslösende elastische Kraft ist stark genug, die Feder 273c zusammenzudrücken und das Trichterwerkzeug 270a nach links zu bewe­ gen, so daß der Vorsprung 270b keinen Kontakt mehr zur Wand 273a des Hohlraumes hat. Die Werkzeuge 270 und 271 sind derart dimensioniert, daß diese Bewegung dazu führt, daß die beiden Trichterhälften 270a und 271a eine sanfte Kegelform begrenzen, welche koaxial zum Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 liegt.

Die Fig. 19(b) zeigt Nahtmaterial-Greifer, die in vertikaler Richtung zur Einsetz-Position bewegt werden und das versteifte Ende 358 des Nahtmaterials veranlassen, in den von den Teilen 270a und 271a begrenzten Trichter einzutreten, wodurch sie in die Nahtmaterial- Aufnahmeöffnung 44 der Nadel 39 geführt werden, welche axial dazu ausgerichtet sind. Es wird angemerkt, daß der Austrittsdurchmesser der von den beiden Trichterhälften 270a und 271a gebildeten kegelförmigen Trichterführung vorzugsweise gleich oder größer als der Durchmesser des angespitzten Nahtmaterial-Endes 358 und kleiner als der Durchmesser des Nahtmaterial-Aufnahme-Endes 44 der Nadel 39 ist, so daß das angespitzte Ende 358 des Nahtmaterialstranges leicht dort eingesetzt werden kann. Eine vergrößerte Einzelheit der Nahtmaterial-Ausrichtungswerkzeuge 270 und 271 sowie die Plazierung der Trichter­ hälften 270a und 271a sind in Fig. 19(b) dargestellt. Wenn der Strang, wie oben bespro­ chen, in das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 eingesetzt ist (Schritt 27), dann erfolgt das automatische Quetschen der Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der in Fig. 16 dargestellten Quetsch-Baugruppe 200 liefert ein Pneumatikzylinder 204 die Kraft zur Betätigung eines Nockens 275, an wel­ chem der Hebel 205, schwenkbar um den Stift 206, anliegt und einen Nocken 207 gegen das Ende des beweglichen Quetschwerkzeuges 273 preßt, um dieses bewegliche Quetschwerkzeug 273 gegen das feste Quetschwerkzeug 274 zu pressen, wodurch das Quetschen des Nahtmaterial-Aufnahme-Endes der dazwischen plazierten Nadel erfolgt. Der Luftdruck wird dem Quetschzylinder 204 über Einlässe 266, gesteuert vom Steuersy­ stem-Computer 46, zugeführt.

Nachdem das Quetschwerkzeug 273 durch den Quetschzylinder bis zu einem festen An­ schlag bewegt wurde, ist das Nahtmaterial-Aufnahme-Ende 44 der Nadel 39 zu der ge­ wünschten Form verformt worden, welche durch die Konturen des Quetschwerkzeuges, wie sie in Fig. 19(b) dargestellt sind, vorgegeben sind. Wenn die Verformung erfolgt, kommt das bewegliche Quetschwerkzeug 273 bis zu einem Anschlag, wie beispielsweise einem Quetsch-Anschlagbolzen, der in einer Preßpassung des Quetschwerkzeuges 273 ein­ gesetzt ist und an einer Bezugswandung anschlägt, die in den Rahmen der Quetsch- Baugruppe eingearbeitet ist. Wenn der Quetschhub durchgeführt ist, treibt der Quetschzy­ linder das Werkzeug und die dazugehörigen Teile der Baugruppe nach links (in Fig. 16) bis es zwangsläufig gestoppt wird, indem der unter Teil des Bolzens an der Wandung der in den Baugruppenrahmen eingearbeiteten Rille anschlägt (in Fig. 16 unter dem Quetschwerkzeug 273 angeordnet). Dadurch wird der Pneumatikzylinder 204 angehalten, so daß der Hub der dargestellten rechten beweglichen Werkzeug-Baugruppe für alle Wie­ derholungszyklen der Maschine der gleiche ist. Bei einer alternativen Ausführungsform können beide Quetschwerkzeuge 273 und 274 aufeinander zu bewegt werden, um das Quetschen durchzuführen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform werden der Grad der Zusammendrückung der Nadel durch das Quetschen und die daraus resultierende Festigkeit des Griffes der Nadel um das Nahtmaterial herum durch eine Feinpositionierung des festen Werkzeuges 274 eingestellt.

Wie in Fig. 16 dargestellt, dreht ein Servomotor 214 über einen Treibriemen und ein Un­ tersetzungsrad eine Quetsch-Einstellschraube 213. Die Steigung der Quetsch-Einstell­ schraube 213 ist derart gewählt, daß sie einen Gleitkeil 212 eine kleine Strecke bewegt. Das Quetschwerkzeug 274 weist am entgegengesetzten Ende einen komplementären Ram­ penwinkel 243 auf, welcher an dem Keil 212 anliegt, um die Position des Quetschwerk­ zeuges 274 proportional zur Bewegung des Gleitkeiles um eine präzise Strecke zurückzu­ ziehen oder vorzuschieben. Somit führen die Drehung der Quetsch-Einstellschraube 213 und die Bewegung des Gleitkeiles 212 zu einer Querbewegung des Quetschwerkzeuges 274, wodurch dessen feste Position fein justiert wird. Wenn beispielsweise ein stärkeres Nahtmaterial durch Quetschen mit einer Nadel zu verbinden ist, kann die Position des fe­ sten Quetschwerkzeuges 274 weiter von der Nahtmaterial-Ziehachse weg bewegt werden, um den gewünschten Umfang der Verformung zu erhalten, wenn der Quetschdruck durch das bewegliche Quetschwerkzeug 273 auf die Nadel aufgebracht wird. Bei der in Fig. 16 dargestellten bevorzugten Ausführungsform sendet der Steuerungssystem-Computer 46 geeignete Signale aus, um den Servomotor 214 anzuweisen, die Position der Quetsch- Einstellschraube 213 und damit die Position des festen Quetschwerkzeuges 274 entspre­ chend Auszieh-Versuchswerten der Nadel-Nahtmaterial-Verbindung einzustellen, die durch das automatische Zugprüfungssystem gemessen wurden, welches später im Detail erläutert werden wird.

Im einzelnen können geeignete Steuersignale für den Servomotor 214 erzeugt werden, um die Drehstellung der Quetsch-Einstellschraube 213 entsprechend den gespeicherten statisti­ schen Ergebnissen der Zugprüfung an der Zugprüfungsstation einzustellen. Die automati­ sche Zugprüfung der armierten Nadel ist wünschenswert, um sicherzustellen, daß die stromaufwärts angeordneten Quetschwerkzeuge optimal positioniert sind, um ein Über- Quetschen der Nadel-Nahtmaterial-Verbindung, die Wahrscheinlichkeit einer Abscherung sowie ein Unter-Quetschen und damit die Möglichkeit des Ausziehens zu verhindern.

Bezug nehmend auf die Fig. 19(a) schließt der Universalgreifer 155 die Klemmbacken 146 und 148 um das Schaft-Ende 44 der Nadel, wenn die Nockenrolle 172 sich aus der Anlage am Stößel 170 gelöst hat, nachdem die Nadel durch Quetschen mit dem Nahtmate­ rial verbunden wurde. Gleichzeitig wird die bewegliche Quetschplatte 273 zurückgezogen, um die Bewegung der Nadel 39 durch den Universalgreifer 155 zu ermöglichen. Bevor der Quetsch-Drehtisch 110 gedreht wird, wird die Verschiebungs-Antriebs-Nockenrolle 180(b) wieder vorgeschoben, um sich an der Nockenplatte 186 anzulegen und für den Austritt der Nadel 39 aus dem Hohlraum des Quetschwerkzeuges in der festen Quetschplatte 274 zu sorgen. Wenn der Universalgreifer 155 und die Nadel 39 sich von der festen Quetschplatte 274 entfernt haben, wird die Nocken-Drehtisch-Baugruppe 120 gedreht, wodurch die Noc­ kenrollen 165 nach innen geschoben werden, um die Universalgreifer 155 in radialer Richtung zurückzuziehen und somit die Drehung des Quetsch-Drehtisches 110 zu ermögli­ chen.

Der Quetsch-Drehtisch 110 dreht dann die erste Nadel der Nadel-Nahtmaterial-Anordnung zu einer Zugprüfungsstation, wie sie im US-Patent Nr. 5.844.142 beschrieben ist. Während die erste Nadel des Paares auf Zug geprüft wird, wird die zweite Nadel des Paares in der zuvor in bezug auf die erste Nadel des Paares beschriebenen Weise durch Quetschen mit dem zweiten Ende des Nahtmaterials verbunden.

Nahtmaterialschneid-Baugruppe

Fig. 24 zeigt eine Draufsicht auf eine Schneid-Baugruppe entsprechend der vorliegenden Erfindung in einer zurückgezogenen Stellung. Fig. 25 ist eine Draufsicht auf die Schneid- Baugruppe der Fig. 24 in einer ausgefahrenen Schneidstellung. Fig. 26 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht der Schneid-Baugruppe 334 der Fig. 9 und 10 ähnlich Fig. 9 und zeigt weitere Details des Antriebsmechanismus für die Schneid-Baugruppe. Die Fig. 28 und 29 sind vereinfachte Draufsichten auf den ersten und den zweiten Positionie­ rungsarm, wobei die Fig. 28 die zurückgezogene Stellung der Fig. 24 und die Fig. 29 die ausgefahrene Stellung der Fig. 25 darstellt.

Die Schneid-Baugruppe wird durch einen Pneumatikzylinder 384 angetrieben, welcher während eines Schneidvorganges einen Gleitmechanismus (Klingen-Überfahr-Block) 390 aus der zurückgezogenen Stellung der Fig. 24 in die ausgefahrene Stellung der Fig. 25 bewegt. Der Pneumatikzylinder 384 hält zwei Antriebsstangen 386, welche sich durch je­ nen hindurch erstrecken und welche der Pneumatikzylinder vor und zurück bewegt, um die Schneid-Baugruppe auszufahren oder zurückzuziehen. Eine Querstange 388 verbindet die beiden Antriebsstangen 386 an ihren vom Schneidmechanismus entfernten Enden. Die an­ deren Enden der beiden Antriebsstangen 386 sind mit dem Gleitmechanismus (Klingen- Überfahr-Block) 390 verbunden, auf welchem die Messerklinge 392 mittels einer geeigne­ ten Befestigungsanordnung für die gleichzeitige Bewegung zusammen mit jenem befestigt ist.

Bezug nehmend auf die Fig. 24 bis 29 ist ein erster Positionierungsarm 394 an seinem inneren Ende um einen ersten stationären Stift 406 schwenkbar und in der Nähe seines Mittelabschnittes durch einen Antriebsstift 398 beweglich mit einem ersten Koppelarm 401 verbunden. In entsprechender Weise ist ein zweiter gegenüberliegender Positionierungsarm 404 an seinem inneren Ende um einen zweiten stationären Stift 406 schwenkbar und in der Nähe seines Mittelabschnittes durch einen Antriebsstift 408 beweglich mit einem zweiten Koppelarm 410 verbunden. Die anderen Enden des ersten und des zweiten Koppelarms 401 und 410 sind an Überfahrstiften 412 befestigt, die, wie in Fig. 26 dargestellt, am Klingen- Überfahr-Block 390 befestigt sind.

Wenn während des Betriebes der Klingen-Überfahr-Block 390 durch den Pneumatikzylin­ der 384 aus der zurückgezogenen Stellung der Fig. 24 und 28 in die ausgefahrene Stel­ lung der Fig. 25 und 29 bewegt wird, ziehen zuerst die Überfahrstifte 412 am ersten und zweiten Koppelarm 401 und 410, welche ihrerseits auf die Antriebsstifte 398 und 408 des ersten und zweiten Positionierungsarmes 394 bzw. 404 drücken, wie es am besten in den Fig. 26 und 28 dargestellt ist. Dies veranlaßt den ersten und den zweiten Positio­ nierungsarm 394 bzw. 404 zur Drehung um die festen Stifte 405 und 406, wie es in den Fig. 24 und 28 durch die Pfeile 407 und 407' angedeutet ist aus der offenen Stellung der Fig. 24 und 28 in die geschlossene Stellung der Fig. 25 und 29, wodurch auch der erste und der zweite Koppelarm zur Drehung in die in den Fig. 25 und 29 dargestellte Stellung veranlaßt wird. Der erste Positionierungsarm 394 weist einen ersten Einsatz 414 auf, welcher abnehmbar an dessen Ende angeordnet ist, und eine konvexe V-Form 416 hat, und der zweite Positionierungsarm 404 weist einen zweiten Einsatz 418 auf, welcher ab­ nehmbar an dessen Ende angeordnet ist und eine konkave V-Form 420 hat. Wenn der erste und der zweite Koppelarm 401 und 410 zusammen gedreht werden, wie es in Fig. 25 dar­ gestellt ist, dann legt sich der konvexe V-Einsatz 414 am konkaven V-Einsatz 418 an, um dazwischen an den Spitzen der V's das Nahtmaterial zu fixieren. Die Einsätze sind ab­ nehmbar und werden durch Halteschrauben 422 an den Koppelarmen gehalten.

Die Überfahrstifte 412 sind am Überfahr-Block 390 nicht fest, sondern in langgestreckten Schlitzen 424 desselben angebracht und wirken jeweils gegen einen federgespannten Kol­ ben 426 bzw. 428, wie es in den Fig. 24, 28 und 29 dargestellt ist. Nachdem die Posi­ tionierungsarme gegeneinander eine Klemmwirkung ausüben, veranlaßt die weitere Bewe­ gung des Überfahr-Blockes 390 die Überfahrstifte 412 zum Zusammendrücken der feder­ gespannten Kolben 426 bzw. 428, so daß sich diese in ihren Schlitzen 424 bewegen.

Während des Schneidvorganges, wenn der Pneumatikzylinder 384 den Klingen-Überfahr- Block aus der zurückgezogenen Stellung der Fig. 24 und 28 nach rechts in die ausge­ fahrene Stellung der Fig. 25 und 29 bewegt, werden der erste Koppelarm 401 und der Positionierungsarm 394 im Uhrzeigersinn gedreht, wie es in den Fig. 24 und 25 sowie 28 und 29 dargestellt und durch einen Pfeil 407 angedeutet ist, und der zweite Koppelarm 410 sowie der Positionierungsarm 404 werden entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie es durch den Pfeil 407' angedeutet ist. Sie werden angetrieben, bis sich der konvexe V- Einsatz 416 am distalen Ende des ersten Positionierungsarmes 394 im konkaven V-Einsatz 418 am Ende des zweiten Positionierungsarmes 404 anlegt, um die Stellung nach Fig. 25 einzunehmen, bei welcher das Nahtmaterial zwischen den Spitzen der V's der Einsätze positioniert und geklemmt ist. Die Messerklinge 392 ist auf dem Klingen-Überfahr-Block 390 befestigt und wird zusammen mit diesem nach rechts bewegt, um die in Fig. 25 dar­ gestellte Position einzunehmen. Eine weitere Bewegung des Klingen-Überfahr-Blockes 390 nach rechts veranlaßt das Zusammendrücken von Federn 426, die sich hinter den Kol­ ben 428 befinden, so daß die Einsätze 416 und 418 mit dem eingeklemmten Nahtmaterial nun stationär sind. Jedoch veranlaßt die weitere Bewegung des Klingen-Überfahr-Blockes nach rechts die Messerklinge 392 ihre Bewegung nach rechts, relativ zu den dann stationä­ ren Positionierungseinsätzen 416 und 418 fortzusetzen und das dazwischen gehaltene Nahtmaterial zu trennen. Die Schneidklinge 392 bewegt sich entlang der Seitenflächen der Einsätze, wie es am besten in Fig. 27 dargestellt ist und schneidet das Nahtmaterial.

Fig. 27 zeigt ein Seitenprofil des konkaven V-Einsatzes 418, welcher drei separate V- Arme 419 aufweist, um das Nahtmaterial zu positionieren. Der konvexe V-Einsatz 414 hat drei entsprechende separate konvexe V-Arme, und die in der Nähe der mittleren V-Arme gleitende Messerklinge 392, wie sie in Fig. 27 dargestellt ist, schneidet das Nahtmaterial.

Fig. 7 zeigt auch die Messerklinge 392, welche in einem Positionierungsschlitz 436 zwi­ schen einer Klingenhalterung 432 und einer abnehmbaren Klingenkappe 434, die durch ei­ ne entfernbare Schraube 438 an der Klingenhalterung 432 befestigt ist, gelagert ist.

Die Entlade-Drehtisch-Baugruppe für Nadeln und Nahtmaterial

Die Entladestation 500 wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 17 sowie 18(a) und 18(b) dargestellt und beschrieben. Dort ist eine Vielzahl von Nadel- Sammelschalen 502 rund um einen Drehtisch 504 angeordnet, um zu einem Sammelpunkt 506 weitergeschaltet zu werden, welcher durch eine Schnittachse zwischen einem Nadel- Abstreifer 190 und der Stirnfläche des Universalgreifers 155 definiert ist. Wenn die Nadeln vom Universalgreifer 155 abgestreift werden, dann fallen sie in eine Nadel-Sammelschale, welche die Nadeln in ihrem Inneren sammelt, während der Großteil des Nahtmaterials au­ ßerhalb der Sammelschale verbleibt.

Eine Nadel-Abstreifer-Baugruppe 190 ist in Fig. 21 dargestellt, wobei der Abstreifer ei­ nen hin- und hergehenden Abstreiferstift 192 aufweist, der durch eine Feder 193 nach in­ nen vorgespannt ist und durch einen Pneumatikmotor 194 nach außen geschoben wird, um sich an die abszustreifende Nadel anzulegen. Die Abstreifer-Baugruppen werden mittels einer Klammer 191, die mit dem Rahmen der Vorrichtung verschraubt ist, in ihrer Position gehalten.

Die vorliegende Erfindung weist ein Paar Nadel-Abstreifer 190a und 190b auf, deren Posi­ tionen in der Nähe des Außenumfanges der Quetsch-Drehtisch-Platte 110 in Fig. 14(a) dargestellt sind. Die Nadel-Abstreifer-Baugruppen 190a und 190b sind mittels Klammern 191a und 191b am Gestell der alleinstehenden Quetschmaschine befestigt, um eine Hin- und Herbewegung der Nadel-Abstreiferstifte 192a und 192b zu erzeugen, welche tangential zur der Umfangslinie verläuft, welche die Stirnseite der Universalgreifer 155 beschreibt. Wenn die Nadel-Abstreiferstifte 192 zurückgezogen werden, wie es in Fig. 21 dargestellt ist, durchläuft der Universalgreifer 155 die Nadel-Abstreiferstation ohne Berührung. Wenn jedoch die Nadel-Abstreiferstifte ausgefahren sind, schneiden sie die Bahn der Nadel 39 und sind derart positioniert, daß sie in einen Raum 188 (dargestellt in der Fig. 18(b)) be­ wegt werden, welcher zwischen der Stirnseite des Universalgreifers 155 und der Nadel 39 umgrenzt ist. Gleichzeitig damit wird der Stößel 170 am Universalgreifer 155 durch einen der Entlade-Nocken 172 gedrückt, um die Klemmbacken 146 und 148 des Universalgrei­ fers 155 zu öffnen, wodurch es möglich wird, daß die Nadel 39 vom Universalgreifer 155 abgestreift wird.

Einer der Nadel-Abtreifer wird an der Zugprüfungsstation benutzt, um diejenigen Nadeln zu entfernen, die bei der Zugprüfung ausgefallen sind, und ein zweiter wird an der Entla­ destation benutzt, um die zwangsläufige Entfernung der Nadel-Nahtmaterial-Anordnung an dieser Station sicherzustellen.

Die in Fig. 14(a) dargestellte Nadel-Abstreifer-Baugruppe 190a wird angewandt, um die­ jenigen Nadeln zu entfernen, welche die Zugprüfung an der Zugprüfungsstation 400 nicht bestanden haben. Die Nadel-Abstreifer-Baugruppe 190b wird angewandt, um die Nadel- Nahtmaterial-Anordnungen an der Entladestation 500 zum Bündeln aus dem Universalgrei­ fer 155 zu entfernen.

Die Nadel-Sammelschale nach der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 22 bis 22(b) dargestellt, wobei die Fig. 22 eine Seitenansicht ist, welche eine Seitenansicht der Sam­ melschale und deren Hin- und Herbewegung in radialer Richtung zeigt. Fig. 22(a) ist eine Vorderansicht der Sammelschale und Fig. 22(b) eine Draufsicht auf dieselbe.

Wie in Fig. 22 dargestellt, markiert eine gestrichelte Achse A die Umfangsbahn der Nadel in einer horizontalen Ebene, während sie vom Universalgreifer 155 gehalten wird, und die Achsen B und C zeigen die Hin- und Herbewegung des auf dem Quetsch-Drehtisch befe­ stigten Universalgreifers 155. Der Nadel-Abstreiferstift 192b legt sich im Schnittpunkt 506 der Achsen A und C an die Nadel an und veranlaßt, daß die Nadel in die Nadel- Sammelschale 502 fällt. Die Nadel fällt in die Sammelschale, wobei die Nahtmaterialien über eine kammartige Stirnfläche 520 fallen, welche dieselben hält und eine Verwirrung derselben zu vermeiden hilft, wenn sie aus der Nadel-Sammelschale entnommen werden. Ein Großteil des Nahtmaterials verbleibt außerhalb der Sammelschale und wird in einem Nahtmaterial-Gehäuse 524 aufgefangen, das in Fig. 20 dargestellt ist. Das Nahtmaterial- Gehäuse 524 führt die nicht gehaltenen Enden des Nahtmaterials und verhindert, daß sie in bewegte Teile der Maschine unterhalb der vom Universalgreifer 155 beschriebenen Um­ fangsbahn geraten. Zusätzlich kann an dieser Station ein Strom entionisierter Luft vorgese­ hen werden, um im Anschluß an die Quetsch-Baugruppe ein geordnetes Zusammenfassen der Nahtmaterialien zu unterstützen.

Jede der Nadel-Sammelschalen weist an einer ihrer Seiten eine zweite kammförmige Flä­ che 522 sowie an der Außenseite einen erhöhten Wandbereich 526 auf, um das Sammeln der zuletzt herabfallenden Nadeln zu unterstützen.

Jede der Nadel-Sammelschalen 502 ist auf dem Drehtisch 504 mittels einer federgespann­ ten Bewegungsanordnung 508 in radialer Richtung hin- und herbeweglich angebracht, wo­ bei die Nadel-Sammelschale 502 normalerweise nach innen vorgespannt ist. Wenn die Na­ del-Sammelschale 502 an der Entlade-Position angelangt ist, wird sie durch einen Pneu­ matikmotor 510 in die Position 502b bewegt, wie es in Fig. 22 dargestellt ist.

Fig. 20 zeigt auch einen Detektor 514, der auf eine Reflektorplatte 528 unter der Quetsch- Drehtisch-Baugruppe 150 fokussiert ist und der beim Durchgang von Nahtmaterial ausge­ löst wird, um die Nadel-Abstreifer-Baugruppe 190b zu betätigen.

Nachdem eine vorgegebene Anzahl von Nadel-Nahtmaterial-Anordnungen in der Nadel- Sammelschale 502 gesammelt wurde, wird die Nadel-Sammelschale durch Freigabe des Pneumatikmotors 510 nach innen bewegt, und der Drehtisch wird weitergeschaltet, um die nächste verfügbare Nadel-Sammelschale 502 unter die Entladestation zu bewegen. Wäh­ rend in der Fig. 20 eine Zahl von 12 Entlade-Sammelschalen 502 dargestellt wurde, ver­ steht es sich von selbst, daß auch ein kleinere Anzahl von Sammelschalen verwendet wer­ den könnte, wenn dies gewünscht wird.

Nachdem eine Nadel-Sammelschale 502 mit einer vorgegebenen Anzahl von Nadel- Nahtmaterial-Anordnungen gefüllt und in die in Fig. 20 mit 502c bezeichnete Position gedreht wurde, kann das Bündel von Nadel-Nahtmaterial-Anordnungen für die nachfol­ gende Handhabung und Verpackung entnommen werden.

Für den Fachmann ist es leicht einzusehen, daß viele Varianten der oben beschriebenen Ausführungsform möglich sind. Die vorstehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken, welcher in den Anprüchen wie folgt definiert ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

10

Schritt

10

11

Schritt

11

12

Schritt

12

13

Schritt

13

14

Schritt

14

15

Schritt

15

16

Schritt

16

18

Schritt

18

19

Schritt

19

20

Schritt

20

21

Schritt

21

22

Schritt

22

23

Schritt

23

23

b Schritt

23

b

24

Schritt

24

25

a Schritt

25

a

26

Schritt

26

27

Schritt

27

28

Schritt

29

28(a) Schritt

28

(a)
28(b) Schritt

28

(b)

29

Schritt

29

29(b) Schritt

29

(b)

30

Schritt

30

30

(b) Schritt

30

(b)

31

(a) Schritt

31

(a)

31

(b) Schritt

31

(b)

32

(a) Schritt

32

(a)

32

(b) Schritt

32

(b)

33

(a) Schritt

33

(a)

34

(a) Schritt

34

(a)

34

(b) Schritt

34

(b)

35

(a) Schritt

35

(a)

35

(b) Schritt

35

(b)

39

Nadel

39

a Nadel

39

b Nadel

40

a Schneidkantenabschnitt

40

b Schneidkantenabschnitt

42

Nahtmaterial

44

Nahtmaterial-Aufnahme-Ende, Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung Schaft-Ende, Quetschstelle, stumpfes Ende

44

a Nahtmaterial-Aufnahme-Ende, Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung Schaft-Ende, Quetschstelle

44

b Nahtmaterial-Aufnahme-Ende, Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung Schaft-Ende, Quetschstelle

46

Computer-Steuerungseinrichtung, System-Steuerungscomputer

48

Öffnung

49

Öffnung

50

Nadel-Sortier- und -Vereinzelungsstation

51

Plattform

52

Schutzschiene

54

Schutzvorrichtung

70

Nadel-Präzisions-Förderwanne

77

Anlage-Klemmbacken

79

Anlage-Klemmbacken

96

beweglicher Anschlag

100

Präzisions-Positionierungsstation

101

Abbildungsstation

102

Schaltförderer

103

Abbildungsstation

104

Schaltförderer

105

Abbildungssystem

106

Präzisions-Schaltförderer

107

Vorpositionierer

108

Roboter-Greifer

109

Nadel-Pflug

110

Quetsch-Drehtisch

112

Zentralnabe, Kupplungsplatte

114

Kugel-Rastkupplung

114

a Punkt

120

Nocken-Drehtisch-Baugruppe

125

Nocken-Drehtisch-Platte

130

Welle

131

a Lager

131

b Lager

131

c Lager

131

d Lager

132

Antriebskappe

133

Druck-Antriebsflansch

134

modulare Rahmenbaugruppe

135

Ring-Antriebsflansch

135

a Punkt

140

Antriebsmotor

141

Untersetzungsgetriebe

142

erster Weiterschalt-Antrieb

143

Zahnriemen

144

zweiter Weiterschalt-Antrieb

145

a Universalgreiferstation

145

b Universalgreiferstation

145

c Universalgreiferstation

145

d Universalgreiferstation

146

Nadel-Klemmbacken

146

a Gleitabschnitt

146

b Gleitabschnitt

148

Nadel-Klemmbacken

150

Quetsch-Drehtisch

150

a Greiferbefestigung

150

b Greiferbefestigung

151

a Schlitten

151

b Schlitten

151

c Schlitten

151

d Schlitten

155

Universalgreifer

155

a Universalgreifer

155

b Universalgreifer

155

c Universalgreifer

155

d Universalgreifer

157

Nadel-Aufnahmekerbe

160

Nockenbahn

160

a Nockenbahn

161

Federelement

162

Kanal

164

Nocken-Gleitstück

165

Nocken-Eingriffsglied, Nockenrolle

165

a Nocken-Eingriffsglied, Nockenrolle

165

b Nocken-Eingriffsglied, Nockenrolle

165

c Nocken-Eingriffsglied, Nockenrolle

165

d Nocken-Eingriffsglied, Nockenrolle

166

stationäre Führung

167

stationäre Führung

168

Schwenk-Koppelglied

169

Schwenk-Koppelglied

170

Stößel

172

Nocken-Rolle

173

Glockenhebel

174

Gehäuseelement, Gehäuse

175

Montageblock

176

a Pneumatikantrieb, Pneumatikzylinder

176

b Pneumatikantrieb, Pneumatikzylinder

176

c Pneumatikantrieb, Pneumatikzylinder

176

d Pneumatikantrieb, Pneumatikzylinder

177

Gleitstück

178

Feder

179

Federelement

180

Nockenrolle

180

a Nockenrolle

180

b Nockenrolle

182

Linear-Gleitstück

184

Pneumatikmotor

186

Nockenplatte

188

Raum

190

Nadel-Abstreifer-Baugruppe

190

a Nadel-Abstreifer-Baugruppe

190

b Nadel-Abstreifer-Baugruppe

191

Klammer

191

a Klammer

191

b Klammer

192

Abstreiferstift

192

a Nadel-Abstreiferstift

192

b Nadel-Abstreiferstift

193

Feder

194

Pneumatikmotor

200

automatische Quetschstation, Quetsch-Baugruppe

204

Pneumatikzylinder

205

Quetschwerkzeug-Betätigungshebel

206

Stift

207

Nocken

209

Feder

212

Gleitkeil

213

Quetsch-Einstellschraube

214

Servomotor

216

Pneumatikzylinder

218

Glockenhebel

243

Rampenwinkel

266

Einlaß

270

Nahtmaterial-Ausrichtungsplatte

270

a trichterförmige Öffnung

270

b Vorsprung

271

Nahtmaterial-Ausrichtungsplatte

271

a trichterförmige Öffnung

273

bewegliches Quetschwerkzeug

273

a Hohlraum

273

c Druckfeder

274

festes Quetschwerkzeug

275

Nocken

283

Formhohlraum

284

Formhohlraum

293

Zylinderstange

295

Pneumatikzylinder

297

Rückzugsarm

298

Bolzen

300

Nahtmaterial-Zieh- und -Schneidstation, Servoturm, Ziehturm

302

Nahtmaterial-Spule

304

Nahtmaterial unbestimmter Länge

304

a Nahtmaterial unbestimmter Länge

305

Ringführungsscheibe

306

mechanische Spanneinrichtung

308

stationärer Führungsrahmen

310

schwenkbarer Führungsrahmen

312

Stift

314

Spannrolle

316

Drehmomentenmotor

317

Nahtmaterial-Ende-Sensor

318

a Pneumatikzylinder

318

b Pneumatikzylinder

320

Knotendetektor

326

erste Leerlaufrolle

328

zweite Leerlaufrolle

330

Anspitzstation

331

erster Greifer, Klemme

332

zweiter, umkehrbarer Greifer, umkehrbare Klemme

333

a Schlittenelement, Schlitten des ersten Greifers

333

b Schlittenelement, Schlitten des zweiten, umkehrbaren Greifers

334

Schneid-Baugruppe

335

Umlenkrolle

336

a Servomotor

336

b Servomotor

337

a Gehäuse

337

b Gehäuse

338

a Vertikalführungselement

338

b Vertikalführungselement

339

Rahmenelement

340

Achselement

341

Getriebe

342

Schrittmotor

343

Antriebsritzel

344

Antriebskette

345

angetriebenes Ritzel

346

Halterahmen

347

Achse, Schneidachse

348

Diagonal-Achse

349

Welle

356

vertikale Skala

357

vertikale Skala

358

Nahtmaterial-Spitze

359

Zeiger

360

Handkurbel

361

Präzisions-Leitspindel

362

Heizelement

364

Nahtmaterial-Anspitzöffnung

365

a erstes Klemmelement des ersten Greifers

365

a' erstes Klemmelement des zweiten Greifers

365

b zweites Klemmelement des ersten Greifers

365

b' zweites Klemmelement des zweiten Greifers

366

a erste Greiffläche

366

b zweite Greiffläche

366

a' erste Greiffläche

366

b' zweite Greiffläche

367

Einlaß-Luftleitung

368

äußeres Heizkörper-Gehäuse

368

a Punkt

368

b Punkt

370

Thermoelement

372

Umleitungskanal

374

Luftzylinder

376

Elektromagnet

378

Luftrohr

380

Luftrohr

384

Pneumatikzylinder

386

Antriebsstange

388

Querstange

390

Klingen-Überfahr-Block, Gleitmechanismus

392

Messerklinge, Schneidklinge

394

erster Positionierungsarm

398

Antriebsstift

400

automatische Zugprüfungsstation

401

erster Koppelarm

404

zweiter Positionierungsarm

405

stationärer Stift

406

stationärer Stift

407

Pfeil

407

' Pfeil

408

Antriebsstift

410

zweiter Koppelarm

412

Überfahrstift

414

erster Einsatz

416

konvexe V-Form

418

zweiter Einsatz

419

V-Arm

420

konkave V-Form

422

Halteschraube

424

Schlitz

426

federgespannter Kolben

428

federgespannter Kolben

432

Klingenhalterung

434

Klingenkappe

436

Positionierungsschlitz

438

Schraube

500

Sammel- und Bündelungsstation, Entladestation

502

Nadel-Sammelschale

502

b Position der Nadel-Sammelschale

502

c Position der Nadel-Sammelschale

504

Drehtisch

506

Sammelpunkt, Schnittpunkt

508

Bewegungsanordnung

510

Pneumatikmotor

514

Detektor

520

kammartige Stirnfläche

522

kammartige Fläche

524

Nahtmaterial-Gehäuse

526

erhöhter Wandbereich

528

Reflektorplatte

Claims (30)

1. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel (39) und Quetschen derselben, um ein einzelnes Nahtmaterial (42) entweder an einer einzelnen Nadel (39) oder an einem Paar chirurgischer Nadeln (39a, 39b) zu befestigen, wobei jede Nadel (39, 39a, 39b) eine Naht­ material-Aufnahmeöffnung (44, 44a, 44b) aufweist und die Vorrichtung umfaßt:

• a) mindestens zwei Universalgreifer (155, 155a, 155b, 155c, 155d), wobei jeder der Grei­ fer (155, 155a, 155b, 155c, 155d) aufeinanderfolgend eine erste chirurgische Nadel (39a) aufnimmt und diese Nadel (39a) in einer vorgegebenen Ausrichtung aus einer ersten vor­ gegebenen Position durch eine Quetschstation (200) weiterschaltet;
• b) eine Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) in einer zweiten vorgegebenen Position zum automatischen Schneiden eines Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) auf eine bestimmte Länge, wobei diese bestimmte Länge ein erstes und ein zweites Ende hat und die Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) einen ersten Greifer (331) zum Einsetzen eines ersten Endes des Nahtmaterials (42) in die in der ersten chirurgischen Na­ del (39a) ausgebildete Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44a) sowie einen zweiten, um­ kehrbaren Greifer (332) zum Ergreifen des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) und zum automatischen Einsetzen desselben nach dem Schneiden in die in einer zweiten chir­ urgische Nadel (39b) ausgebildete Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44b) aufweist;
• c) einen drehbaren Schlitten (333b) für den zweiten, umkehrbaren Greifer (332), um die­ sen zweiten Greifer (332) zu drehen und das geschnittene Ende des Nahtmaterials (42) zum Einsetzen in die zweite chirurgische Nadel (39b) umzudrehen, falls doppelt armierte Nahtmaterialien hergestellt werden sollen;
• d) eine Quetschstation (200) zum aufeinanderfolgenden Quetschen einer jeden chirurgi­ schen Nadel (39, 39a, 39b), um die Nahtmaterial-Aufnahmeöffnungen (44, 44a, 44b) einer jeden der chirurgischen Nadeln (39, 39a, 39b) rund um das Nahtmaterial bestimmter Länge zu schließen, wobei die erste Nadel (39a) am ersten Ende des Nahtmaterials bestimmter Länge und, falls doppelt armierte Nadel-Nahtmaterial-Anordnungen hergestellt werden sollen, die zweite Nadel (39b) am zweiten Ende des Nahtmaterials bestimmter Länge be­ festigt wird.

2. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 1, bei welcher der zweite, umkehrbare Greifer (332) einen Motor (342) zum Drehen des drehbaren Schlittens (333b) mit dem Greifer (332) aufweist und das Drehen erfolgt, nachdem das Nahtmaterial (42) von dem Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) abgeschnitten worden ist, falls dop­ pelt armiertes Nahtmaterial hergestellt werden soll.

3. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 1, bei welcher die in der zweiten vorgegebenen Position befindliche Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) weiterhin umfaßt:

• a) einen Ziehrahmen mit einem ersten und einem zweiten Längselement (338a, 338b), welche eine Ziehachse parallel zu beiden begrenzen;
• b) eine Einrichtung zum Zuführen (316) eines flexiblen Nahtmaterialstranges unbestimm­ ter Länge (304) zur Ziehachse zum Ziehen und Schneiden;
• c) wobei der erste Greifer (331) und der zweite, umkehrbare Greifer (332) hin- und her­ beweglich am ersten (338a) bzw. am zweiten Längselement (338b) angebracht sind;
• d) eine Schneid-Baugruppe (334) zum Schneiden des Nahtmaterialstranges unbestimmter Länge (304).

4. Vorrichtung zum Fadeneinfuhren und Quetschen nach Anspruch 3, bei welcher der zweite, umkehrbare Greifer (332) entlang der Ziehachse zu einer Startposition über der Schneid-Baugruppe (334) bewegt wird, während der erste Greifer (331) einen Nahtmateri­ alstrang unbestimmter Länge (304) zu einer Einsetzzone um einem vorgegebenen Abstand über die Schneid-Baugruppe (334) hinaus zieht, falls doppelt armierte Nahtmaterialien her­ gestellt werden sollen.

5. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 4, bei welcher während der Herstellung des doppelt armierten Nahtmaterials der zweite, umkehrbare Greifer (332) ein zweites Ende des Nahtmaterials bestimmter Länge umkehrt und entlang der Ziehachse zu einer Einsetz-Position über der Schneid-Baugruppe (334) bewegt, um das Einsetzen des zweiten Endes des geschnittenen Nahtmaterialstranges in die Nahtmaterial- Aufnahmeöffnung (44b) der zweiten chirurgischen Nadel (39b) zu ermöglichen, damit jene gequetscht werden kann.

6. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 3, bei welcher die an der zweiten vorgegebenen Position befindliche Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) weiterhin einen ersten und einen zweiten Antriebsmotor (336a, 336b) enthält, um die Hin- und Herbewegung des ersten und des zweiten Greifers (331, 332) zu ermöglichen.

7. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 6, welche weiterhin ei­ ne Computer-Steuerungseinrichtung (46) für den umkehrbaren Greifer (332), für die Schneid-Baugruppe (334) sowie für den ersten und den zweiten Antriebsmotor (336a, 336b) umfaßt, um aus dem Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) wahlweise einfach armierte oder doppelt armierte Nahtmaterialien herzustellen.

8. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 7, welche weiterhin ei­ nen beweglichen Schlitten umfaßt, welcher wahlweise entlang der Ziehachse bewegbar ist und auf dem die Schneid-Baugruppe (334) befestigt ist.

9. Vorrichtung zum Fadeneinführen und Quetschen nach Anspruch 8, bei welcher die Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) weiterhin eine Einrichtung (306) zum Spannen des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) zumindest während des Ziehens und des Schneidens desselben aufweist.

10. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben, um Nahtma­ terial (42) an einem Paar chirurgischer Nadeln (39a, 39b) zu befestigen, wobei jede Nadel (39a, 39b) eine Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44a, 44b) aufweist, um ein doppelt ar­ miertes Nahtmaterial herzustellen und wobei die Vorrichtung umfaßt:

• a) mindestens einen ersten und einen zweiten Universalgreifer (155a 155b) zum aufein­ anderfolgenden Aufnehmen einer ersten und einer zweiten chirurgische Nadel (39a, 39b) des genannten Paares an einer ersten vorgegebenen Position und Überführen dieser Nadeln (39a, 39b) in einer vorgegebenen Ausrichtung zu einer Quetschstation (200);
• b) eine Nahtmaterial-Zieh- und Schneidstation (300) in einer zweiten vorgegebenen Posi­ tion zum automatischen Schneiden eines Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) auf eine bestimmte Länge sowie zum automatischen Einsetzen eines ersten Endes des Nahtmateri­ als bestimmter Länge in die in der ersten chirurgische Nadel (39a) ausgebildete Nahtmate­ rial-Aufnahmeöffnung (44a) und zum automatischen Umkehren und Einsetzen eines zweiten Endes des Nahtmaterials bestimmter Länge in die in der zweiten chirurgische Na­ del (39b) ausgebildete Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44b), nachdem das Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) abgeschnitten wurde;
• c) eine Quetschstation (200) zum aufeinanderfolgenden Quetschen der ersten und der zweiten des Paares chirurgischer Nadeln (39a, 39b), um die jeweiligen Nahtmaterial- Aufnahmeöffnungen (44a, 44b) in der ersten und der zweiten chirurgischen Nadel (39a, 39b) rund um das erste und das zweite Ende des Nahtmaterials bestimmter Länge zu schließen und dadurch eine doppelt armierte Nadel-Nahtmaterial-Anordnung herzustellen;

wodurch chirurgische Nadeln (39a, 39b) und ein Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) zu einer Vielzahl doppelt armierter chirurgischer Nadel-Nahtmaterial-Anordnungenge­ formt werden.

11. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben, um Nahtma­ terial (42) an einem Paar chirurgischer Nadeln (39a, 39b) zu befestigen, welche weiterhin eine Schneid-Baugruppe (334) zum Schneiden des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) zu Nahtmaterial bestimmter Länge sowie eine Einrichtung (306) zum Spannen des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) zumindest während des Ziehens und Schneidens desselben umfaßt.

12. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 11, bei welcher die Nahtmaterial-Zieh- und Schneidstation (300) erste und zweite Greifer (331, 332) mit zurückziehbaren Greifelementen (365a, 365a', 365b, 365b'), die ei­ ne erste Eingriffsstellung und eine zweite zurückgezogene Stellung einnehmen, aufweist, wobei einer (331) der beiden Greifer (331, 332) nach einem Zieh-Hub mit im Eingriff be­ findlichen Greifelementen (365a, 365b) die Ziehachse durchquert, und der andere der bei­ den Greifer (332) sich mit zurückgezogen Greifelementen (365a', 365b') an der gleiche Achse entlang bewegt, um zu verhindern, daß sie sich gegenseitig mechanisch stören.

13. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 11, bei welcher die Nahtmaterial-Zieh- und Schneidstation (300) weiterhin eine An­ spitzstation (330) zur Wärmebehandlung eines Teiles des unter Spannung stehenden Nahtmaterialstranges unbestimmter Länge (304) aufweist, um einen behandelten Abschnitt dieses Stranges unbestimmter Länge (304) zu erzeugen.

14. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 11, bei welcher zumindest die Anspitzstation (330) oder die Schneid-Baugruppe (334) auf einem beweglichen Schlitten befestigt ist, um es der Schneid-Baugruppe (334) zu ermöglichen, eine Vielzahl von Nahtmaterialien bestimmter Länge von dem Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) abzuschneiden, wobei jeder Schnitt in einem behandelten Be­ reich des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) erfolgt.

15. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 14, bei welcher der Strang unbestimmter Länge (304) an einem freien Ende in der Nähe einer Einsetz-Position durch den ersten Greifer (331) gehalten wird, während die An­ spitzstation (330) einen Teil des Stranges in einer Behandlungszone erwärmt, die von der Einsetz-Position und von der Schneid-Baugruppe (334) entfernt liegt.

16. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 15, bei welcher die Schneid-Baugruppe (334) das Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) in einem von der Behandlungszone entfernt liegenden behandelten Bereich schnei­ det, um einen Nahtmaterialstrang bestimmter Länge zu erzeugen, der am ersten Ende von der ersten Nadel (39a) und am zweiten Ende vom zweiten Greifer (332) gehalten wird.

17. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 11, bei welcher die Schneid-Baugruppe (334) ein zurückziehbares Schneidwerkzeug (390) mit einer Schneidklinge (392) aufweist, welches zumindest quer zur ersten Achse, welche durch den Strang unbestimmter Länge (304) definiert ist, aus einer ersten zurück­ gezogenen Stellung in eine zweite Schneidstellung bewegbar ist und die Schneid- Baugruppe (334) weiterhin eine Nahtmaterial-Auflage (414, 418) aufweist, um den Naht­ materialstrang unbestimmter Länge (304) zum Schneiden genau zu positionieren und ihn zu halten, wenn die Schneidklinge (392) die erste Achse durchquert, wenn sie aus der zu­ rückgezogenen Stellung in die Schneidstellung bewegt wird.

18. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 11, bei welcher die Nahtmaterialschneid- und -Einsetzstation (300) weiterhin einen Ziehrahmen (306), welcher eine Ziehachse definiert sowie eine Einrichtung (316) zum Zu­ führen eines Nahtmaterialstranges unbestimmter Länge (304) zu dieser Ziehachse umfaßt, um ihn zu ziehen und zu schneiden, wobei der erste Greifer (331) und der zweite, umkehr­ bare Greifer (332) hin- und herbeweglich zu beiden Seiten der Ziehachse angebracht sind.

19. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 18, bei welcher der zweite, umkehrbare Greifer (332) entlang der Ziehachse in eine Startposition über der Schneid-Baugruppe (334) bewegbar ist, während der erste Greifer (331) den Nahtmaterialstrang unbestimmter Länge (304) in eine Einsetzzone zieht, die in einem vorgegebenen Abstand über der Schneid-Baugruppe (334) angeordnet ist, wodurch der Nahtmaterialstrang unbestimmter Länge (304) in die Nahtmaterial-Aufnahme­ öffnung der ersten Nadel (39a) des Nadelpaares eingesetzt und nach dem Quetschen der ersten Nadel (39a) durch die Schneid-Baugruppe (334) auf die vorgegebene Länge ge­ schnitten wird.

20. Vorrichtung zum Fadeneinführen in eine Nadel und Quetschen derselben nach An­ spruch 19, bei welcher der zweite, umkehrbare Greifer (332) ein zweites Ende des Nahtma­ terialstranges bestimmter Länge umkehrt und es entlang der Ziehachse in eine Einsetz- Position über der Schneid-Baugruppe führt, um es zu ermöglichen, daß das zweite Ende des geschnittenen Nahtmaterialstranges in die Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44b) der zweiten Nadel (39b) des Nadelpaares zur Befestigung durch Quetschen eingesetzt wird.

21. Verfahren zur Herstellung doppelt armierten Nahtmaterials, wobei das Nahtmaterial durch Quetschen an einem Paar chirurgischer Nadeln (39a, 39b) befestigt wird und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

• a) aufeinanderfolgendes Positionieren einer ersten und dann einer zweiten chirurgischen Nadel (39a, 39b) in der Quetschstation (200) für das nachfolgende aufeinanderfolgende Quetschen;
• b) automatisches Einsetzen eines ersten Endes des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) in eine Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44a) in der ersten der Nadeln (39a) sowie Quetschen derselben, wodurch die unbestimmter Länge (304) auf eine bestimmte Länge gezogen wird, welche ein erstes und ein zweites Ende hat;
• c) Abschneiden des Nahtmaterials bestimmter Länge von demjenigen unbestimmter Länge entlang einer Schneidachse;
• d) Umkehren des zweiten Endes des Nahtmaterials bestimmter Länge und automatisches Einsetzen des zweiten Endes des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) in eine Nahtma­ terial-Aufnahmeöffnung (44b) in der zweiten der Nadeln (39b) sowie Quetschen derselben, wodurch eine doppelt armierte Nahtmaterial-Anordnung hergestellt wird.

22. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 21, welches weiterhin den Schritt des Drehens eines umkehrbaren Greifers (332) umfaßt, um das zweite Ende des Nahtmaterials bestimmter Länge umzukehren und das Einsetzen in die zweite der Nadeln (39b) zu ermöglichen.

23. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 21, welches weiterhin die folgenden Schritte umfaßt:

• a) Zuführen eines flexiblen Nahtmaterialstranges unbestimmter Länge (304) entlang einer Ziehachse zum Ziehen und Schneiden;
• b) Hin- und Herbewegen eines ersten Greifers (331) und eines zweiten, umkehrbaren Greifers (332) an den beiden Seiten der Ziehachse, wobei der erste Greifer (331) den Nahtmaterialstrang unbestimmter Länge (304) zu einer Einsetz-Position zieht, die sich in einem vorgegebenen Abstand jenseits einer Nahtmaterialschneid-Baugruppe (334) befin­ det, während der zweite, umkehrbare Greifer (332) entlang der Ziehachse in eine Startposi­ tion über der Schneid-Baugruppe (334) bewegt wird und dann
• c) Ausführen des Quetschschrittes (b) und anschließend des Schneidschrittes (c) nach An­ spruch 21.

24. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 23, bei welchem der Umkehrschritt die folgenden Schritte umfaßt: Ergreifen des zweiten En­ des des Nahtmaterials bestimmter Länge durch den umkehrbaren Greifer (332), Drehen des Greifers (332) und Bewegen desselben entlang der Ziehachse in eine Einsetz-Popsition über der Schneid-Baugruppe (334), um das Einsetzen des zweiten Endes des geschnittenen Nahtmaterialstranges zu ermöglichen, welches in die Nahtmaterial-Aufnahmeöffnung (44b) der zweiten Nadel (39b) des Nadelpaares einzusetzen ist, gefolgt vom Quetschen der zweiten Nadel (39b).

25. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 24, welches weiterhin den Schritt des Spannens des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) zumindest während des Ziehens und Schneidens desselben umfaßt.

26. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 21, welches weiterhin den Schritt der Erwärmung eines Bereiches des Stranges in einer von der Schneidachse entfernten Wärmebehandlungszone umfaßt.

27. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 26, welches weiterhin die Schritte der Hin- und Herbewegung einer Anspitzstation (330), wel­ che das Nahtmaterial erwärmt und einer Schneid-Baugruppe (334), welche das Nahtmate­ rial entlang der Schneidachse schneidet, umfaßt, um es zu ermöglichen, daß die Schneid- Baugruppe (334) vom Nahtmaterial unbestimmter Länge (304) eine Vielzahl von Nahtma­ terialien bestimmter Länge abschneidet, wobei jeder Schnitt in einer behandelten Zone des Nahtmaterials unbestimmter Länge (304) erfolgt.

28. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 27, welches weiterhin den Schritt des Haltens des Stranges unbestimmter Länge (304) an ei­ nem freien Ende in der Nähe der ersten der chirurgischen Nadeln (39a) durch einen ersten Greifer (331) umfaßt, während die Anspitzstation (330) einen Bereich des Stranges unbe­ stimmter Länge (304) in einer von der Schneid-Baugruppe (334) entfernten Behandlungs­ zone erwärmt.

29. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 27, bei welchem die Schneid-Baugruppe (334) den Strang unbestimmter Länge (304) in einem behandelten Bereich fern von der Behandlungszone schneidet, um einen Strang bestimmter Länge zu erzeugen, der an seinem ersten Ende durch die erste Nadel (39a) und an seinem zweiten Ende durch den zweiten, umkehrbaren Greifer (332) gehalten wird.

30. Verfahren zur Herstellung eines doppelt armierten Nahtmaterials nach Anspruch 26, welches weiterhin den Schritt des Kühlens des Nahtmaterials nach dem Erwärmungsschritt und vor dem Schneidschritt umfaßt.