DE60026013T2

DE60026013T2 - Verfahren zum verbinden mithilfe eines teils aus kunstharz

Info

Publication number: DE60026013T2
Application number: DE60026013T
Authority: DE
Inventors: Kaoru Kabushiki Kaisha Top KOBAYASHI
Original assignee: Top KK
Current assignee: Top KK
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: AU767795B2; CA2387360C; MY126606A; TW426606B; CA2387360A1; AU3458000A; US7198746B1; DE60026013D1; JP2001105502A; WO2001026884A1; JP3704008B2; EP1225029A1; EP1225029B1; EP1225029A4

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Kunstharzteils mit anderen Teilen, die aus Kunststoff, Metall, Glas, Keramik oder einem ähnlichen Stoff hergestellt sind.
Stand der Technik
Kunstharzteile werden im Allgemeinen durch Kleben mit anderen Teilen verbunden. In manchen Fällen ist der Gebrauch eines Klebers jedoch nicht erwünscht, oder das Kunststoffteil muss mit einem Teil verbunden werden, das für eine Verklebung nicht geeignet ist.
Beispielsweise umfasst ein als medizinisches Instrument verwendeter Infusionssatz 1, siehe 1, eine Einstechnadel 2, die einen Flüssigkeitsbehälter durchdringt, beispielsweise einen nicht dargestellten Infusionsbeutel, und eine Tropfkammer 3, die mit dem unteren Ende der Einstechnadel 2 verbunden ist und im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweist.
Da die Einstechnadel 2 so hart sein muss, dass sie eine abdichtende Gummikappe durchbohren kann, die am genannten Infusionsbeutel befestigt ist, wird sie generell aus einem Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz (ABS-Harz) ausgebildet. Die Tropfkammer 3 ist durchsichtig, damit man sehen kann, wie das Medikament tropft, und sie muss aus einem weichen Kunststoff gefertigt sein, damit man die Tropfmenge der Flüssigkeit fein einstellen kann und ein Medikament pumpen bzw. zuführen kann, indem man die Kammer wiederholt zusammendrückt und nachgibt, um die Infusion in Gang zu setzen.
Die Tropfkammer 3 wird üblicherweise z. B. aus einem weichen Vinylchloridkunststoff hergestellt.
Obwohl sich der genannte Vinylchloridkunststoff gut mit dem angesprochenen ABS-Kunststoff verkleben lässt, wünscht man so weit wie möglich keinen Klebstoff zu verwenden, damit bei der Infusion kein Kleber und keine im Kleber enthaltenen Lösungsmittel in einen lebenden Organismus gelangen können.
Zudem bildet man neuerdings die genannte Tropfkammer 3 aus den Kunststoffen Polypropylen oder einem Olefinelastomer aus und nicht mehr aus Vinylchloridkunststoff. Setzt man einen Kunststoff wie Polypropylen oder ein Olefinelastomer ein, so kann man verglichen mit Vinylchloridkunststoff die Dicke der Tropfkammer 3 verringern. Daher ist der genannte Kunststoff unter dem Gesichtspunkt der Herstellungskosten vorteilhaft, da die verwendete Kunststoffmenge sinkt und der Spritzzyklus kürzer wird.
Da sich die angesprochenen Kunststoffe Polypropylen und Olefinelastomere äußerst schlecht mit ABS-Kunstharz verkleben lassen, ist eine Vorbehandlung zum Modifizieren ihrer Oberfläche erforderlich, beispielsweise eine Grundierungsbehandlung, eine Flammenbehandlung, eine Ozonbehandlung, eine Plasmabehandlung oder eine Glimmentladungsbehandlung, damit sie am ABS-Kunstharz kleben. Dadurch wird die Verarbeitung eines derartigen Kunststoffs nachteilig kompliziert.
Anstelle einer Verklebung zieht man auch in Betracht, die Tropfkammer 3, die aus einem Kunststoff wie Polypropylen oder einem Olefinelastomer ausgebildet ist, in einem Raum, der in der Einstechnadel 2 aus dem genannten ABS-Kunststoff ausgeformt ist, mit Hilfe der gegenseitigen elastischen Kräfte durch einen Presssitz zu halten.
In diesem Fall ist in dem Abschnitt der Einstechnadel 2, in den die Tropfkammer 3 eingepresst wird, eine Hinterschneidung bereitgestellt, die den Halt verbessert. Die Abmessungen der Hinterschneidung müssen jedoch sehr genau eingehalten werden, damit die Zusammenfügbarkeit gegeben ist. Dadurch wird es schwierig, die Hinterschneidung zu fertigen. Wird zudem mit der eingepressten Tropfkammer 3 wie beschrieben gepumpt, so könnte sich die Tropfkammer 3 lösen oder ein Medikament oder eine ähnliche Substanz könnten austreten.
Man kann auch daran denken, die Einstechnadel 2 aus dem gleichen Kunststoff auszubilden, aus dem die Tropfkammer 3 besteht, also Polypropylen oder ein Olefinelastomer, und die Tropfkammer 3 und die Einstechnadel mit Ultraschall miteinander zu verschweißen. Die Verbindung eines Olefinelastomers mit Ultraschall hat jedoch den Nachteil, dass die Bedingungen dafür äußerst eingeschränkt sind. Ist das Material der Einstechnadel 2 ein Kunststoff wie Polypropylen oder ein Olefinelastomer, so muss man daran denken, ein Füllmaterial in das Kunstharz auszunehmen, damit eine Härte der Einstechnadel 2 sichergestellt ist, die ausreicht, dass die Einstechnadel 2 eine Dich tungsgummikappe durchbohren kann, die sich am Infusionsbeutel befindet.
Aufgrund der genannten Umstände ist die Entwicklung einer Technologie erwünscht, mit der man die aus einem ABS-Kunststoff gefertigte Einstechnadel 2 mit der Tropfkammer 3 verbinden kann, die aus Kunststoffen wie Weichvinylchlorid, einem Polypropylen oder einem Olefinelastomer hergestellt ist, und zwar unabhängig vom Grad der Haftung zwischen diesen Kunststoffen.
Die Dokumente zum Stand der Technik US-A-9,321,114, US-A-3,469,579, US-A-4,219,912 und JP-A-61083021 beschreiben die oben genannten Verfahren zum Verbinden eines ersten Teils mit einem zweiten aus Kunststoff geformten Teil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung erfolgte aufgrund der genannten Umstände. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden eines Kunststoffteils mit einem anderen Teil bereitzustellen, das aus Kunststoff, Metall, Glas, Keramik usw. gefertigt ist.
Als Verfahren zum Verbinden eines Kunststoffteils mit anderen Teilen kann man sich ein Verfahren vorstellen, bei dem das Kunststoffteil einer plastischen Verformung unterzogen wird und in andere Teile eingreifen muss.
Beispielsweise hat das obige Kunststoffteil, etwa aus thermoplastischen Spritzguss-Kunststoff, die Eigenschaft, dass es versucht, seine Form zu halten, nachdem ein geschmolzener Kunststoff in eine Spritzform eingespritzt und in einer gegebenen Form ausgehärtet ist.
Wird das Kunststoffteil durch Anwendung einer Belastung verformt, so kehrt es nach der Wegnahme der Belastung entweder unmittelbar oder mit einer Zeitverzögerung zu seiner ursprünglichen Form zurück.
Bleibt die Verformung in einem gewissen Ausmaß erhalten, so kann das Teil seine ursprüngliche Form wieder annehmen, wenn man es nach der Verformung erwärmt.
Versucht man, das Kunststoffteil irreversibel zu verformen, so bekommt es generell Risse, die zum Spannungsbruch führen.
Die Untersuchungen des Erfinders haben jedoch gezeigt, dass einige der Kunststoffe, aus denen man das Kunststoffteil herstellen kann, sich zuerst verbiegen, dann Risse bekommen und schließlich einen Spannungsbruch erleiden, wenn man eine Belastung ausübt.
Die Verbiegung des Kunststoffs ist eine plastische Verformung.
Daher kehren die Kunststoffe auch bei Wärmeanwendung nicht in ihre Ursprungsformen zurück. Da die verbogenen Abschnitte noch nicht zu Spannungsbrüchen führen, sind sie ausreichend fest für den Eingriff in andere Teile.
Zum Erfüllen der obigen Aufgabe ist das Verbindungsverfahren der Erfindung ein Verfahren zum Verbinden eines Teils, das verbunden werden soll und einen Flansch an einem Ende aufweist, das mit einem Kunstharzteil zu verbinden ist, das einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der über den Flansch hinaus vorsteht, wobei der vorstehende Abschnitt des Kunstharzteils über dem Flansch des zu verbindenden Teils angeordnet ist, und die Spitze des vorstehenden Abschnitts zum zu verbindenden Teil hin umgebogen wird, und zwar lediglich durch das Ausüben einer äußeren Kraft auf die Spitze des vorstehenden Abschnitts bis zu einem Ausmaß, das noch keinen Spannungsbruch verursacht, und der Flansch durch das umgebogene obere Ende des vorstehenden Abschnitts eingeklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharzteil aus einem Kunstharz hergestellt ist, das sich verbiegen lässt und sich beim Biegen weiß verfärbt, und das ausgewählt wird aus der Gruppe mit Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz, Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan.
Das Verbindungsverfahren der Erfindung kann man dazu verwenden, einen zylindrischen Körper mit einem Kunstharzteil zu verbinden, das am zylindrischen Körper anzubringen ist.
Der zylindrische Körper besitzt einen Flansch an einem Ende, an dem er mit dem Kunststoffteil zu verbinden ist.
Das Kunststoffteil besitzt ein Mantelrohr, das auf den Flansch aufzusetzen ist, und das aus einem verformbaren Kunststoffteil hergestellt ist.
Das Kunststoffteil selbst kann ein zylindrischer Körper sein, und es kann ein Deckel des zylindrischen Körpers sein, der den Flansch aufweist.
Beim Verbindungsverfahren der Erfindung wird zuerst das Mantelrohr des Kunststoffteils auf den Flansch des zylindrischen Körpers aufgesetzt.
Nun wird eine Belastung auf die Spitze des Mantelrohrs ausgeübt, damit die Spitze des Mantelrohrs zum zylindrischen Körper hin plastisch verformt wird.
An dieser Stelle erfolgt die plastische Verformung derart, dass die Spitze des Mantelrohrs in einem Ausmaß verformt wird, das noch nicht zu einem Spannungsbruch führt.
Dadurch greift die umgebogene Spitze des Mantelrohrs in den Flansch des zylindrischen Körpers ein.
Die Spitze des Mantelrohrs kehrt wie beschrieben auch dann nicht in ihre ursprüngliche Form zurück, wenn Wärme angewendet wird, da sie verbogen ist.
Da zudem noch kein Spannungsbruch auftritt, ist sie ausreichend fest für einen Eingriff in andere Teile. Damit kann das Kunststoffteil den Flansch des zylindrischen Körpers mit der Spitze des Mantelrohrs einklemmen, damit der zylindrische Körper nicht herausfallen kann.
Beim Verbindungsverfahren der Erfindung weist das Kunststoffteil bevorzugt einen Kontaktbereich auf, der den Flansch des zylindrischen Körpers an der Basis des Mantelrohrs berührt. Das Kunstharzteil weist einen Kontaktbereich auf, so dass man die Spitze des Mantelrohrs zum zylindrischen Körper hin umbiegen kann, wobei der Flansch den Kontaktbereich berührt und der Flansch zwischen der umgebogenen Spitze des Mantelrohrs und dem Kontaktbereich gehalten und eingeklemmt werden kann.
Im Verbindungsverfahren der Erfindung erfolgt das Umbiegen durch eine drehbar aufgehängte Rolle, die – während sie sich dreht – gegen die Spitze des Mantelrohrs gedrückt wird, und zwar kontinuierlich mit einer vorbestimmten Andrückkraft für eine gege bene Zeitspanne. Erfolgt das Umbiegen wie beschrieben, so kann man die Belastung gleichförmig auf die Spitze des Mantelrohrs ausüben, und man kann die Spitze des Mantelrohrs in einem Ausmaß verformen, bei dem noch keine Spannungsbrüche entstehen. Zudem verhindert die Drehung der Rolle das Ausbilden von Reibungsnarben an der Spitze des Mantelrohrs, wodurch man ein hochwertiges Aussehen erhalten kann.
Beim Verbindungsverfahren der Erfindung besteht das Kunstharzteil aus einem Kunststoff, dessen verbogener Abschnitt sich weiß verfärbt. In der Erfindung wird die Spitze des Mantelrohrs des Kunststoffteils zum zylindrischen Körper hin umgebogen, damit sich der gebogene Abschnitt weiß verfärbt. Der Flansch des zylindrischen Körpers wird von der umgebogenen Spitze des Mantelrohrs festgehalten. Somit kann man die Biegeverformung des Kunststoffteils von außen daran erkennen, ob ein weißer Abschnitt vorhanden ist oder nicht, und man kann die Produktqualität leicht bewerten.
Als Kunststoff, dessen verbogener Abschnitt sich weiß verfärbt, kann man ein Harz verwenden, das ausgewählt wird aus der Gruppe mit Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz, Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan. Im Verbindungsverfahren der Erfindung kann man jedes beliebige genannte Kunstharz als Material für das Kunststoffteil verwenden.
Das Verbindungsverfahren der Erfindung lässt sich gut für das Verbinden von Teilen einsetzen, bei denen der Gebrauch eines Klebers selbst oder der im Kleber enthaltenen Lösungsmittel nicht angebracht ist. Beispielsweise kann man das Verbindungsverfahren der Erfindung besonders gut für den Fall verwenden, dass der zylindrische Körper eine Tropfkammer ist, die aus einem durchsichtigen weichen Kunststoff hergestellt ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe mit Polypropylen und einem Olefinelastomer, und der an einem Ende einen Flansch besitzt, an dem die Tropfkammer mit dem Kunststoffteil verbunden ist, und bei dem das Kunstharzteil eine Einstechnadel ist, die aus einem Kunststoff hergestellt ist, der ausgewählt wird aus der Gruppe mit Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz, Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan, dessen umgebogener Abschnitt sich weiß verfärbt, und das ein Mantelrohr aufweist, das auf den Flansch aufgesetzt wird und einen Kontaktbereich besitzt, der den Flansch der Tropfkammer an der Basis des Mantelrohrs berührt. In einem Verfahren zum Verbinden der Tropfkammer mit der Einstechnadel wird die Spitze des Mantelrohrs zum zylindrischen Körper hin nur dadurch umgebogen, dass eine äußere Kraft auf die Spitze des Mantelrohrs ausgeübt wird, wobei der Flansch den Kontaktbereich berührt, und der Flansch zwischen der umgebogenen Spitze des Mantelrohrs und dem Kontaktbereich gehalten und festgeklemmt wird.
Das Verbindungsverfahren der Erfindung kann auch auf das Verbinden eines Teils angewendet werden, das an einem Ende einen Flansch aufweist, an dem ein Kunstharzteil mit dem Teil verbunden wird, wobei ein verformbares Kunststoffteil einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der über den Flansch hinaus vorsteht. In diesem Fall besteht das Kunstharzteil aus einem Kunststoff, der ausgewählt wird aus der Gruppe mit Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz, Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan, dessen umgebogener Abschnitt sich weiß verfärbt. Der vorstehende Abschnitt des Kunstharzteils ist außerhalb des Flanschs des zu verbindenden Teils angeordnet. Die Spitze des vorstehenden Abschnitts wird hin zum zu verbindenden Teil nur dadurch umgebogen, dass eine äußere Kraft auf die Spitze des vorstehenden Abschnitts ausgeübt wird, und zwar in einem Ausmaß, das noch keinen Spannungsbruch hervorruft. Der Flansch wird durch die umgebogene Spitze des vorstehenden Abschnitts festgehalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
1 eine erläuternde Skizze einer beispielhaften Anordnung von Teilen, auf die das Verbindungsverfahren der Erfindung angewendet wird;
2 eine erläuternde vergrößerte Querschnittsdarstellung des wesentlichen Abschnitts der Teile in 1;
3 eine erläuternde Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des Verbindungsverfahrens des Beispiels; und
4 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform des Verbindungsverfahrens des Beispiels.
Beschreibung der besten Arten, die Erfindung auszuführen
Im Weiteren wird ein Beispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Das Verbindungsverfahren der Erfindung wird auf den Infusionssatz 1 in 1 angewendet.
Der Infusionssatz 1 dient als medizinisches Instrument, mit dem man einem lebenden Körper eine Flüssigkeit zuführt, beispielsweise ein Medikament. Der Infusionssatz 1 umfasst eine Einstechnadel 2, die einen Flüssigkeitsbehälter ansticht, beispielsweise einen Infusionsbeutel (nicht dargestellt), und eine Tropfkammer 3, die mit dem unteren Ende der Einstechnadel 2 verbunden ist und im Wesentlichen eine zylindrische Form besitzt.
Der Infusionssatz 1 umfasst ferner ein Röhrchen 4, das mit dem unteren Ende der Tropfkammer 3 verbunden ist, sowie eine Infusions-Injektionsnadel 7, die in einen lebenden Körper eingeführt wird. Die Injektionsnadel ist über ein Mehrfachrohr 6 mit einem Gummirohr 5 verbunden, das an dem Röhrchen 4 befestigt ist.
Die Einstechnadel 2 ist aus einem Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz (ABS-Kunststoff) ausgebildet, da sie so hart sein muss, dass sie eine abdichtende Gummikappe durchbohren kann, die am Infusionsbeutel befestigt ist.
Die Tropfkammer 3 ist aus einem durchsichtigen Kunststoff ausgebildet, damit man sehen kann, wie eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Medikament, tropft, das vom Flüssigkeitsbehälter zugeführt wird. Durch die Tropfkammer 3 kann man zusammen mit der Klemmrolle 8, die in der Mitte des Röhrchens 4 angebracht ist, die Tropfmenge der Flüssigkeit, beispielsweise eines Medikaments, fein einstellen, und man kann pumpen und ein Medikament oder eine ähnliche Substanz zuführen, indem man zu Beginn der Infusion wiederholt auf die Kammer drückt und sie loslässt.
Aus diesem Grund ist die Tropfkammer 3 aus einem durchsichtigen weichen Kunststoff hergestellt, beispielsweise Polypropylen oder einem Olefinelastomer.
In diesem Beispiel wird der Fall beschrieben, dass die aus Polypropylen hergestellte Tropfkammer 3 als zylindrischer Körper dient, und dass eine aus ABS-Kunststoff bestehende Einstechnadel 2 als Kunststoffteil wirkt, das mit dem zylindrischen Körper zu verbinden ist.
Die Einstechnadel 2, siehe 2, hat eine scharfe Spitze 11, die eine abdichtende Gummikappe (nicht dargestellt) eines Infusionsbeutels durchbohrt, und einen inneren Kanal 12, der sich in der Spitze 11 öffnet.
Der Kanal 12 ist ein Durchlass, der eine im Infusionsbehälter enthaltene Flüssigkeit, beispielsweise ein Medikament, zur Tropfkammer 3 leitet.
Zudem ist eine Belüftungsleitung 13 parallel zum Kanal 12 in der Einstechnadel 2 vorhanden, die sich wie der Kanal 12 an der Spitze 11 öffnet.
Am anderen Ende der Belüftungsleitung 13 ist eine Umgehung 14 vorhanden, damit die Belüftungsleitung 13 frei mit der Umgebungsluft verbunden ist.
Die Umgehung 14 ist mit einem Deckel 15 verschlossen, falls es nicht erforderlich ist, dass die Belüftungsleitung 13 mit der Umgebungsluft verbunden ist.
Aus der Rückseite der Einstechnadel 2 ragt eine Düse 16, die mit dem Anfang des Kanals 12 verbunden ist.
Um die Düse 16 herum ist ein zylindrischer Abschnitt 17 ausgebildet, der in die Tropfkammer 3 einzusetzen ist.
Zusätzlich ist um den zylindrischen Abschnitt 17 herum mit einem Raum 18 dazwischen ein Mantelrohr 19 ausgebildet.
Die Tropfkammer 3 weist einen zylindrischen Körper 20 auf und besitzt einen Flansch 22, der an der Außenkante einer Öffnung 21 ausgebildet ist, die sich an der Seite befindet, an der die Einstechnadel 2 mit dem Körper 20 verbunden wird.
Der Körper 20 ist so geformt, dass er sich vom Flansch 22 zum anderen Ende hin verjüngt. Am Ende mit dem verringerten Durchmesser ist ein Anschlussstück 24 ausgebildet, das ein Ventil 23 enthält. Mit dem Anschlussstück 24 wird das Röhrchen 4 in 1 verbunden.
In diesem Beispiel wird zuerst, siehe 3(a), der Flansch 22 der Tropfkammer 3 in den Raum 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 17 und dem Mantelrohr 19 der Einstechnadel 2 gepresst und mit der Unterseite des Raums 18 in Berührung gebracht.
Nun werden die Tropfkammer 3 und die Einstechnadel 2 mit einer nicht dargestellten Haltevorrichtung gehalten und aneinander befestigt, wobei der Flansch 22 die Unterseite des Raums 18 wie beschrieben berührt. Eine Rolle 26 wird gegen eine Spitze 25 des Mantelrohrs 19 gedrückt. Dadurch wird die Spitze 25 umgebogen. Man erhält, siehe 3(b), eine zum Körper 20 der Tropfkammer 3 hin umgebogenen Spitze 25, die einen Klemmabschnitt 27 bildet, der den Flansch 22 der Tropfkammer 3 festhält und die Tropfkammer 3 verbindet, damit verhindert wird, dass die Tropfkammer 3 in axialer Richtung herausfällt.
In 3(a) wird die Rolle 26 mit Hilfe eines Druckluftzylinders (nicht dargestellt) oder einer ähnlichen Vorrichtung, die parallel zur axialen Richtung der Tropfkammer 3 angeordnet ist, gegen die Spitze 25 gedrückt.
Die Rolle 26 wird vom Druckluftzylinder koaxial gehalten, damit sie frei drehbar ist. Wird die Einstechnadel 2 um eine Achse gedreht, so wird die Rolle 26 gegen die Spitze 25 gedrückt und dreht sich zusammen mit der Einstechnadel 2.
Zusätzlich weist die Rolle 26 einen spitz zulaufenden Abschnitt 26a auf, der am äußeren Ende ausgebildet ist und gegen die Spitze 25 gedrückt wird, wobei der spitz zulaufende Abschnitt 26a die Spitze 25 berührt.
Dadurch kann man eine gleichförmige Belastung auf die Mantelrohrspitze ausüben, und man kann die Mantelrohrspitze in einem Ausmaß verformen, bei dem noch kein Spannungsbruch auftritt. Zudem kann man das Ausbilden von Reibungsnarben auf der Spitze 25 des Mantelrohrs 19 verhindern.
In diesem Beispiel hat die gegen das Mantelrohr 19 gedrückte Rolle 26 z. B. eine Dicke von 1 Millimeter, und sie wird mit einer Andrückkraft von 10 bis 25 Kilopond angepresst. Die Einstechnadel 2 wird mit einer Drehzahl von 200 bis 1200 U/min um eine Achse gedreht. Damit kann man die Spitze 25 des Mantelrohrs 19 in ungefähr einer Sekunde umbiegen, und man erhält eine Verbindungsfestigkeit von ungefähr 30 Kilopond.
Ist die Drehzahl der Einstechnadel 2 größer als 1200 U/min, so rutscht die Spitze 25 auf der Fläche durch, auf der sie die Rolle 26 berührt, weil die Reibungskraft der Berührung abnimmt. Dadurch kann ein schlechtes Aussehen entstehen, beispielsweise eine raue Oberfläche. Ist dagegen die Drehzahl der Einstechnadel 2 geringer als 200 U/min, so lässt sich die Belastung nicht mehr so einfach gleichförmig verteilen, wodurch Verformungen auftreten können. Deswegen stellt man die Drehzahl der Einstechnadel 2 bevorzugt auf 400 bis 600 U/min ein, damit sichergestellt ist, dass die angesprochenen Unannehmlichkeiten vermieden werden.
Wird die Spitze 25 wie beschrieben umgebogen, so verfärbt sich der umgebogene verformte Abschnitt 28 weiß.
In diesem Beispiel wird der Vorgang der Weißfärbung nicht nur als Maß für die Verformung benutzt, sondern auch zum Bewerten der Produktqualität.
Verfärbt sich der gekrümmte Abschnitt 28 weiß, so ist der Abschnitt umgebogen, und es ist nicht möglich, dass er mit der Zeit oder durch Anwendung von Wärme in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.
Verfärbt sich der gekrümmte Abschnitt 28 nicht weiß, so ist es möglich, dass der Abschnitt in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, und man kann das Produkt durch sein Aussehen sofort als defekt einstufen.
Gemäß dem Verbindungsverfahren dieses Beispiels wird der Flansch 22 in den Raum 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 17 und dem Mantelrohr 19 der Einstechnadel 2 gepresst, wodurch die Tropfkammer 3 sicher fluiddicht ist.
Da der Flansch 22 zwischen dem Mantelrohr 19 und dem Klemmabschnitt 27 gehalten wird, ist es nicht möglich, dass aus der Tropfkammer 3 Fluid austritt oder dass sie während des Pumpens abfällt.
Im obigen Beispiel wird die Rolle 26 gegen die Spitze 25 des Mantelrohrs 19 gedrückt, damit die Spitze 25 verformt und der Klemmabschnitt 27 ausgebildet wird.
Wahlweise kann man die Spitze 25 wie in 4 dargestellt umbiegen.
Beim Verfahren nach 4 wird der Flansch 22 der Tropfkammer 3 in den Raum 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 17 und dem Mantelrohr 19 der Einstechnadel 2 eingepresst. Die Einstechnadel 2 muss zwischen zwei Plattengliedern 29a und 29b hindurchlaufen, während sie um eine Achse gedreht wird.
Der Raum zwischen den Plattengliedern 29a und 29b nimmt von einem Einlass 30 hin zu einem Auslass 31 ab. Die Spitze 25 wird umgebogen, wenn sie zwischen den Plattengliedern 29a und 29b durchläuft. Dadurch entsteht der Klemmabschnitt 27, siehe 3(b).
Die Drehzahl der Einstechnadel 2 wird auf 200 bis 1200 U/min und bevorzugt auf 400 bis 600 U/min eingestellt. Dies ist aus den gleichen Gründen sinnvoll, die bei 3 angegeben wurden.
Liegt die Drehzahl der Einstechnadel 2 im obigen Bereich, so kann die Spitze 25 des Mantelrohrs 19 in ungefähr einer Sekunde umgebogen werden.
Die Plattenglieder 29a und 29b können geradlinig oder in einem Bogen angeordnet werden, so dass sie in der Draufsicht einen Teil eines Umfangs bilden.
Zudem werden die Längen der Plattenglieder 29a und 29b und die Drehzahl der Einstechnadel 2 beim Durchlauf zwischen den Plattengliedern 29a und 29b so eingestellt, dass die Spitze 25 des Mantelrohrs 19 in ungefähr einer Sekunde umgebogen werden kann, wenn sich die Einstechnadel 2 mit der Drehzahl dreht.
In den obigen Beispielen ist der Fall beschrieben, dass die Tropfkammer 3, die aus einem Polypropylen hergestellt ist, das schlecht an einem ABS-Kunststoff haftet, mit der Einstechnadel 2 verbunden wird, die aus einem ABS-Kunststoff besteht.
Die Tropfkammer 3 kann jedoch aus einem Olefinelastomer hergestellt sein, das wie beim Polypropylen schlecht an einem ABS-Kunststoff haftet, oder sie kann aus anderen Kunststoffen bestehen, beispielsweise Weich-Polyvinylchlorid, das gut an ABS-Kunststoffen haftet.
Ferner wird in den obigen Beispielen der Fall beschrieben, dass die Einstechnadel 2 und die Tropfkammer 3 des Infusionssatzes 1, die als medizinische Instrumente dienen, miteinander verbunden werden.
Das Verbindungsverfahren der Erfindung lässt sich jedoch auch für den Fall anwenden, dass ein zylindrischer Körper eines anderen medizinischen Instruments oder Teils mit einem Kunststoffteil verbunden wird.
In diesem Fall wird in den obigen Beispielen, bei denen der Flansch 22 der Tropfkammer 3 (zylindrischer Körper) die Basis (Unterseite des Raums 18 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 17 und dem Mantelrohr 19) des Mantelrohrs 19 der Einstechnadel 2 (Kunststoffteil) berührt, die Spitze 25 des Mantelrohrs 19 umgebogen.
Das Kunststoffteil muss jedoch nicht notwendig den Abschnitt aufweisen, der den Kontakt mit dem Flansch des zylindrischen Körpers herstellt, solange der zylindrische Körper und das Kunstharzteil mit Hilfe eines Halteteils oder eines ähnlichen Teils in einer Position fixiert werden, in der man die Spitze des Mantelrohrs umbiegen kann, damit sie den Flansch des zylindrischen Körpers einklemmt.
Zudem kann der zylindrische Körper zusätzlich zu Kunststoffen wie Polypropylen, Olefinelastomer oder Weich-Polyvinylchlorid aus irgendeinem Material hergestellt sein, z. B. Metall, Glas oder Keramik.
Zusätzlich zum ABS-Kunststoff kann das Kunstharzteil aus irgendeinem Kunststoff bestehen, der bei Anwendung von Belastung soweit umgebogen wird, dass noch kein Spannungsbruch auftritt.
Da die vorhandene Biegeverformung leicht am Auftreten der Weißfärbung zu erkennen ist, kann man zusätzlich zum ABS-Kunststoff als Material für das Kunststoffteil auch einen Kunststoff verwenden, der ausgewählt wird aus der Gruppe mit Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan.
Anwendbarkeit in der Industrie
Man kann die Erfindung dazu verwenden, ein Kunststoffteil und andere Teile zu verbinden, die beispielsweise aus Kunststoff, Metall, Glas oder Keramik bestehen, und zwar unabhängig vom Grad der Haftung zwischen den zu verbindenden Teilen. Die Erfindung lässt sich besonders gut für das Verbinden von medizinischen Instrumenten oder ähnlichen Teilen verwenden, bei denen der Gebrauch eines Klebers selbst oder der in einem Kleber enthaltenen Lösungsmittel nicht geeignet ist.

Claims

Verfahren zum Verbinden eines Teils (3), das verbunden werden soll und einen Flansch (22) an einem Ende aufweist, das mit einem Kunstharzteil (2) zu verbinden ist, das einen vorstehenden Abschnitt (19) aufweist, der über den Flansch (22) hinaus vorsteht, wobei der vorstehende Abschnitt (19) des Kunstharzteils (2) über dem Flansch (22) des zu verbindenden Teils (3) angeordnet ist, und die Spitze (25) des vorstehenden Abschnitts (19) zum zu verbindenden Teil (3) hin umgebogen wird, und zwar lediglich durch das Ausüben einer äußeren Kraft auf die Spitze des vorstehenden Abschnitts bis zu einem Ausmaß, das noch keinen Spannungsbruch verursacht, und der Flansch (22) durch das umgebogene obere Ende des vorstehenden Abschnitts eingeklemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharzteil (2) aus einem Kunstharz hergestellt ist, das sich verbiegen lässt und sich beim Biegen weiß verfärbt, und das ausgewählt wird aus der Gruppe mit Acrylnitril-butadien-styrol-Kopolymerharz, Polystyrol, Styrol-Kopolymer, Acrylharz, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polymethylmetacrylat, Polyamid, Polyacetalharz, Polyethylenterephthalat, Fluorkunststoff und thermoplastischem Polyurethan.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kunstharzteil (2) einen Kontaktbereich hat, der den Flansch (22) des zu verbindenden Teils (3) an der Basis des vorstehenden Abschnitts berührt, wenn die Spitze des vorstehenden Abschnitts zum zu verbindenden Teil hin umgebogen wird, wobei der Flansch den Kontaktbereich berührt und der Flansch (22) zwischen der umgebogenen Spitze (25) des vorstehenden Abschnitts und dem Kontaktbereich gehalten und eingeklemmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Umbiegen durch eine drehbar aufgehängte Rolle (26) erfolgt, die – während sie sich dreht – gegen die Spitze (25) des vorstehenden Abschnitts gedrückt wird, und zwar kontinuierlich mit einer vorbestimmten Andrückkraft für eine gegebenen Zeitspanne.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das zu verbindende Teil ein zylindrischer Körper (20) ist, und der vorstehende Abschnitt, der über den Flansch (22) hinaus vorsteht, ein Mantelrohr (19) ist, das auf den Flansch aufgesetzt wird.