DE3140887A1

DE3140887A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines kunststoffbeutels mit wahlweise verbindbaren teilkammern

Info

Publication number: DE3140887A1
Application number: DE19813140887
Authority: DE
Inventors: Hal C. 94303 Palo Alto Calif. Danby; Carl 95120 San Jose Calif. Ritson
Original assignee: Anatros Corp
Current assignee: Anatros Corp
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPS57129718A; GB2093800A; GB2093800B; US4548023A; FR2497724A1; CA1170904A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffbeutels mit wahlweise verbindbaren Teilkammern für strömungsfähige Medien, insbesondere Flüssigkeiten.

Oft ist es erwünscht, einen flexiblen und gegebenenfalls durchsichtigen Rehälter, nachstehend als Kunststoffbeutel bezeichnet, in Tel !kammern zu unterteilen, um Teile des Inhalts au trennen und die Strömung des Mediums entweder durch den Beutel hindurch oder zwischen den Teilkammern zu steuern. So zeigt z.B. die U.S.-Patentschrift 3,257,052 einen flexiblen Kunststoffbeutel zur Speicherung von Vollblut, der in Teilkammern unterteilt ist, um das Blutplasma und die roten Blutkörperchen getrennt zu speichern; dabei wird das Vollblut durch Zentrifugalwirkung abgetrennt. Der Kunststoffbeutel ist durch Schweißung in verschiedene Teilkainmern unterteilt, die miteinander durch Öffnungen verbindbar sind, die mit Hilfe von Klemmvorrichtungen geschlossen werden können. Der ganze Beutel kann über seine Gesamtbreite durch äußere Klemmglieder, die sich quer über den Beutel erstrecken, in getrennte Teilkammern aufgeteilt werden.

Ein weiteres Beispiel für eine steuerbare Strömung innerhalb eines Kunststoffbeutels und aus diesem heraus ist in der DE-OS 29 51 286 und der entsprechenden U.S.-Patentschrift 4,237,831 beschrieben; hierbei ist der Kunststoffbeutel mit einer zur intravenösen oder enteralen Tnfusion in den menschlichen Körper geeigneten Flüssigkeit

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gefüllt. Der Kunststoffbeutel ist durch ein Netzwerk von Strömungswegenj die mit dem Kunststoffbeutel aus einem Stück bestehen und in ihn eingeschweißt sind, in eine große Speicherteilkammer zur Steuerung der Strömung und eine Abgabeöffnung unterteilt. An den verschiedenen Flüssigkeitsdurchgängen sind Ventile zum selektiven Verbinden einer ersten und zweiten Teilkammer, bzw. bei der einen Arbeitsweise mit der zur Speicherung dienenden Teilkammer und der Abgabeöffnung und in einer zweiten Arbeitsweise mit der Abgabeöffnung und der zur Speicherung dienenden Teilkammer vorgesehen.

Diese durch Schweißung in Teilkammern unterteilten Kunststoffbeutel erfüllen zwar den damit beabsichtigten Zweck, sie weisen aber eine Anzahl Nachteile auf, durch die ihre Wirksamkeit, ihre bequeme Handhabung und die Einfachheit der Strömungssteuerung beeinträchtigt werden. Z.B. bestehen die meisten bekannten Kunststoffbeutel, von denen hier die Hede ist, aus zwei aufeinanderliegender! dünnen, flexiblen Schichten aus einem thermoplastischen Material, die an ihren Umfangsrändern zusammengeschweißt sind, um den Beutel zu bilden. Die Schweißung wird durch Anpressen eines Schweißgliedes gebildet, an das ein Hochfrequenzsignal angelegt wird, um die Verschweißung des Materials zu bewirken. Durch solche Schweißvorgänge wird ein zu beiden Seiten der Schweißnaht entlanglaufender Wulst erzeugt, der durch Verlagerung des Materials während der Schweißung entsteht. Dieser Wulst wirkt störend bei

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der Anwendung von Klemmvorrichtungen und Spanngliedern, wie sie z.B. in der U.S.-Patentschrift 3,257,072 gezeigt sind und zur Öffnung und Unterteilung des Beutels dienen, sowie auch bei der Anwendung von Ventilen, wie sie z.B. in der U.S.-Patentschrift 4,237,881 gezeigt sind, um die Flüssigkeitskanä'le zu schließen, da ein solcher Wulst die Abdichtung erschwert und behindert.

Um eine solche hindernde Wirkung von Wulsten an den Schweißnähten längs des Randes des Beutels oder an seiner Öffnung zu vermeiden, ist es erforderlich, Klemmvorrichtungen und Spannglieder zu benutzen, die in der Lage sind, eine Kraft auszuüben, die hinreichend groß ist, um nicht nur eine Öffnung zu schließen, sondern auch den Wulst so fest zusammenzudrücken, daß er beim Schließen und Öffnen nicht störend wirkt. Mit anderen Worten: Das Aufteilen des ganzen, an seinen Rändern geschweißten Beutels oder das Schließen eines Kanals oder Durchgangs, der durch einen Spalt längs einer inneren Schweißnaht gebildet ist, erfordert die Anwendung von Kräften, die sehr viel größer sind.

als die normalerweise zum Unterteilen des Beutels oder zum Schließen des Durchganges erforderlichen Kräfte, da die Klemmkraft groß genug sein muß, um die Schweißwulste an den Rändern des Beutels oder den Enden des Durchgangs zusammenzupressen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterteilung des Beutelinneren ohne Schweißung des Kunststoffmaterials zustandezubringen und selbst dann, wenn der Beu-

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tel durch Verschweißen zweier Kunststoffolienzuschnitte an deren Rändern hergestellt ist,'dafür zu sorgen, daß die Schweißnähte kein Hindernis beim Zusammendrücken zwecks Unterteilens des Beutels in Teilkarnniern oder beim Schließen und Öffnen von Durchgängen zwischen den Teilkammern bilden.

Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, den Kaum des Beutelinnern, falls dieser aus zwei Zuschnitten dünnen flexiblen thermoplastischen Materials hergestellt ist, ohne Schweißung zu unterteilen.

Es soll ferner eine Möglichkeit geschaffen werden, einen Kunststoffbeutel mit zwei oder mehr Teilkammern zu schaffen, bei dem der Rand der Teilkammer sowie auch jede Öffnung zwischen Teilkammern hindernisfrei ausgebildet sind, so daß das Öffnen und Schließen durch Anwendung normaler oder kleinerer Klemmkräfte bewirkt werden kann, ohne daß es erforderlich wäre, einen Schweißwulst durch Ausübung starker Kräfte zu überwinden.

Es soll ferner ein in Teilkammern unterteilter Flüssigkeitsbehälter geschaffen werden, der mindestens einen absperrbaren Durchgang zwischen Teilkammern aufweist, deren abgrenzende Ränder durch Andrücken von Rippen, also nicht dauerhaft, gebildet sind.

Es soll ferner eine Möglichkeit geschaffen werden, bei einem normal an seinen Umfangsrändern verschweißten Kunststoffbeutel stellenweise an dem Umfangsrand Bereiche vorzusehen, die hindernisfrei sind und den Beutel durch Andrücken von Rippen unterteilbar machen, ohne daß die Druckkräfte Schweißdrähte zusammenzudrücken brauchen.

Ferner soll es möglich gemacht werden, einen Kunststoffbeutel mit Unterteilung seines Innenraumes auf eine Art und Weise herzustellen, so daß keine Hindernisse an seinen Unterteilungsabgrenzungen entstehen, wobei eine Steuerung der Strömung zwischen den Teilkammern bequem möglich sein soll.

Es soll ferner ermöglicht werden, einen Kunststoffbeutel aus flexiblen Materialien, die nicht thermoplastisch sind, herzustellen, wobei das Folienmaterial gegenüber gleichartigem Material mit Hilfe des Andrückens an Rippen abgedichtet wird.

Die genannte Aufgabe ist mittels der Erfindung dadurch lösbar, daß zwei dünne flexible Kunststoffolienstücke zwischen zwei Platten zusammengepreßt werden, von denen die eine in gewöhnlicher Weise eben und die andere eine Zahl nach Art eines Plätzchenschneiders vorstehender Rippen aufweist, welche den Rändern zu bildender Teilkammern entsprechen, wobei Lücken in den Rippen vorgesehen sind, durch welche Öffnungen zwischen einander benachbarten Teilkammern bestimmt werden. Diese Rippen können entweder nur die innere Teilkammer des Beutels mit einer Schweißung an seinem Randumfang oder aber auch die Umfangsbegrenzung des Beutels als Ganzes bilden. Jeder Lücke in den Rippen ist ein bewegliches Sperrglied zugeordnet, das normalerweise in seine Sperrstellung vorgespannt ist und zurückgezogen werden kann, um eine Strömung des Mediums durch die Öffnung von einer Teilkammer in eine andere zu ermog-

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lichen. Wenn die Rippen nur dazu dienen, das Innere längs seines Umfangrandes verschweißten Beutels in Teilkammern zu unterteilen, wird die Schweißnaht an einer Stelle, wo eine Rippe eine Abdichtung bis zur Schweißnaht herstellen muß, ohne Schweißwulst ausgeführt, wobei ein spezielles Schweißverfahren benutzt wird, zu dem ein Regler für den Druck- und Wärmegradienten gehört, wie in der U.S.-Patentschrift 3 379 595 beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der durch die Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsmöglichkeiten erläutert. Es zeigen:

Pig. I einen vereinfachten Kunststoffbeutel bekannter Art mit verschweißtem Umfangsrand und in gleicher Weise hergestellten Schweißnähten im Innern sowie stellenweise angeordneten Durchgängen für strömendes Medium;

Fig. IA eine Querschnittansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 1A-1A von Pig. I;

Fig. IB eine Teilquerschnittsansicht von Fig. 1 mit Blickrichtung auf die Ebene 1B-1B in vergrößertem Maßstab;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 2-2 von Fig. 1;

Fig. 2A eine Querschnittsansicht des von dem Kreisbogen 2A-2A in Fig. 2 umschlossenen Teilquerschnitts; F i g . 3 zeigt im Querschnitt ein Schweißwerkzeug für die Randschweißung eines Kunststoffbeuteis wie in Fig. gezeigt mit dem entsprechenden Randwulst;

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Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Schweißwerkzeugs zum Schweißen einer Delrin-Umgrenzung, bei der sich eine hindernisfreie Schweißung ergibt; Fig. JJA eine hindernisfreie Schweißnaht, wie man sie mit dem in Fig. 4 gezeigten Werkzeug erhält;

Fig. 5 zeigt eine schematische Grundrißansicht einer Vorrichtung zum Unterteilen eines Kunststoffbeutels gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Grundrißansicht der mit Rippen versehenen Oberfläche der einen Platte 66 von Fig. 5;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 7~7 von Fig. 6 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 8 eine Schnittansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 8-8 von Fig. 5, welche das Absperrorgan in geöffneter Stellung zeigt, ebenfalls in vergrößertem Maßstab;

F i g . 9 eine Ansicht ähnlich der Ansicht von Fip.. 8, aber bei Sperrstellung des Absperrorgans;

Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform des Absperrorgans mit dem steuerbaren Durchgang gemäß Fig. 8 bei Öffnungsstellung;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich derjenigen wie Fig. 10, aber bei Sperrstellung des Absperrorgans;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht mit Blickrichtung auf die Ebene 12-12 einer Ausführungsform gemäß Fig. 5, bei der das eine Ende einer Wippe oder Schwenkplatte unter dem Druck einer Teilkammer des Beutels steht und das andere Ende dazu dient, eine andere Teilkammer unter Druck zu setzen;

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Fig. 13 eine Grundrißansicht der unteren Platte bei der Ausführungsform nach Fig. 5, bei der die Durchtrittsöffnungen für die Wippenplatten zu sehen sind.

Zunächst seien anhand der Fig. 1 bis k der Stand der Technik und die Probleme erörtert, von denen die Erfindung ausgeht.

Fig. 1 zeigt einen Kunststoffbeutel 10 bekannter Art mit Mehrfachunterteilung nach der U.S.-Patentschrift 3,257,052, der zur Speicherung von Blut und zum Trennen der roten Blutkörperchen von dem Blutplasma durch Zentrifugieren sowie zum Sammeln der roten Blutkörperchen in getrennten Bereichen geeignet ist. Im allgemeinen ist der Beutel 10 aus zwei dünnen, flexiblen, durchsichtigen Folien aus einem thermoplastischen Kunststoff wie Polyvinylchlorid (PVC) mit einer Dicke von etwa 0,38 mm oder 0,015 Zoll hergestellt. Der Beutel 10 ist an seinem ganzen Umfang 12 mit Ausnahme einer öffnung bei I²! verschweißt. Ferner sind in seinem Inneren Teilkammern 24, 26, 30 durch Schweißnähte 16, 18 und 20 gebildet. Die Schweißnaht l8 hat eine spaltartige Unterbrechung oder Öffnung 22 als Verbindung zwischen zwei Teilkammern 2¹J und 26 und die Schweißnaht 20 eine Öffnung 28, durch die eine Verbindung zwischen den Teilkammern 30 und 26 hergestellt wird.

Die Öffnungen 22 und 28 sind normalerweise durch (nicht dargestellte) Klemmvorrichtungen geschlossen und die Teilkammer 26 des Beutels 10 ist durch eine Klemmvorrichtung in Teilkammern 3¹I und 36 unterteilt. Die Klemmvorrichtungen

zum Schließen der Öffnungen 22 und 28 und die Klemmvorrichtung 32 müssen beträchtliche Kräfte ausüben, um die verschiedenen Teilkammern voneinander dicht abzusperren. Der Grund für das Erfordernis solcher beträchtlichen Kräfte liegt in der Art der Schweißung.

In der Fig. IB ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der öffnung 28 gezeigt. Daraus ist zu sehen, daß an beiden Enden der Öffnung Schweißwulste 29 vorhanden sind. Ein weiterer Schweißwulst 31 ist ein Teil der Schweißnaht am Umfangsrand des Beutels 10. Wenn eine Klemmvorrichtung zum Schließen der Öffnung 28 benutzt wird, muß diese, wie aus Fig. IB zu ersehen ist, außerhalb des Wulstes 31 angreifen und stark genug sein, um die Wulste 29 zu beiden Seiten der Öffnung 28 zusammenzudrücken, damit diese voll*- ständig geschlossen wird. Es sei nun die Fig. 2 betrachtet, die einen Querschnitt mit Blickrichtung auf die Ebene 2-2 von Fig. 1 darstellt. Aus ihr ist die Randschweißnaht auf beiden Seiten des Beutels zu erkennen, 'von denen jede ebenfalls einen Schweißwulst 29 aufweist. Damit die Klemmvorrichtung 32 die Teilkammer 26 in zwei Teilkammern 5^ und 36 unterteilen kann, wie in Fig. 1 gezeigt, ist es erforderlich, daß die Klemme die Endwulste 31 freiläßt und genügend Kraft ausübt, um die Wulste 29 zusammenzupressen. Fig. 2A zeigt einen vergrößerten Querschnitt des Randes der Teilkammer 3*1 mit den Wulsten 29 und 31. Auch hier ist das Vorhandensein des Wulstes 29, der ein Hindernis beim Schließen der Öffnung 3*J bildet, verursacht durch

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die Schweißung am Umfangsrand des Kunststoffbeutels.

Fig. 3 zeigt eine obere Folie 40 und eine untere Folie 4l aus thermoplastischem, dünnem, flexiblem Material und ein Schweißwerkzeug 42, das erhitzt und nach unten gegen die beiden Folien gelegt wird, um am Umfang des Beutels 10 die abdichtende Randschweißung 12 zu bilden. Da das Schweißwerkzeug 42 das zu schweißende Material zusammendrückt, bildet das überschüssige Material den Extrusionsrand 31 und auch den Extrusionswulst 29; der äußere Rand der Schweißnaht wird, wie bei 43 angedeutet, nach dem Schweißen des Beutels entfernt.

Fig. 4 veranschaulicht ein bekanntes Schweißverfahren_s das demjenigen gemäß Fig. 3 ähnlich ist mit Ausnahme davon, daß es das Zurückbleiben eines inneren Extrusionswulstes 29 vermeidet. Hierzu ist an dem Schweißwerkzeug 42 eine isolierende Schulter 44 angebracht, die lediglich eine aus einem Kunststoff bestehende Verbreiterung des Schweißwerkzeugs darstellt, welche eine Extrusion des Materials nach der entsprechenden Seite verhindert und dadurch einen hindernisfreien Rand, wie in Fig. 4A gezeigt, ergibt. Das Schließen und Öffnen einer Durchgangsöffnung, die mit einem solchen Delrin-Umgrenzungswerkzeug hergestellt ist, erfordert nicht mehr als die normalen Schließkräfte, da bei ihr kein Extrusionswulst 29 vorhanden ist, der vor dem abdichtenden Schließen der Durchgangsöffnung zusammengepreßt werden muß.

Allerdings ist die Benutzung einer Delrin-Schulter oder einer Schulter aus einem Material, das ein schlechter Wärme-

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leiter ist, wie durch Pig. 4 veranschaulicht, um auf diese Weise den hinderlichen Extrusionswulst 29 zu vermeiden, häufig mit Schwierigkeiten verbunden. Das gilt besonders dann, wenn eine sorgfältig dimensionierte Öffnung längs der inneren Schweißnaht erforderlich ist. Ferner wird auch mehr Aufwand benötigt, wenn eine Delrin-Umgrenzung benutzt werden soll, und das Fehlen der Möglichkeit einer Kontrolle bei der Herstellung einer Durchgangsöffnung von vorbestimmten Abmessungen, die keinen Wulst aufweisen und daher kein Hindernis bilden soll, erschwert die Anwendung dieser Lösung beträchtlich.

Fig. 5 zeigt einen Kunststoffbeutel 50, der aus zwei Folienstücken 51> 52 besteht und an seinem oberen Ende 53 geschlossen und mit einer öffnung 5^ versehen ist, mittels welcher der Beutel aufgehängt werden kann, um Flüssigkeit unter der Einwirkung der Schwerkraft aus einer Austrittsöffnung 77 abzugeben. Der Beutel 50 ist in ^der normalen, in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Art und Weise hergestellt, so daß ein innerer Wulst 29 und ein äußerer Wulst 31 längs des Umfanges 56 des Beutels 50 vorhanden ist. Dabei sind in diesem Falle vier hindernisfreie Flächen 58, 59, 60 und 6l, letztere in der Nähe der Austrittsöffnung 77 vorgesehen. Die Flächen 58 bis 61 sind auf die anhand von Fig. H erläuterte Art und Weise als Umgrenzungsflächen, die keinen Innenwulst 29, sondern nur einen Außenwulst 31 aufweisen, hergestellt.

Der Beutel 50 ist mit Hilfe einer unteren Platte 64, die

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auch als ebene Grundplatte bezeichnet werden kann und finer oberen, auch als Rippenglied zu bezeichnenden Platte 66 in Teilkaminern unterteilt. Normalerweise haben die untere Platte 6^i und die obere Platte 66 die gleiche Größe. Sie werden durch in der Zeichnung nicht dargestellte Klenun- oder Spannvorrichtungen gegeneinander gepreßt.

In den Fig. 6 und 7 ist die in unmittelbare Berührung mit dem Beutel 50 kommende Flachseite 67 der oberen Platte 66 gezeigt. Die Platte 66 ist mit einer Anzahl erhöhter Leisten oder Stege 68 auf ihrer Flachseite 67 versehen, welche jeweils in ihrer Mitte eine Längsrippe 70 tragen. Diese Rippen pressen sich nach dem Zusammenbau der Platten wie ein Plätzchenschneider in die Folie 51 ein und dichten sie gegen die Folie 52 ab. Die Höhe A der Stege 68, d.h.

das Maß, um welches diese über die Fläche 67 hinausragen, ist nicht von besonderer Wichtigkeit, solange sie genügend groß ist, um die Bildung von Teilkammern des Beutels mit der gewünschten Dicke neben den Stegen zu erlauben. Auch die Breite B der Stege 68 ist nicht kritisch, doch sollte sie groß genug sein, um die Anordnung der Rippen 70 darauf zu gestatten und klein genug, um eine ungestörte Ausdehnung des Beutels zwecks Bildung einer Teilkammer von der gewünschten Teilgröße zu erlauben.

Die Rippen 70 werden am besten wie folgt bemessen. Die Breite C der Rippen 70 soll genügend groß sein, damit sie nicht als Messer wirken und nicht in das Kunststoffmaterial einschneiden, wenn sie gegen das Folienstück 51 gepreßt wer-

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den, um die Abdichtung zwischen ihm und dem Folienstück 52 längs der Rippe herbeizuführen. Andererseits sollte die Breite C so klein sein, wie es damit verträglich ist, daß eine Beschädigung des Beutels vermieden wird, damit die Kraft,mit der die Platte 66 gegen die Platte 64 gepreßt werden muß, innerhalb vernünftiger Grenzen bleibt, wie z.B. 3,43 N/cm (5 lb-s/sq.in.). Wenn die Foliendicke 0,3& mm (0,015 Zoll) beträgt, ist eine Breite C von 0,25 mm (0,010 Zoll) brauchbar. Als Faustregel wurde gefunden, daß die Rippenbreite etwa 2/3 der Foliendicke betragen kann. Schließlich wurde gefunden, daß die Höhe D der Rippe so klein sein soll, daß ein zu tiefes Eindringen der Rippe in das Kunststoff material, das abgedichtet werden soll, vermieden wird und daß sie so groß sein soll, daß eine gute lineare Abdichtung erreicht wird. Ein Maß D von annähernd gleich der Hälfte der Foliendicke ist eine brauchbare Faustregel; beträgt die Dicke der oberen Folie 0,24 mm (0,015 Zoll), so ist eine Rippenhöhe von 0,11 mm (0,007 Zoll) erfahrungsgemäß eine passende Abmessung.

Mit Hilfe einer Platte 66 von der in Fig. 6 gezeigten Ausbildung wird, wenn sie auf den Beutel gemäß Fig. 5 gelegt wird, eine Anzahl Teilkammern gebildet. Die Rippe 72 reicht von der kissenartigen Fläche 58 zu der entsprechenden Fläche 61 und die Rippe 73 von der Fläche 59 zur Fläehe 60. Auf diese Weise werden vier Teilkammern oder drei Teilkammern und eine Austrittskammer gebildet, nämlich eine Speicherkammer 7¹J, eine Teilkammer 75, eine Teil-

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gedrückt und, wenn das der Lücke 83 zugeordnete Sperrglied geöffnet ist, in die Austrittskammer 77 entleert. Während dieses Vorganges werden die den Lücken 80 und 8l zugeordneten Sperrglieder geschlossen gehalten.

b Die Folienstücke 50 und 51 können aus thermoplastischem Kunststoff oder zumindest einem heiß "schweißbaren Material bestehen, das es erlaubt, diese Teile des Beutels dort miteinander zu verschweißen, wo ein hindernisbildender Wulst nicht zu beanstanden ist. Jedoch in dem Falle, daß der ganze Beutel durch Rippen in Form eines Plätzchenschneiders begrenzt wird, steht ein weit größerer Bereich an Materialien zur Verfügung einschließlich sämtlicher heiß schweißbarer Materialien wie TFE, PVC, Wachspapier, Kautschuk, Aluminiumfolie, usw.

Auch kann entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung die obere Platte 66 aus einem unstarren Material wie Kautschuk oder Neopren bestehen, das entsprechend geformt ist und wenig mechanische Bearbeitung erfordert. Wenn ein solches unstarres Material verwendet wird, kann es erwünscht sein, eine Gegendruckplatte zu verwenden, um die nicht starre obere Platte über der den Beutel formenden Folie gegen die untere Platte zu spannen. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Folienstück 51 oder 52 mit einstückig angeformten von oben nach unten oder von unten nach oben stehenden Rippen 72, 73 sowie mit den Beutelumfang bestimmenden Rippen versehen sein. In diesem Falle hat die obere Platte 66 eine dem Folienstück 51 zugewandte ebene Flachseite,

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welche starr oder federnd nachgiebig sein kann. :

Es wurden hier eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Unterteilung eines Kunststoffbeutels in Teilkammern unter Verwendung von Rippen und zur Herstellung selektiver Verbindungen der Teilkammern durch Sperrglieder in Lücken
zwischen den Rippen beschrieben. Es wurde ferner eine
Möglichkeit beschrieben, die abdichtenden Rippen sich bis in die geschweißte Naht, welche den äußeren Rand des Beutels bildet, durch Verwendung eines hindernisfreien Kissens erstrecken zu lassen. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, diese Teilkammer und die selektiven Verbindungen mit einem einzelnen Polienstück herzustellen, wobei der Beutel zwischen der
unteren Platte und dem einzelnen Kunststoffolienstück gebildet wird. Dies ist besonders geeignet in Verbindung mit der Abgabe von Flüssigkeiten wie Getränken in Gast stilt ten. Dabei ist es besonders einfach, das Innere des Beutels
zu reinigen, indem einfach nur die Oberfläche der Grundplatte gesäubert zu werden braucht und die Kunststoffolie nach Gebrauch weggeworfen werden kann.

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kammer 76 und die Austrittskammer 77· Dies ist am besten in Fig. 5 zu sehen, wo der Verlauf der Rippen durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Rippe 72 hat zwei Unterbrechum-sstellen oder Lücken, nämlich die Lücke 80 und die Lücke 8l, ebenso die Rippe 7^, nämlich die Lücke 82 und die Lücke 83.

Die Rippen 72 und 73 erstrecken sich über die Naht am unteren Teil der Schweißung und endigen, bevor sie den Wulst 31 (Fig· ^A) erreichen würden. Andererseits erstrekken sich die Rippen bis zu einer Stelle jenseits des Öffnungsrandes, die an den Schweißwulst angrenzt und in Fig. 4A mit 84 bezeichnet ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Rippe> um die Abdichtung gegen die Schweißnaht zu bewirken, gegen ein hindernisfreies Kissen, etwa das Kissen 58, anliegen soll und sich weit genug in den geschweißten Bereich erstrecken muß, so daß sie mindestens auf einem Teil der Schweißung aufliegt. Andererseits sollte sie sich nicht bis auf den Wulst 31 erstrecken, weil dies zweckwidrig wäre und den Aufwand zusätzlicher Kräfte erforderlich machen würde, um den Wulst zusammenzupressen und außerdem eine gute Abdichtung zu erreichen.

Durch die Lückenöffnungen 80, 8l, 82 und 83 werden, wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, die folgenden Verbindungskanäle hergestellt. Die öffnung 80 verbindet die Speicherkammer 74 mit der ersten Teilkammer 75· Die öffnung 83 stellt die Verbindung zwischen der ersten Teilkammer mit der Austrittskammer 77 her. Die Öffnung 82 verbindet

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die Speicherkammer 7 ^ mit der zweiten Teilkammer 76. Die Öffnung 81 verbindet die zweite Teilkammer 76 mit der Austrittskammer 77· Den Lückenöffnungen 80, 81, 82 und 83 sind Sperrglieder, z.B. je ein Kolben, zugeordnet, die entweder in der oberen Platte 66, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, oder in der Grundplatte 64, wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, vorgesehen sein können.

In den Fig. 8 und 9 ist eine fragmentarische vergrößerte Quersehnittsdarstellung der Lückenöffnung 82 gezeigt, wobei die obere Platte 66 mit einer Öffnung 90 versehen ist, in der ein Kolben 93 verschiebbar geführt und zwischen einer Offenstellung und einer Schließ- oder Sperrstellung bewegbar ist. Die Offenstellung ist in Fig. 8 und die Schließ- oder Sperrstellung in Fig. 9 gezeigt. Die Bewegung des Sperrgliedes 92 erfolgt durch ein Steuerorgan 9^₃ das schematisch angedeutet ist. In der Praxis ist das Sperrglied 92 normalerweise in der in Fig. 9 gezeigten Sperrstellung gehalten und durch das Steuerorgan zurückziehbar, das ein elektromagnetisches Relais od. dgl. sein kann. Befindet sich das Sperrglied 92 unter Vorspannung in der Schließstellung (Fig. 9)> so ist die Lücke 82 geschlossen, so daß keine Flüssigkeit durch sie hindurchtreten kann. Wird das Steuerorgan 9^ betätigt, um das Sperrglied 92 zurückzuziehen, so wird ein Strömungskanal zwischen den Folienstücken 51 und 52 hergestellt (Fig. 8), der einen Flüssigkeitsaustausch, z.B. zwischen der Speicherkammer 7^ und der zweiten Teilkammer 76 ermöglicht.

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In ähnlicher Weise können auch die Sperrglieder in der unteren Platte 66 angeordnet sein, wie in Fig. 10 gezeigt, wobei zusätzlich noch ein flexibles Kissen 100 aus Kautschuk auf der Oberseite der unteren Platte 66 vorgesehen ist. In der unteren Platte 66 befindet sich somit eine Sperrgliedöffnung 101, in der ein kolbenförmiges Sperrglied 102 zwischen einer Schließstellung und einer öl'fnungs-Stellung durch einen Betätigungsmechanismus, der nicht dargestellt ist, bewegbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Folienstück 52 gegen Beschädigung durch scharfe Kanten od. dgl. mittels des flexiblen Kautschukkissens geschützt, das nach außen gedrückt wird, um einen Strömungskanal 82 freizugeben.

Die Erfindung ist hier in ganz allgemeiner Form beschrieben, veranschaulicht aber das wichtige Konzept der Verwendung von Rippen, um eine genaue Öffnung, wie z.B. die Öffnung 82 zu bilden, deren Weite durch eine Lücke in der Rippe statt durch die Art und Weise der Schweißung bestimmbar ist. Ferner ist es infolge der Herstellung einer Öffnung, die keine inneren Wulste aufweist, verhältnismäßig leicht und einfach, die Öffnung mit einer normalen Schließkraft zu öffnen und zu schließen, statt eine besondere Kraft aufwenden zu müssen, um die Schweißwulste auf der Innenseite zusammenzupressen. Ebenso wird, wenn eine Dichtung am Rande des Beutels hergestellt werden soll, durch die Schweißung ein hindernisfreies Kissen gebildet, wie oben in Verbindung mit Fig. h und kA erläutert, wobei

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sich die Rippen über das hindernisfreie Kissen in den geschweißten Bereich erstrecken, der durch eine Delrin-Schulter erzeugbar ist.

In der U.S.-Patentschrift 4,237,881 bzw. in der DE-OS 29 51 286 ist ein System zum Unterdrucksetzen einer Flüssig- - keit und zur Infusion in einen Patienten mit genauer Steuerung der Flüssigkeitsströmung beschrieben. Eine Wippe oder Schwenkplattenanordnung, deren Enden mit einer ersten bzw. zweiten Teilkammer in Berührung gelangen, dient zur Flussigkeitssteuerung. Um eine entsprechende Anwendung auch im vorliegenden Falle zu ermöglichen, ist, wie die Fig. 12 und 13 zeigen, die untere Platte 66 mit zwei großen öffnungen 120 und 122 versehen, unterhalb welcher eine Wippe 124, wie schematisch dargestellt, auf einer Achse 126 gelagert ist. Die Endplatten 128 und 129 der Wippe 126 sind den Öffnungen 120 bzw. 122 angepaßt und gelangen in Berührung mit der ersten und zweiten Teilkammer 75» 76 des Beutels 50. 130 ist die Kreuzungsstelle zwischen den Rippen 72 und 73> welche das Beutelinnere in die Teilkammern 75 und 76 unterteilen. Während des Betriebs der Vorrichtung enthält die Teilkammer 74 eine unter Druck stehende Flüssigkeit. Wenn das der Lücke 82 zugeordnete Sperrglied geöffnet wird, wird die zweite Teilkammer 76 mit der Teilkammer 74 verbunden und es tritt Druckflüssigkeit in die Teilkammer 76 ein. Daher wird die Wippe im Uhrzeigerdrehsinn bewegt, während sich die Teilkammer 76 ausdehnt und die Teilkammer 75, die vorher gefüllt worden war, zusammen-

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Anmelder:

Anatros Corporation,

897 Independence Avenue, Mountain View, Kalif. 9^043 (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffbeutels mit wahlweise verbindbaren Teilkammern.

Patentansprüche:

1Λ Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbeutels mit wahlweise verbindbaren Teilkamiii'-rn für üt.rüri;urii^pf.f;ih if·.-Medien, insbesondere Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dünnes flexibles Folienstück aus Kunststoffmaterial auf die eine Flachseite einer Platte gelegt wird,.

dass eine zweite Platte hergestellt wird, die mit der ersten zusammenwirkt und auf der dieser zugewandten Flachseite schmale vorspringende längliche Rippen aufweist, deren Verlauf __ den Rändern der zu bildenden Teilkammern entspricht, wobei der von den Rändern umschriebene Raum ausgespart ist, um die Ausdehnung des Folienstücks für die Bildung der Teilkammern zu ermöglichen,

dass öffnungen, welche die Rippen unterbrechen, an ausge-

wühlten Stellen vorgesehen werden, an denen gewünschtenfalls eine gegenseitige Verbindung zwischen benachbarten Teilkammern möglich ist,

dass die Plachseite der zweiten Platte mit den Rippen in das Folienstück gepresst wird, um die Teilkammern zwischen der ersten Platte und dem Polienstück zu bilden, und das strömungsfahige Medium, insbesondere Flüssigkeit in ausgewählte Teilkammern eingeführt wird, und dass ausgewählte Lücken oder Unterbrechungsstellen wahlweise geöffnet und geschlossen werden, während ausgewählte Teilkammern unter Druck gesetzt werden, um die Strömung zwischen den Teilkammern zu steuern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites dünnes, flexibles Folienstück aus Kunst-Stoffmaterial über dem ersten Folienstück angeordnet und die zweite Platte mit ihrer Flachseite nach unten auf das zweite Folienstück gelegt wird, so dass die Teilkammern zwischen den beiden Folienstücken (statt zwischen dem ersten Folienstück und der ersten Platte) gebildet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des ersten Folienstücks mit dem zweiten Folienstück abdichtend verbunden wird, so dass ein dünner flacher Beutel entsteht, und dass dieser mit dem strömungsfähigen Medium bzw. der Flüssigkeit gefüllt wird, bevor die zweite Platte nach unten gegen den Beutel gedrückt wird, um die Teilkammern zu bilden.

4. Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Folienstücke längs ihres Umfangs verschweißt

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werden.

5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass jeder In der Nachbarschaft einer Rippe gelegene Teil der Umfangsschweißung als wulstfreie Schweißung; ausgeführt wird.

6. Kunststoffbeutel mit wahlweise zu verbindenden Teiükammern, gekennzeichnet durch eine Platte als tragende Unterlage für mindestens ein dünnes, flexibles Folienstück aus durchsichtigem Kunststoff, über dem eine zweite Platte mit einem Netzwerk nach unten ragender Rippen angeordnet ist > welchesdie Oberseite der Folien berührt, gegen sie gedrückt wird und die Ränder der Teilkammer"η bildet, wobei an Unterbrechungsstellen der Rippen öffnungen an vorbestimmten Stellen zur Bildung von Verbindungskanälen zwischen mindestens zwei aneinander grenzenden Teilkammern vorgesehen sind, und Absperrvorrichtungen mit je einem zwischen einer geöffneten Stellung und einer Schließstellung verstellbarem Absperrglied in jeder solchen öffnung, das durch eine Steuervorrichtung zwischen seiner geöffneten Stellung und seiner Sperrstellung verstellbar ist.

7. Kunststoffbeutel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei dünne, flexible Kunststoffstücke aus durchsichtigem Kunststoffmaterial aufweist, zwischen denen die Teilkammern gebildet sind.

8. KunstStoffbeutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Platte mit der unteren Platte zusammengespannt ist.

9- KunstStoffbeutel nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

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zeichnet, dass die Umfangsränder der Folienstücke dauerhaft miteinander abdichtend verbunden sind, so dass ein Beutel mit mindestens einer Öffnung gebildet wird.

10. Kunststoffbeutel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung aufweist.

11. Kunst Stoffbeutel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der in der unmittelbaren Nachbarschaft einer Rippe in der oberen Platte gelegene Teil der Umfangsabdichtung nahtlos, d.h. ohne Wulst, verschweißt ist.

12. Kunststoffbeutel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Rippen etwa 2/3 der Foliendicke und die Höhe der Rippen etwa das 1 1/2-fache der Foliendicke beträgt.

13. Kunststoffbeutel mit wahlweise verbindbaren Teilkammern, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein dünnes, flexibles Folienstück aus Kunststoffmaterial zwischen zwei gegeneinander gedrückten Platten aufweist, von denen die eine auf ihrer der benachbarten Folie zugewandten Seite ein Netzwerk von Rippen trägt, welche die Ränder der zu bil- denden Teilkammern bestimmen und stellenweise unterbrochen sind, um Verbindungskanäle zwischen Teilkammern zu bilden, und dass einer der beiden Platten Absperrorgane mit zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbaren Absperrgliedern zugeordnet sind, die dazu dienen, je eine Unterbrechungsstelle der Rippen und damit einen Verbindungskanal zu öffnen bzw. zu schliessen und mit Steuervorrichtungen für die Verstellbewegung versehen sind.

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I^. Kunststoffbeutel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei dünne, flexible Folienstücke zwischen den beiden Platten angeordnet sind, so dass sie miteinander den Kunststoffbeutel bilden.

15· Kunststoffbeutel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen den beiden Platten nur ein dünnPt;,-flexibles Folienstück angeordnet ist und das Beutelinnere durch dieses zusammen mit der angrenzenden Fläche der einen Platte begrenzt ist.

l6. Kunststoffbeutel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan in der das Rippennetzwerk tragenden Platte angeordnet ist.

17· Kunststoffbeutel nach Anspruch 1*1, dadurch gekennzeichnet, dass die flexiblen Folienstücke längs ihrer Umfangsränder miteinander verschweißt sind, so dass sie einen Beutel mit mindestens einer öffnung bilden, wobei mindestens die in der unmittelbaren Nachbarschaft einer Rippe gelegenen Teile der Umfangsschweißung wulstfrei ausgeführt sind. l8. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbeutels mit wahlweise zu verbindenden Teilkammern, dadurch gekennzeichnet,

dass zunächst eine Platte mit einem Netzwerk auf einer ihrer Flachseiten nach aussen vorstehender länglicher Rippen hergestellt wird, die auf einem im wesentlichen ebenen Teil der Flachseite endigen, wobei die Rippen sich längs der gewünschten Ränder der zu bildenden Teilkammern erstrecken, dass an ausgewählten Stellen, an denen eine gegenseitige Verbindung benachbarter Teilkammern erwünscht sein kann,

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öffnungen, welche die Rippen unterbrechen, vorgesehen sind, dass mindestens eine dünne, flexible Folie aus Kunststoffmaterial zwischen die mit Rippen versehene Flachseite der einen Platte und der im wesentlichen ebenen Fläche der anderen Platte angeordnet und

ausgewählte öffnungen wahlweise geöffnet und geschlossen werden, um die Strömung zwischen den Teilkammern zu steuern.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Rippen umschriebenen Räume vertieft werden, um eine Ausdehnung der Teilkammern zu ermöglichen.

20. Vorfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei dünne, flexible Folienstücke aus Kunststoffmaterial zwischen der mit Rippen versehenen Flachseite der einen Platte und der Flachseite der anderen Platte angeordnet und die Teilkammern zwischen diesen Folienstücken gebildet werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, da:'.c die beiden flexiblen Folienstücke längs ihrer Umfcmgßränder miteinander abdichtend, insbesondere durch Schweißung, verbunden werden, so dass ein Beutel gebildet wird, der mindestens eine öffnung aufweist, und dass die Rippen auf der Flachseite der einen Platte ein Netzwerk bilden, das nur die Ränder mindestens einer innerhalb des Beutels zu bildenden Teilkammern begrenzt.