DE202021100554U1

DE202021100554U1 - Flange of an electrical feedthrough produced by fine blanking

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Publication number: DE202021100554U1
Application number: DE202021100554.8U
Authority: DE
Original assignee: Biotronik SE and Co KG
Current assignee: Biotronik SE and Co KG
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2031-02-05

Abstract

Elektrische Durchführung (1) für ein medizinisches Gerät, mit:
- einem Flansch (2), über den die Durchführung (1) an einem Gehäuse des medizinischen Geräts festlegbar ist, wobei der Flansch (2) durch Feinschneiden gebildet ist.

Electrical feed-through (1) for a medical device, with:
- A flange (2) via which the bushing (1) can be fixed to a housing of the medical device, the flange (2) being formed by fine blanking.

Description

Implantierbare medizinische Geräte, wie z.B. Herzschrittmacher oder Kardioverter-Defibrillatoren (ICD), weisen in der Regel einen sogenannten Header auf, über den z.B. eine Elektrodenleitung mit dem Herzschrittmacher/ICD verbindbar ist. Der Header ist des Weiteren mit einem metallischen Gehäuse des betreffenden Geräts verbunden, in dem z.B. die Elektronik und Energieversorgung des Geräts angeordnet sind. Damit das Gehäuse hermetisch gegenüber der Außenwelt abdichtbar ist, werden elektrische Leitungen über sogenannte elektrische Durchführungen aus dem Gehäuse heraus bzw. in das Gehäuse hereingeführt. Auch andere medizinische Geräte können derartige elektrische Durchführungen aufweisen. Zum Festlegen am Gehäuse weisen derartige Durchführungen einen Flansch auf, der in der Regel an das Gehäuse geschweißt wird und damit einen Teil der hermetischen Abdichtung des Gehäuses bildet, die bei implantierbaren Geräten erforderlich ist.Implantable medical devices, such as cardiac pacemakers or cardioverter defibrillators (ICD), usually have a so-called header via which, for example, an electrode line can be connected to the cardiac pacemaker / ICD. The header is also connected to a metallic housing of the device in question, in which e.g. the electronics and power supply of the device are arranged. So that the housing can be hermetically sealed from the outside world, electrical lines are led out of the housing or into the housing via so-called electrical feedthroughs. Other medical devices can also have electrical feedthroughs of this type. For fixing to the housing, such feedthroughs have a flange, which is usually welded to the housing and thus forms part of the hermetic seal of the housing, which is required for implantable devices.

Die US 2016/0271400 A1 offenbart z.B. einen gestanzten Flansch für elektrische Durchführungen mit integriertem Erdungsstift.The US 2016/0271400 A1 discloses, for example, a stamped flange for electrical feedthroughs with an integral ground pin.

Allerdings erweist sich die Bearbeitung derartiger Flansche, insbesondere aus Titan, regelmäßig als sehr kostspielig.However, the machining of such flanges, especially those made of titanium, regularly proves to be very expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Durchführung bereitzustellen, die eine Reduktion der Herstellungskosten eines Titanflanschs gestattet.Starting from this, the present invention is based on the object of providing an electrical bushing that allows a reduction in the production costs of a titanium flange.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Durchführung mit den Merkmalen des Anspruche 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.This object is achieved by an electrical bushing with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention and further aspects of the invention are described below.

Gemäß Anspruch 1 wird eine elektrische Durchführung für ein medizinisches Gerät offenbart, mit einem Flansch, über den die Durchführung an einem Gehäuse des medizinischen Geräts festlegbar ist, wobei der Flansch durch Feinschneiden gebildet ist.According to claim 1, an electrical feedthrough for a medical device is disclosed, with a flange via which the feedthrough can be fixed to a housing of the medical device, the flange being formed by fine blanking.

Vorzugsweise ist der Flansch aus Titan oder einer Titanlegierung hergestellt bzw. feingeschnitten.The flange is preferably made or finely cut from titanium or a titanium alloy.

Feinschneiden ist ein sehr präzises und wiederholbares Verfahren zum Stanzen von Metallteilen aus einem bandvorgeschobenen Material. Die vorliegende Erfindung ermöglicht mittels des Feinschneidens eine geeignete Geometrie für einen Titandurchführungsflansch durch Stanzen herzustellen, wodurch die Kosten des Bauteils erheblich gesenkt werden können.Fineblanking is a very precise and repeatable process for punching metal parts from a strip-fed material. The present invention makes it possible, by means of fine blanking, to produce a suitable geometry for a titanium bushing flange by punching, as a result of which the costs of the component can be reduced considerably.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Durchführung, aufweisend zumindest die Schritte:

- Bereitstellen eines Flanschrohlings, insbesondere aus Titan oder einer Titanlegierung,
- Feinschneiden des Rohlings zur Herstellung eines Flansches der elektrischen Durchführung,
- Vorzugsweise Verbinden des Flansches sowie daran festgelegter Komponenten der elektrischen Durchführung, insbesondere in Form eines Isolators, beispielsweise aus einer Keramik oder einem Glas, und elektrisch leitfähigen Stiften, welche im Isolator angeordnet sind und sich durch den Isolator erstrecken, mit einem Gehäuse eines implantierbaren medizinischen Geräts (vorzugsweise besteht das Gehäuse ebenfalls aus Titan), wobei der Flansch vorzugsweise über eine Schweißnaht mit dem Gehäuse verbunden wird.

Another aspect of the present invention relates to a method for producing an electrical bushing, comprising at least the steps:

- Provision of a flange blank, in particular made of titanium or a titanium alloy,
- Fine blanking of the blank to produce a flange for the electrical feed-through,
- Preferably connecting the flange and attached components of the electrical feedthrough, in particular in the form of an insulator, for example made of a ceramic or a glass, and electrically conductive pins, which are arranged in the insulator and extend through the insulator, with a housing of an implantable medical device Device (preferably the housing is also made of titanium), the flange preferably being connected to the housing via a weld seam.

Nachfolgend sollen Ausführungsformen der Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen:

1 eine Explosionsansicht einer Ausführungsform einer elektrischen Durchführung mit einem durch Feinschneiden hergestellten Flansch,
2 eine perspektivische Ansicht der Durchführung gemäß 1,
3 eine weitere perspektivische Ansicht der Durchführung gemäß 1,
4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß feingeschnittenen Flansches,
5 eine geschnittene Ansicht des Flansches gemäß 4, und
6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Feinschneiden eines Flansches für eine erfindungsgemäße elektrische Durchführung.

Embodiments of the invention and further features and advantages of the invention are to be explained below with reference to the figures. Show it:

1 an exploded view of an embodiment of an electrical bushing with a flange produced by fine blanking,
2 a perspective view of the implementation according to 1 ,
3 a further perspective view of the implementation according to 1 ,
4th a perspective view of a flange finely cut according to the invention,
5 a sectional view of the flange according to 4th , and
6th a schematic view of a device for fine blanking a flange for an electrical feedthrough according to the invention.

1 zeigt im Zusammenhang mit den 2 bis 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Durchführung 1 für ein implantierbares medizinisches Gerät. Die Durchführung 1 weist einen Flansch 2 auf, der vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung gefertigt ist, und dafür eingerichtet und vorgesehen ist, mit einem Gehäuse des medizinischen Geräts über eine Schweißnaht verbunden zu werden, so dass das Gehäuse hermetisch abgedichtet ist (das Gehäuse besteht bei einem Titanflansch ebenfalls bevorzugt aus Titan). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Flansch 2 durch Feinschneiden aus einem Rohling 200 gestanzt wird (vgl. 6). 1 shows in connection with the 2 to 5 an embodiment of an electrical bushing according to the invention 1 for an implantable medical device. The implementation 1 has a flange 2 on, which is preferably made of titanium or a titanium alloy, and is set up and intended to be connected to a housing of the medical device via a weld seam, so that the housing is hermetically sealed (with a titanium flange, the housing is also preferably made of titanium ). According to the invention it is provided that the flange 2 by fine blanking from a blank 200 is punched (cf. 6th ).

Der Flansch 2 wird bevorzugt so feingeschnitten, dass er eine Durchgangsöffnung 20 mit einer Stufe 21 aufweist, so dass die Durchgangsöffnung 20 in einer Ausnehmung 22 des Flansches 2 angeordnet ist, wobei ein elektrisch isolierender Keramikkörper 8 gemäß 1 in der Ausnehmung 22 angeordnet wird und über ein Goldlot 5 mit dem Flansch gefügt, insbesondere hartverlötet und somit hermetisch versiegelt wird. Durch den Keramikkörper 8 erstrecken sich elektrische leitfähige Stifte 3 (sogenannte Pins), über die die elektrischen Verbindungen hergestellt werden, und welche mit dem elektrisch isolierenden Keramikkörper 8 über Goldlote 4 mit dem Keramikkörper gefügt, insbesondere hartverlöte und somit ebenfalls hermetisch versiegelt werden. Der Flansch 2 ist weiterhin so feingeschnitten, dass er im Bereich der Ausnehmung 22 ein Durchgangsloch 23 zur Aufnahme eines Erdungsstiftes 6 nebst Dichtung aufweist. Die Stifte 3 sind weiterhin mit Lötkontakten 7 versehen, um eine Lötverbindung zum jeweiligen Stift 3 herstellen zu können.The flange 2 is preferably cut so fine that it has a through opening 20th with one step 21 has so that the through opening 20th in a recess 22nd of the flange 2 is arranged, wherein an electrically insulating ceramic body 8th according to 1 in the recess 22nd is arranged and over a gold solder 5 joined to the flange, in particular hard-soldered and thus hermetically sealed. Through the ceramic body 8th extend electrical conductive pins 3 (so-called pins), via which the electrical connections are made, and which with the electrically insulating ceramic body 8th about gold solders 4th joined to the ceramic body, in particular hard-soldered and thus also hermetically sealed. The flange 2 is still so finely cut that it is in the area of the recess 22nd a through hole 23 for receiving an earthing pin 6th together with seal. The pencils 3 are still with solder contacts 7th provided to make a solder connection to the respective pin 3 to be able to manufacture.

Besonders vorteilhaft können durch das erfindungsgemäße Feinstanzen die folgenden Merkmale des Flansches 2 in einem Stanzvorgang (Feinschneiden) ausgebildet werden: eine Außenkontur des Flansches 2, die Durchgangsöffnung 20, die Stufe 21 bzw. Ausnehmung 22, das Durchgangsloch 23 (vgl. 5).The following features of the flange can be particularly advantageous through the fine blanking according to the invention 2 be formed in a punching process (fine blanking): an outer contour of the flange 2 , the through opening 20th , the stage 21 or recess 22nd , the through hole 23 (see. 5 ).

6 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zum Feinscheiden einer Öffnung in einen Rohling 200. Die Vorrichtung 100 weist eine Führungsplatte 103 auf sowie eine darunter angeordnete Schneidplatte 105, wobei der plattenförmige Rohling 200 (z.B. für einen Flansch 2) zwischen der Führungsplatte 103 und der Schneidplatte 105 angeordnet wird. Die Führungsplatte 103 weist eine ringförmige Zacke 104 auf, die mit einer Kraft FN gegen den Rohling 200 gepresst wird, um diesen beim Stanzvorgang zwischen den beiden Platten 103, 105 zu fixieren. Die Öffnung (z.B. die Durchgangsöffnung 20) wird mittels eines Schneidstempels 101 in den Rohling 200 geschnitten, indem die Schneidplatte 105 mit einer Kraft FS beaufschlagt wird, die den Rohling 200 gegen den Schneidstempel 101 drückt. Der ausgestanzte Teil wird zwischen dem Schneidstempel 101 und einem Auswerfer 102 gehalten, der mit einer Kraft FG gegen den Rohling 200 drückt, wenn dieser mit der Kraft FS gegen den Schneidstempel 101 gedrückt wird. 6th shows schematically a device 100 for fine cutting an opening in a blank 200 . The device 100 has a guide plate 103 on and a cutting insert arranged below 105 , the plate-shaped blank 200 (e.g. for a flange 2 ) between the guide plate 103 and the insert 105 is arranged. The guide plate 103 has an annular prong 104 on that with a force FN against the blank 200 is pressed to this during the punching process between the two plates 103 , 105 to fix. The opening (e.g. the through opening 20th ) is made by means of a cutting punch 101 into the blank 200 cut by the cutting insert 105 with a force FS is applied to the blank 200 against the cutting punch 101 presses. The punched out part is between the cutting punch 101 and an ejector 102 kept that with a force FG against the blank 200 pushes when this with the force FS against the cutting punch 101 is pressed.

Durch eine entsprechende Formgebung des Schneidstempels 101 und des Auswerfers 102 können die oben genannten Merkmale des Flansches 2 (die Außenkontur des Flansches 2, die Durchgangsöffnung 20, die Stufe 21 bzw. Ausnehmung 22 und das Durchgangsloch 23) in einem Stanzvorgang hergestellt werden.By shaping the cutting punch accordingly 101 and the ejector 102 can use the above features of the flange 2 (the outer contour of the flange 2 , the through opening 20th , the stage 21 or recess 22nd and the through hole 23 ) can be produced in one punching process.

Die vorliegende Erfindung gestattet daher im Ergebnis eine erhebliche Reduktion der Kosten für einen Durchführungsflansch, insbesondere aus Titan, wobei gleichzeitig aufgrund des Feinschneidens die Präzision des Flansches erhöht wird.As a result, the present invention permits a considerable reduction in the costs for a feed-through flange, in particular made of titanium, while at the same time the precision of the flange is increased due to the fine blanking.

Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen der beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen im Lichte der obigen Lehre möglich sind. Die offengelegten Beispiele und Ausführungsformen werden nur zu Illustrationszwecken dargestellt. Andere alternative Ausführungsformen können einige oder alle der hier offengelegten Merkmale enthalten. Daher ist es die Absicht, alle Modifikationen und alternativen Ausführungsformen abzudecken, die in den wahren Anwendungsbereich dieser Erfindung fallen können.It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations of the examples and embodiments described are possible in light of the above teaching. The disclosed examples and embodiments are presented for illustration purposes only. Other alternative embodiments may include some or all of the features disclosed herein. Therefore, it is intended to cover all modifications and alternative embodiments that may fall within the true scope of this invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2016/0271400 A1 [0002]