DE102008030966A1 - Frictionless surface/wall for e.g. catheter hose, has glasslike, smooth patterns comprising surface elevations and/or recesses on inner side, and cold or warm tool pressing wall of inner side of cold or warm hose - Google Patents

Frictionless surface/wall for e.g. catheter hose, has glasslike, smooth patterns comprising surface elevations and/or recesses on inner side, and cold or warm tool pressing wall of inner side of cold or warm hose Download PDF

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Abstract

The surface/wall has glasslike, smooth patterns comprising surface elevations (3.1) and/or recesses (3.2) on an inner side. A cold or warm tool presses a wall of the inner side of the cold or warm hose and partially deforms a surface of the wall. Hot gas or fluid presses and strikes perpendicularly against partial surfaces of the wall of the hose and deforms the surface of the wall. Independent claims are also included for the following: (1) a method for structuring a surface (2) a tool for producing a frictionless surface/wall.

Description

Katheter-Schläuche, insbesondere solche aus extrudierten Kunststoffen, haben Innen-Durchmesser bis unter 0,5 mm.Catheter tubing, especially those made of extruded plastics, have inside diameters up to less than 0.5 mm.

Ein darin beweglicher Führungsdraht soll aus naheliegenden Gründen mit geringer Reibung bewegt werden können.One in it movable guidewire should be obvious Low friction reasons can be moved.

Übliche Überlegungen zur Reduzierung der Reibwerte zwischen verschiedenen Materialien sind,

  • • die Verwendung von die Reibung vermindernden Flüssigkeiten
  • • Materialoptimierung hinsichtlich geringer Reibwerte oder
  • • durch Reduzierung der inneren Kontaktfläche.
Usual considerations for reducing the coefficients of friction between different materials are,
  • • the use of friction-reducing fluids
  • • Material optimization with regard to low coefficients of friction or
  • • by reducing the inner contact surface.

Ungelöst scheint hierbei die Technologiefrage zur Erzielung gewünschter innerer Oberflächen, insbesondere wegen der geringen Durchmesser zu sein.unsolved Here, the technology question seems to achieve the desired internal surfaces, especially because of the small diameter to be.

Angewandte Techniken sind etwa

  • • durch Extrusion profilierte Oberflächen, wobei das Profil annähernd parallel zur Achse des Schlauches ausgerichtet ist.
  • • das Schmieren mit Flüssigkeiten, jedoch unerwünscht oder
  • • die Strukturierung der Innenseite, wird z. B. in WO 001991017782 A1 mit Hilfe von in die Oberfläche eingelassenen Partikeln erzeugt. Diese halten den Führungsdraht auf Abstand und bieten nur geringe Kontaktflächen. Diese Partikel sind jedoch schwer innenseitig aufzutragen, bzw. lösen sich unkontrolliert.
Applied techniques are about
  • Extruded surfaces with the profile aligned approximately parallel to the axis of the hose.
  • • Lubrication with liquids, however undesirable or
  • • the structuring of the inside, z. In WO 001991017782 A1 generated by means of embedded in the surface particles. These keep the guidewire at a distance and offer only small contact surfaces. However, these particles are difficult to apply on the inside, or dissolve uncontrollably.

Werkzeuge und Verfahren zur Deformierung von Rohrwandungen bei Rohrdurchmessern größer 2–3 mm sind etwa:

  • • eingesteckte Dorne, wobei die Außenseite beaufschlagt wird. Diese Behandlung erfolgt nur über Teilstrecken der gesamten Rohrausdehnung.
  • • Gewinde-Eisen
  • • Strahlen mit Strahlmitteln,
  • • Schleifen mit rotierenden Bürsten
  • • oder das Beizen mit Lösemitteln, Laugen oder Säuren
Tools and procedures for deforming pipe walls with pipe diameters greater than 2-3 mm are approximately:
  • • inserted mandrels with the outside applied. This treatment takes place only over part of the entire pipe extension.
  • • Threaded iron
  • Blasting with blasting agents,
  • • Grinding with rotating brushes
  • • or pickling with solvents, alkalis or acids

Es wird nun hier vorgeschlagen, die Innenseite des Rohres mit Erhebungen aus dem gleichen Material zu versehen, welche zur Verringerung der Reibung dem sich innenseitig befindlichen Gegenstand, z. B. einem Führungsdraht, nur geringe Kontaktflächen bieten.It is now proposed here, the inside of the tube with elevations from the same material, which helps to reduce the Friction on the inside of the object, eg. A guidewire, offer only small contact surfaces.

Dabei wird jedoch kein zusätzliches Material verwendet, welches eingeklebt oder beim Spritzgießen als Mischungskomponente zugeführt werden müßte.there however, no additional material is used which glued or injection molding as a blend component would have to be supplied.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet in einem

  • 1. ersten Verfahrensvorschlag folgende Schritte:
  • • Erwärmen eines temporär in den Schlauch eingeführten (Stabes, Rohr oder Feder), welcher eine strukturierte Oberfläche aufweißt
  • • radiale, thermische Ausdehnung dieses strukturgebenden Werkzeuges,
  • • (hierdurch Anschmelzen der inneren Oberfläche)
  • • wobei dieses teilweise in die Innenfläche des Schlauches ein Muster einprägt
  • • radialer Druck auf die Außenseite des Schlauches zur Verstärkung der Musterbildung
  • • Entspannen des äußeren Werkzeuges,
  • • Abkühlen des inneren Werkzeuges und Entnahme aus dem Schlauch
  • 2. zweiten Verfahrensvorschlag folgende Schritte:
  • • Anschmelzen der Innenseite mittels heißer Gase.
  • • Hiefür wird ein inneres, perforiertes Rohr oder Rohrsegment mit heißen Gasen durchströmt.
  • • Treten diese an den Öffnungen in der Wandung des Rohres aus, so schmelzen die Gase die Innen-Wandung auf. Je nach Druck der Gase wird dabei auch Material verdrängt.
  • • Die darauf folgende Abkühlung durch Flutung des Rohres mit kalten Gasen fixiert die entstandene Struktur.
The inventive method includes in one
  • 1. first procedural proposal following steps:
  • • Heating a temporary inserted into the tube (rod, tube or spring), which has a structured surface
  • Radial, thermal expansion of this structuring tool,
  • • (thereby melting the inner surface)
  • • this partially imprinting a pattern in the inner surface of the tube
  • • Radial pressure on the outside of the tube to enhance patterning
  • • relax the outer tool,
  • • Cooling of the inner tool and removal from the hose
  • 2. second procedural proposal the following steps:
  • • Melting of the inside with hot gases.
  • • For this purpose, an internal, perforated pipe or pipe segment is flowed through with hot gases.
  • • If these occur at the openings in the wall of the pipe, the gases melt the inner wall. Depending on the pressure of the gases, material is also displaced.
  • • The subsequent cooling by flooding the pipe with cold gases fixes the resulting structure.

Die entstandene kraterähnliche Wulst ist die gewünschte Erhebung, auf welcher ein innenliegender Stab, Draht o. Ä. reibungsarm gleiten kann. Fig. 1 Schema: Rohr/Schlauch mit innenliegendem Draht Fig. 2 Schlauch mit profilierter Innenfläche Fig. 3 Vergrößert, Draht und profilierte Innenfläche, mit Darstellung der Kontaktflächen Draht-Innenwand, Fig. 4 In den Schlauch eingeschobenes Werkzeug, vorzugsweise eine federartige Heizwendel mit Stromversorgung zur Erzeugung des Innenprofiles Fig. 5 Beheizung mittels heißer Gase (vorzugsweise heißer Luft) Fig. 6 Schlauch und federartiges Werkzeug mit Stromversorgung zwecks Widerstandserwärmung und zusätzlicher Beaufschlagung mit Druck von außen auf den Schlauch. Fig. 7 Querschnitt wie aus Fig. 6, der Druck von außen wird mit einem, hier 4-teiligen, Werkzeug erzeugt, dieses Werkzeug staucht die Wandung des Schlauches nach innen, bis diese die Feder berührt. Die erwärmte Feder dringt dabei in die Oberfläche ein und verdrängt das Material der Wandung. Fig. 7a Werkzeug im geschlossenen Zustand Fig. 8 Vergrößerte Darstellung der Innenoberfläche mit aufgeweichtem und durch die Feder verdrängtem Wandungs-Material. Es entstehen Vertiefungen und Erhebungen. Fig. 9 Die Erhebungen sind entscheidend für die Reibwerte zwischen Rohr und innenliegendem Draht. Weil diese durch Verdrängung erwärmten Materials entstanden sind, ist deren Oberfläche glasig glatt. Aufgerauhte Oberflächen hingegen sind wegen Verschmutzungsgefahr und schlechter Reinigungsmöglichkeiten unerwünscht. Fig. 10 Anstelle eines federartigen Profilelementes zur Erzielung der inneren Oberflächenstruktur kann auch ein profilierter Draht (mit hier nicht dargestellter Widerstandserwärmung) oder ein perforiertes Rohr (siehe Fig. 11) verwendet werden. Fig. 11 Hier, perforiertes Rohr im Schlauch. Eingepreßte heiße Gase (Luft) treten durch die Löcher aus und erwärmen die Innenwand. Bei hohem Druck erwärmen die Gase nicht nur die Wandung, sondern verdrängen auch das erwärmte Material, bis ein Profil mit Erhebung und Vertiefung entsteht. Das Eindringen des innenliegenden Werkzeuges in das erwärmte Wand-Material (wie in Fig. 6 + 7 dargestellt, ist in diesem Fall nicht nötig. Das profilierte Rohr wird vor der Entnahme mit kühlen Gasen durchflutet. Fig. 11a Modifikation des Verfahrens nach Fig. 11 Rohr mit Düsen zum Austreten der heißen Gase am Rohrende. Diese Anordnung ist angebracht, wenn sich bei einem Verfahren nach Fig. 11 keine homogenen Strömungsverhältnisse einstellen. Das Rohr wird in diesem Fall aus dem Katheterschlauch herausgezogen und vorzugsweise impulsartig mit heißem, komprimiertem Gas beaufschlagt. Fig. 12 Werkzeug anderer Bauart als vorangegangene. Ein sich drehender Draht mit ex-zentrisch befestigtem Werkzeug (7) am Drahtende. Von außen zugeführte heiße Gase H1 erwärmen den Schlauch innen. Das sich drehende Werkzeug modelliert eine Furche oder sonstige Vertiefung in die erwärmte Wandung. Material wird auch hier verdrängt, jedoch sind zu große Drehzahlen zu vermeiden. Wegen der exzentrischen Befestigung bewegt sich das Werkzeug, durch die Zentrifugalkraft beaufschlagt, dauerhaft über die Innenwand. Die Vorschubgeschwindigkeit entscheidet über die Steigung des entstehenden Profiles. Fig. 13 Sich drehendes, durch Widerstanderwärmung aufgeheiztes Werkzeug Draht mit Widerstandserwärmung Fig. 14 Sich drehendes Rohr mit Austritts-Düsen 11 + 12, und Werkzeug 9, mit Ausströmdüse 14, wobei das Werkzeug die Wandung berühren kann aber nicht muß. Prinzipiell ähnlich zu Anordnung aus Fig. 11, wo heißes Gas über ein perforiertes Rohr ausströmt. In Fig. 14 kann jedoch das sich drehende Werkzeug die verdrängende Wirkung des heißen Gases noch unterstützen, indem es die Wand bei seiner Rotation berührt Fig. 15 Schema: Gasdüsen lassen heißes Gas austreten, das rotierende Werkzeug verdrängt Material, im erweichten Bereich, ein Profil in der Wandung bildet sich. Das Werkzeug bewegt sich drehend und längs zur Achse des zu behandelnden Schlauches. Fig. 16 Prinzip ausströmendes Gas und verdrängtes Material Fig. 17 Darstellung der Einwirkung außenliegender Werkzeuge. Die Pfeile deuten die Deformierungsrichtung um die Längsachse an, die durch die Bewegung außenliegender Werkzeugteile entsteht. Während der Bewegungen berühren die erwärmten, inneren Werkzeugteile (hier Feder) die Wandung und bilden das gewünschte Oberflächen-Profil. Die Auf- und Ab-Bewegung (auch in 3D-Richtungen) der außenliegenden Werkzeugteile ist durch 2 Pfeilarten dargestellt. 1 Schlauch mit zu behandelnder Oberfläche, Katheter-Schlauch 2 Innenliegender Draht, Führungsdraht 3 Profilierte innere Oberfläche mit Erhebungen und Vertiefungen 3.1 Erhebung 3.2 Vertiefung 3.a Maß der Erhebung, Verjüngung des Innen-Radius 4 Feder 5 Perforiertes Rohr 6 drehbarer Draht mit ex-zentrisch befestigtem Werkzeug (7) am Drahtende. 7 ex-zentrisch befestigtes Werkzeug 9 Werkzeug mit Düse 10 Werkzeug 14 Ausströmdüse P Stromversorgung H1 Heißes Gas H2 Abgekühltes gas W Werkzeug, mehrteilig zum Ausüben von Druck auf die Außenseite des Rohres H3 Austretendes heißes Gas F Federartiges Werkzeug zur Erzeugung einer strukturierten Oberfläche The resulting crater-like bead is the desired elevation, on which an internal rod, wire o. Ä. can slide smoothly. Fig. 1 Scheme: Tube / hose with internal wire Fig. 2 Hose with profiled inner surface Fig. 3 Enlarged, wire and profiled inner surface, with representation of the contact surfaces wire inner wall, Fig. 4 In the hose inserted tool, preferably a spring-like heating coil with power supply for generating the inner profile Fig. 5 Heating by means of hot gases (preferably hot air) Fig. 6 Hose and spring-type tool with power supply for resistance heating and additional external pressure on the hose. Fig. 7 Cross-section as shown in Fig. 6, the pressure from the outside is generated with a, here 4-part tool, this tool compresses the wall of the tube inwardly until it touches the spring. The heated spring penetrates into the surface and displaces the material of the wall. Fig. 7a Tool in the closed state Fig. 8 Enlarged view of the inner surface with softened and displaced by the spring wall material. It creates pits and surveys. Fig. 9 The elevations are decisive for the coefficients of friction between tube and internal wire. Because these are caused by displacement of heated material, their surface is glassy smooth. Roughened surfaces, however, are undesirable because of the risk of contamination and poor cleaning options. Fig. 10 Instead of a spring-like profile element for achieving the inner surface structure, a profiled wire (with resistance heating, not shown here) or a perforated tube (see FIG. 11) can also be used. Fig. 11 Here, perforated pipe in the hose. Pressed hot gases (air) exit through the holes and heat the inner wall. At high pressure, the gases not only heat the wall, but also displace the heated material until a profile with raised and indentation results. The penetration of the internal tool into the heated wall material (as shown in Figures 6 and 7) is not necessary in this case, and the profiled tube is flooded with cool gases prior to removal. Fig. 11a Modification of the method of FIG. 11 pipe with nozzles for the escape of hot gases at the pipe end. This arrangement is appropriate when set in a method according to FIG. 11, no homogeneous flow conditions. In this case, the tube is pulled out of the catheter tube and preferably impinged by pulsed hot compressed gas. Fig. 12 Tool of a different design than the previous one. A rotating wire with ex-centric fixed tool ( 7 ) at the wire end. Externally supplied hot gases H1 heat the hose inside. The rotating tool models a furrow or other depression in the heated wall. Material is also displaced here, but too high speeds are to be avoided. Because of the eccentric attachment, the tool, acted upon by the centrifugal force, moves permanently over the inner wall. The feed rate determines the slope of the resulting profile. Fig. 13 Rotating, heated by resistance heating tool with resistance heating wire Fig. 14 Rotating tube with outlet nozzles 11 + 12 , and tool 9 , with discharge nozzle 14 , but the tool can not touch the wall. In principle similar to the arrangement of FIG. 11, where hot gas flows out through a perforated tube. In Fig. 14, however, the rotary tool can still assist the displacing action of the hot gas by contacting the wall in its rotation Fig. 15 Scheme: Gas nozzles allow hot gas to escape, the rotating tool displaces material, in the softened area, a profile forms in the wall. The tool rotates and moves along the axis of the hose to be treated. Fig. 16 Principle escaping gas and displaced material Fig. 17 Representation of the action of external tools. The arrows indicate the direction of deformation about the longitudinal axis, which results from the movement of outboard tool parts. During the movements, the heated, inner tool parts (here spring) touch the wall and form the desired surface profile. The up and down movement (also in 3D directions) of the external tool parts is represented by 2 arrow types. 1 Tube with surface to be treated, catheter tube 2 Inner wire, guidewire 3 Profiled inner surface with elevations and depressions 3.1 survey 3.2 deepening 3.a Measurement of the elevation, rejuvenation of the inner radius 4 feather 5 Perforated tube 6 rotatable wire with ex-centric fixed tool ( 7 ) at the wire end. 7 ex-centric fixed tool 9 Tool with nozzle 10 Tool 14 exhaust nozzle P power supply H1 Hot gas H2 Cooled gas W Multi-part tool for applying pressure to the outside of the pipe H3 Escaping hot gas F Spring-like tool for creating a structured surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 001991017782 A1 [0005] WO 001991017782 A1 [0005]

Claims (11)

Reibungsarme Oberfläche/Wandung eines Rohres oder Schlauches, z. B. eines Katheters, Verfahren und Werkzeug zur Erzielung derselben, gekennzeichnet dadurch, daß dieses auf einer Seite, vorzugsweise auf der Innenseite, das vorzugsweise glasartig, glatte Muster aus Oberflächenerhebungen und oder -Vertiefungen enthält.Low-friction surface / wall of a Pipe or hose, z. As a catheter, methods and tools to achieve the same, characterized in that this on one side, preferably on the inside, preferably glassy, smooth pattern of surface elevations and or pits. Oberfläche/Wandung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein kaltes oder warmes Werkzeug die Wandung des innenseitig kalten oder warmen Schlauches berührt, vorzugsweise eindrückt und die Oberfläche der Wandung partiell deformiert.Surface / wall according to claim 1, characterized in that a cold or warm tool the wall of the inside cold or warm tube touches, preferably depresses and the surface of the Wall partially deformed. Oberfläche/Wandung nach Anspruch 1–2, gekennzeichnet dadurch, daß heißes Gas oder Fluid, vorzugsweise senkrecht auftreffend) gegen Teilflächen der Wandung des Schlauches gepresst wird und die Oberfläche der Wandung deformiert.Surface / wall according to claims 1-2, characterized in that hot gas or fluid, preferably perpendicularly impinging) against partial surfaces of Wall of the hose is pressed and the surface deformed the wall. Verfahren zur Strukturierung der Oberfläche nach Anspruch 1–3, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberflächenerhebungen oder Vertiefungen durch Fließen oder Verdrängen des, vorzugsweise auf Erweichungstemperatur, erwärmten Materials erzielt werden.Process for structuring the surface according to claim 1-3, characterized in that the surface elevations or depressions by flowing or displacing of, preferably at softening temperature, heated Materials are achieved. Verfahren zur Strukturierung der Oberfläche nach Anspruch 1–4, gekennzeichnet dadurch, daß sich der freie Innendurchmesser des Schlauches, durch das fließende, vorzugsweise aufschmelzende, daraufhin anhebende Material, verringert.Process for structuring the surface according to claim 1-4, characterized in that the free inner diameter of the hose, through the flowing, preferably melting, then lifting material, reduced. Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 1–5, gekennzeichnet dadurch, daß dieses durch Widerstands-Erwärmung oder durch durchfließendes heißes Gas oder Fluid, auf Temperatur gebracht wird.Tool for creating a low-friction surface according to claim 1-5, characterized in that this by resistance heating or by flowing through hot gas or fluid is brought to temperature. Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 1–6, gekennzeichnet dadurch, daß sich dieses um seine Achse dreht oder längs im Rohr bewegt wird.Tool for creating a low-friction surface according to claim 1-6, characterized in that this is rotated about its axis or moved longitudinally in the tube. Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 1–7, gekennzeichnet dadurch, daß dieses entweder 1. die Form einer Schraubenfeder besitzt, oder 2. ein Rohr oder ein Stab, mit vorzugsweise 3-dimensional gemusterter Oberfläche 3. oder ein Rohr mit Löchern zum Austreten von Gasen oder Fluids oder 4. ein an einem Draht oder Rohr befestigtes, vorzugsweise exzentrisch gelagertes Werkzeug ist.Tool for creating a low-friction surface according to claim 1-7, characterized in that this either 1. has the form of a helical spring, or Second a pipe or a rod, preferably with 3-dimensional patterned surface 3. or a pipe with holes for Leakage of gases or fluids or 4. one on a wire or pipe attached, preferably eccentrically mounted tool is. Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 1–8, gekennzeichnet dadurch, daß dieses aus 1. innenliegenden 2. oder innenliegenden und außenliegenden, Teilen besteht.Tool for creating a low-friction surface according to claim 1-8, characterized in that this out 1. inside 2. or inside and outside, share consists. Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß dieses vorzugsweise Druck auf die Außenseite des Rohres ausübt oder den Schlauch entlang seiner Achse verbiegt (17).A low-friction surface producing tool according to claim 9, characterized in that it preferably exerts pressure on the outside of the tube or bends the tube along its axis ( 17 ). Werkzeug zur Erzeugung einer reibungsarmen Oberfläche nach Anspruch 1–10, gekennzeichnet dadurch, daß Partikel, vorzugsweise Körner oder Kugeln, die in einem, vorzugsweise heißem, Gas- oder Fluidstrom, dispergiert durch das Rohr/Schlauch durchströmen.Tool for creating a low-friction surface according to claims 1-10, characterized in that particles, preferably granules or spheres which are in one, preferably hot, gas or fluid stream dispersed through the tube flow through.
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