DE69419383T2

DE69419383T2 - Verfahren zur Herstellung eines einer zulaufenden Spitze aufweisenden Drahtelements, insbesondere einer derartigen chirurgischen Nähnadel

Info

Publication number: DE69419383T2
Application number: DE69419383T
Authority: DE
Inventors: Carl Gucker; Barry Littlewood; Kenneth P. Marschke; Thaddeus Miklewicz; Michael Nordmeyer; Vulgens Schoen; Daniel Smith; Bernard Willis
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: US5477604A; EP0875206A2; EP0872212A3; EP0875206B1; JP2549276B2; DE69433511D1; US5701656A; AU680692B2; EP0650697A3; EP0872212B1; JPH07284497A; DE69433511T2; US5539973A; EP0650697B1; AU7758094A; EP0875206A3; US5661893A; EP0872212A2; DE69432127D1; EP0650697A2

Description

Technisches Fachgebiet

Das Fachgebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, betrifft Drahtelemente, wie chirurgische Nadeln und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Drahtelementen, wie beispielsweise chirurgische Nadeln mit abgeschrägter Spitze.

Hintergrund der Erfindung

Chirurgische Nadeln und deren Herstellungsverfahren sind der Fachwelt wohlbekannt. Chirurgische Nadeln bestehen typischerweise aus einem schaftartigen Element, das gekrümmt oder gerade sein kann. Das Element hat eine distale Durchstechspitze und ein proximales Ende zur Befestigung oder Aufnahme des Nahtmaterials. Chirurgische Nadeln werden gewöhnlich in Nadeln mit abgeschrägter Spitze, bei welchen der Durchmesser des Schaftes an der Durchstechspitze abgeschrägt ist und in Schneidkantennadeln unterteilt, die an der Durchstechspitze verschiedene Arten von Schneidkanten aufweisen, um das Durchdringen verschiedener Arten von Gewebe zu erleichtern.
Chirurgisches Nahtmaterial kann nach verschiedenen Verfahren am proximalen Ende der chirurgischen Nadeln angebracht oder befestigt werden. Ein herkömmliches Verfahren besteht darin, daß im proximalen Ende der Nadel ein Kanal geformt wird. Das Kanal-Ende wird normalerweise während des Herstellungsprozesses der Nadel mittels eines Werkzeuges in der Nadel geformt und besteht aus einem Hohlraum. Wenn das Ende oder die Spitze des chirurgischen Nahtmaterials in dem Hohlraum plaziert ist, wird das Kanal-Ende ein- oder mehrmals mittels eines Werkzeuges gehämmert, und unter dem Druck werden die Seitenwände dicht um das Nahtmaterial geschlossen und verhindern dessen Entfernen aus der Nadel. Das Verfahren der Befestigung der Nahtmaterialspitze am proximalen Ende der Nadel ist in der Fachwelt als Quetschen bekannt. Ein anderes Verfahren, nach welchem Nahtmaterial an einer chirurgischen Nadel befestigt werden kann, besteht darin, ein in der Fachwelt gewöhnlich als Blindbohrung bezeichnetes Loch in das proximale Ende der Nadel zu bohren. Dies kann mittels herkömmlicher mechanischer Bohrvorrichtungen oder auch mittels herkömmlicher Laser- Bohrvorrichtungen erfolgen. Das Ende bzw. die Spitze des Nahtmaterials wird dann in das gebohrte Loch eingesetzt, und der Querschnitt des proximalen Endes der Nadel, welcher die Nadel umgibt, wird in herkömmlicher Weise durch Zusammendrücken mittels verschiedener herkömmlicher Werkzeuge gequetscht. Es ist auch bekannt, Nahtmaterial mittels herkömmlicher Klebstoffe an chirurgischen Nadeln zu befestigen.
Chirurgische Nadeln werden in herkömmlicher Weise aus Legierungen von chirurgischer Qualität, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl von chirurgischer Qualität, hergestellt, welche von den Herstellern in Form von Stangen oder Draht geliefert werden. Diese Stangen werden zu Draht gezogen und auf eine Spule gewickelt. Der erste Schritt bei der Herstellung chirurgischer Nadeln besteht darin, den Draht von der Spule zu entnehmen, erforderlichenfalls zu entfetten oder zu reinigen sowie den Draht in Stücke zu schneiden, die man als Nadelrohlinge bezeichnet. Jeder Rohling hat eine größere Länge als die fertige Nadel, weil während des Herstellungsprozesses der Nadel zwangsläufig Material von dem Rohling entfernt wird.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer Nadel mit abgeschrägter Spitze besteht typischerweise darin, den Draht zu Nadelrohlingen zu schneiden und jeden Nadelrohling zu erfassen und ihn einer Folge von Schleifvorgängen zu unterziehen. Dies geschieht gewöhnlich in der folgenden Weise. Die Nadelrohlinge werden in eine herkömmliche Band- oder Stein- Schleifmaschine eingeführt, wo sie eine distale Spitze erhal ten. Die Nadeln werden dann einzeln oder als Schüttung zu einer herkömmlichen Nadel-Bohrstation transportiert, wo die Nadeln unter Verwendung herkömmlicher Karbid- oder Werkzeugstahl-Bohrer gebohrt werden, um eine proximale Nahtmaterial- Befestigungsöffnung zu schaffen. Dann werden die Nadeln typischerweise entfettet und als Schüttung zu einer herkömmlichen Band- oder Steinschleifmaschine bewegt, um den Abschrägungsschliff fertigzustellen und dann zur Rundbiegemaschine, um die übliche gebogene Gestalt herzustellen. Die Nadeln werden dann gereinigt, wärmebehandelt und können als zusätzliche Oberflächenbehandlung elektrochemisch behandelt werden. Das herkömmliche Verfahren ist ein Chargenprozeß, welcher die Handhabung der Nadeln in Schüttbehältern erfordert, um sie zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen zu transportieren. Bei Transporten als Schüttung können die Nadeln beschädigt werden oder durcheinander kommen. Weiterhin müssen die Nadeln typischerweise in jeder Maschine an jeder Bearbeitungsstation einzeln in Spannfuttern befestigt werden. Obwohl dieser Schritt der Befestigung im Spannfutter unter bestimmten Umständen automatisiert wird, ist er typischerweise zeitaufwendig und arbeitsintensiv.
DE-A-21 21 943 beschreibt eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Nadeln, welches im einzelnen Schritte zum Befestigen eines Rohlings in einem Träger sowie das gleichzeitige Drehen und Schleifen des distalen Endes Rohlings zur Herstellung einer abgeschrägten Spitze umfaßt.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Schneidkantennadeln besteht zu Beginn aus dem Schneiden von Draht zu Rohlingen, wie es oben beschrieben wurde. Die distalen Spitzen der Nadelrohlinge werden dann in einer Rundhämmermaschine rundgehämmert, um eine kegelige Spitze mit einem Fortsatz herzustellen. Als nächstes wird der Fortsatz teilweise weggeschnitten, und die Nadelrohlinge werden dann zu einer Band- oder Steinschleifmaschine bewegt und in Spannfuttern befe stigt, wo die distale Spitze einer jeden Nadel ihren endgültigen Schliff erhält, um die für das Bajonett-Gesenkformen erforderliche Form zu schaffen. Die Nadeln werden dann als Schüttung oder im Spannfutter zu einer Gesenkstation befördert, wo jeder Nadelrohling im Gesenk geformt wird. Die Nadelrohlinge werden dann in einer herkömmlichen Band- oder Steinschleifmaschine einer Folge von Schleifvorgängen unterzogen, um in beispielsweise acht oder mehr getrennten Schleifvorgängen die Schneidkantenform herzustellen. Nach bzw. vor jedem Schleifvorgang müssen die Nadelrohlinge typischerweise unter Anwendung eines Schubstangenmechanismus aus den Spannfuttern entnommen und in weiteren Spannfuttern befestigt werden. Die bei diesem Verfahren erforderliche extensive und manuelle Bearbeitung der Schüttung kann zu Schäden an den Nadeln, einschließlich dem Abstumpfen der Spitzen, führen. Zusätzlich sind die bei den Verfahren nach dem Stand der Technik verwendeten Nadelbearbeitungsmaschinen von einer Bedienungsperson abhängig. Jeder Bediener neigt dazu, eine Maschine anders einzustellen, was zu einer Streuung der Nadelgeometrie und der Leistungscharakteristik führt. Da chirurgische Nadeln vor der Freigabe einer Qualitätskontrolle unterzogen werden, führen die mit den Verfahren nach dem Stand der Technik verbundenen Probleme zu einer finanziellen Belastung der Hersteller, da es passieren kann, daß ein beträchtlicher Teil der hergestellten Nadeln zurückgewiesen und vernichtet werden muß.
Die zuvor beschriebenen Verfahren sind arbeitsintensiv und benutzen typischerweise Ausrüstungen mit einem geringen Ausstoß. Die Nadeln werden typischerweise manuell gehandhabt und in Schüttbehältern zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen oder Maschinen überführt. Zusätzlich sind üblicherweise zahlreiche Schleifschritte erforderlich. Oft werden die Nadeln durch die extensive Handhabung und durch die vielen Schleifschritte bei diesem Verfahren beschädigt einschließlich der Abstumpfung der Nadelspitzen. Es ist bekannt, daß Schleifarbeitsgänge wegen ihrer Ungenauigkeiten zu einer großen Streu ung der Abmessungen der fertigen Nadeln führen. Diese Ungenauigkeiten führen auch zu einer beträchtlichen geometrischen Streuung.
Demzufolge wird auf diesem Fachgebiet ein Verfahren zur Herstellung von Drahtelementen, wie beispielsweise Nadeln mit abgeschrägter Spitze, benötigt, welches effizient ist und sowohl die manuelle Handhabung als auch die Schleifarbeitsgänge minimiert.

Beschreibung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen von Drahtelementen, wie beispielsweise Nadeln mit abgeschrägter Spitze, zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Drahtelementen, wie beispielsweise Nadeln, mit abgeschrägter Spitze zu schaffen, indem die Anzahl der erforderlichen Schleifvorgänge minimiert wird.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Drahtelementen, wie beispielsweise Nadeln, mit abgeschrägter Spitze zu schaffen, welches als im wesentlichen kontinuierlicher Ablauf automatisiert werden kann, wobei die Notwendigkeit einer Bearbeitung in Chargen vermieden oder minimiert wird.
Es wird demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von Drahtelementen, wie beispielsweise chirurgischen Nadeln, durch fortschreitendes Bearbeiten eines Drahtes oder Nadelrohlings beschrieben. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen beschrieben. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung besteht vorzugsweise aus einem Anfangsschritt des Abschneidens von Nadelrohlingen von einer Drahtrolle und Befestigen der Rohlinge in einem Träger. Der Träger transportiert die Rohlinge zu einer Folge von Bearbeitungsstationen. An einer ersten Bearbeitungsstation wird das distale Ende des Nadelrohlings unter einem Winkel relativ zur Längsachse des Nadelrohlings in mindestens einer Ebene und vorzugsweise in zwei einander gegenüber liegenden Ebenen beschnitten. Als nächstes wird der Nadelrohling zu einer wahlweisen Bearbeitungsstation transportiert, wo er im Träger beispielsweise um 90º zur vorherigen Position gedreht wird. Dann wird er wahlweise zu mindestens einer zusätzlichen Beschneidungsstation bewegt, wo an den verbliebenen unbeschnittenen Abschnitten am distalen Ende des Nadelrohlings entsprechende Winkelschnitte durchgeführt werden. Dann wird jeder Nadelrohling zu einer Schleifstation bewegt, in welcher der Nadelrohling im Träger um seine Längsachse gedreht wird, wenn seine distale Spitze mittels einer Hochgeschwindigkeitsschleifscheibe parallel zur Längsachse des Nadelrohlings geschliffen wird. Die Nadel kann dann gereinigt, mit Wärme und/oder elektrochemisch behandelt werden. Wahlweise wird die fertige Nadel silikonisiert.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer chirurgischen Nadel mit abgeschrägter Spitze durch fortschreitendes Formen eines Nadelrohlings. Das Verfahren besteht vorzugsweise aus dem Anfangsschritt des Abschneidens von Nadelrohlingen von einer Drahtrolle und Befestigen der Rohlinge in einem Träger. Der Träger transportiert die Rohlinge zu einer Folge von Bearbeitungsstationen. An der ersten Bearbeitungsstation wird der Nadelrohling in mindestens einem herkömmlichen geschlossenen Werkzeug mit einer Formgravur geprägt. Jeder Nadelrohling wird dann wahlweise nacheinander zu einer Beschneidungsstation bewegt, wo der Grat von den Nadelrohlingen mittels Stempel und Matrize abgeschnitten wird. Wahlweise kann der Nadelrohling zu einer oder mehreren zusätzlichen Präge- und Beschneidungsstationen transportiert werden. Dann wird jeder Nadelrohling zu einer Schleifstation bewegt, wo der Nadelrohling im Träger um seine Längsachse gedreht wird, wenn die distale Spitze desselben mittels einer Hochgeschwindigkeitsschleifscheibe parallel zu seiner Längsachse geschliffen wird. Der Nadelrohling kann dann gereinigt und mittels Wärme oder elektrochemisch behandelt werden. Wahlweise wird die fertige Nadel silikonisiert.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtelementes mit abgeschrägter distaler Spitze durch fortschreitendes Formen eines Drahtrohlings. Das Verfahren besteht vorzugsweise aus dem Anfangsschritt des Abschneidens von Drahtrohlingen von einer Drahtrolle und Befestigen der Rohlinge in einem Träger. Der Träger transportiert die Rohlinge zu einer Folge von Bearbeitungsstationen. An der ersten Bearbeitungsstation wird der Drahtrohling in mindestens einem herkömmlichen geschlossenen Werkzeug mit einer Formgravur geprägt. Jeder Rohling wird dann nacheinander zu einer Beschneidungsstation bewegt, wo der Grat von den Rohlingen mittels Stempel und Matrize abgeschnitten wird. Wahlweise kann der Rohling zu einer oder mehreren zusätzlichen Präge- und Beschneidungsstationen transportiert werden. Dann wird jeder Drahtrohling zu einer Schleifstation bewegt, wo der Drahtrohling im Träger um seine Längsachse gedreht wird, wenn die distale Spitze desselben mittels einer Hochgeschwindigkeitsschleifscheibe parallel zu seiner Längsachse geschliffen wird. Der Drahtrohling wird dann wahlweise gereinigt und mittels Wärme oder elektrochemisch behandelt werden. Wahlweise wird das fertige Drahtelement silikonisiert.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtelementes mit abgeschrägter distaler Spitze durch fortschreitendes Formen eines Drahtrohlings. Das Verfahren besteht vorzugsweise aus dem Anfangsschritt des Abschneidens von Drahtrohlingen von einer Drahtrolle und Befestigen der Rohlinge in einem Träger. Der Träger transportiert die Rohlinge zu einer Folge von Bearbeitungsstationen. An der ersten Beschneidungsstation wird das distale Ende des Drahtrohlings in mindestens einer Ebene, vorzugsweise jedoch in zwei Ebenen, unter einem Winkel zur Längsachse des Drahtrohlings geschnitten. Wahlweise wird der Drahtrohling dann zu einer Station bewegt, wo er aus seiner vorherigen Position im Träger um 90º gedreht wird. Dann kann er zu mindestens einer zusätzlichen Beschneidungsstation bewegt werden, wo an den verbliebenen unbeschnittenen Seiten des distalen Endes des Drahtrohlings ähnliche Winkelschnitte durchgeführt werden können. Wahlweise werden die Nadelrohlinge dann zu einer Oberseiten- und Unterseiten-Abflachungsstation bewegt, wo oben und unten ebene Seiten geformt werden. Dann wird jeder Drahtrohling zu einer Schleifstation bewegt, wo der Drahtrohling im Träger um seine Längsachse gedreht wird, wenn die distale Spitze desselben mittels einer Hochgeschwindigkeitsschleifscheibe parallel zu seiner Längsachse geschliffen wird. Der Drahtrohling kann dann wahlweise gereinigt und mittels Wärme oder elektrochemisch behandelt werden. Wahlweise wird das fertige Drahtelement mit silikonisiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer chirurgischen Nadel oder eines Drahtelementes mit abgeschrägter Spitze. Das Verfahren umfaßt das Befestigen eines Nadelrohlings oder eines Drahtrohlings in einem Träger sowie das Bewegen jeder Nadel oder jeden Rohlings zu mindestens einer Beschneidungsstation zum Beschneiden des Rohling in mindestens einer Ebene. Dann wird jeder Rohling zu einer Schleifstation bewegt, wo der Rohling im Träger wahlweise um seine Längsachse gedreht wird, wenn er mittels einer Hochgeschwindigkeitsschleifscheibe parallel zu seiner Längsachse geschliffen wird.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer chirurgischen Nadel oder eines Drahtelementes mit abgeschrägter Spitze. Dieses Verfahren umfaßt das Befestigen des Nadel- oder Drahtrohlings in einem Träger zu mindesten einer Prägestation, wo der Rohling ge prägt wird. Dann wird der Rohling zu einer Schleifstation bewegt, wo der Rohling wahlweise im Träger gedreht und parallel zu seiner Längsachse geschliffen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher hervortreten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Flußschaubild, welches ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung illustriert, bei welchem das distale Ende des Nadelrohlings vor dem Schleifen beschnitten wird.
Fig. 2 zeigt an Hand perspektivischer Querschnittsdarstellungen die Veränderungen des Nadelrohlings, nachdem er in den einzelnen Schritten des Verfahrens bearbeitet worden ist.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Nadelrohlings, nachdem er von der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine geschnitten worden ist. Der Nadelrohling ist in einem Abschnitt des Trägerstreifens befestigt dargestellt, wobei das proximale Ende bzw. der Schwanz umgebogen ist.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Nadel mit abgeschrägter Spitze, die durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Fig. 5 ist ein schematischer Entwurf der Ausrüstung, die zur Herstellung einer Nadel unter Anwendung des Verfahrens von Fig. 1 benutzt wird.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der Rotationsschleifbaugruppe für die Schwanzkrümmung. Der Nadelrohling wird im Trägerstreifen im Uhrzeigersinn gedreht, während die rotierende Schleifscheibe die Nadel in einer Richtung parallel zur Längsachse des Nadelrohlings schleift.
Fig. 7 ist ein Flußschaubild, welches ein anderes Verfahren zur Formung von Nadeln mit abgeschrägter Spitze illustriert, wobei die Nadelrohlinge vor dem Schleifschritt geprägt und beschnitten werden.
Fig. 8 zeigt den Arbeitsfortschritt von Querschnittsansichten eines Nadelrohlings, nachdem er durch die jeweiligen Schritte des Verfahrens von Fig. 7 bearbeitet worden ist.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht des Nadelrohlings nachdem er von der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine geschnitten worden ist. Der Nadelrohling ist in einem Abschnitt des Trägerstreifens befestigt dargestellt, wobei das proximale Ende bzw. der Schwanz umgebogen ist.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Nadel, die durch das Verfahren von Fig. 7 hergestellt wurde.
Fig. 11 ist ein schematischer Entwurf der Ausrüstung, die zur Herstellung einer Nadel unter Anwendung des Verfahrens von Fig. 7 benutzt wird.
Fig. 12 ist eine schematische Ansicht der Rotationsschleifbaugruppe für die Schwanzkrümmung. Der Nadelrohling wird im Trägerstreifen im Uhrzeigersinn gedreht, während die rotierende Schleifscheibe die Nadel in einer Richtung parallel zur Längsachse des Nadelrohlings schleift.
Fig. 13 ist ein Flußschaubild, welches ein anderes Verfahren zur Formung von Nadeln mit abgeschrägter Spitze entsprechend dem Stand der Technik illustriert.
Fig. 14 zeigt den Arbeitsfortschritt von Querschnittsansichten eines Nadelrohlings, nachdem er durch die jeweiligen Schritte des Verfahrens von Fig. 12 entsprechend dem Stand der Technik bearbeitet worden ist.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht einer Nadel, die nach dem Verfahren von Fig. 12 entsprechend dem Stand der Technik hergestellt wurde.

Beste Ausführungsform der Erfindung

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Flußschaubild eines Nadelherstellungsverfahrens nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Zu Beginn wird der Draht 6 durch einen herkömmlichen Greifer- Zufuhr-Mechanismus 10 einer Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 zugeführt. Die Rolle 5 ist drehbar im Greifer-Zufuhr-Mechanismus 10 gelagert. Gleichzeitig wird der Trägerstreifen 21 von einer Trägerstreifenrolle 20, welche in einer herkömmlichen Greifer-Zufuhr-Maschine 25 gelagert ist, der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine 30 zugeführt. In der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 wird der vom Greifer- Zufuhr-Mechanimus 10 zugeführte Draht 6 in Längen geschnitten, die herkömmlicherweise als Nadelrohlinge 31 bezeichnet werden. Wenn die Nadelrohlinge 31 geschnitten werden, bearbeitet die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine 30 gleichzeitig den Trägerstreifen 21. Der Trägerstreifen 21 besteht typischerweise aus einem als Patronengurt bekannten Stahlstreifen. Der Streifen sollte ausreichend dick, ausreichend breit und ausreichend flexibel sein, um die Nadelrohlinge zu bewegen und zu halten, während sie gestanzt und geformt werden. Vorzugsweise ist der Patronengurt aus einem flexiblen Metall, wie beispielsweise kaltgewalztem Stahl oder einem gleichwertigen Material, hergestellt. Der Patronengurt kann aber auch aus Polymermaterialien, wie beispielsweise aus maßgeschneiderten verstärkten Po lymeren oder gleichwertigen Materialien, hergestellt sein. In der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 wird der vom Greifer-Zufuhr-Mechanimus 10 zugeführte Draht 6 in Längen geschnitten, die herkömmlicherweise als Nadelrohlinge 31 bezeichnet werden. Wenn die Nadelrohlinge 31 geschnitten werden, bearbeitet die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 gleichzeitig den Trägerstreifen 21 in der folgenden Weise. Der Trägerstreifen 21 wird bearbeitet, um die Nadelrohlinge 31 aufzunehmen und mit den Schrittschaltsteuerungen an den verschiedenen Bearbeitungsstationen zum Eingriff zu gelangen. Der Trägerstreifen 21 wird ausgestanzt, geformt und gebogen, um einen Trägerstreifen mit Schrittschalt-Führungslöchern 25 und Ausbiegungen zur Bildung der Befestigungslaschen 26 zur Aufnahme, zum Erfassen und Halten der Nadelrohlinge 31 herzustellen. Ein Abschnitt des Trägerstreifens 21 mit daran befestigten Nadelrohlingen 31 ist in Fig. 3 dargestellt. Dann werden die Nadelrohlinge 31 geschnitten und in den Befestigungslaschen 26 des Trägerstreifens 21 befestigt, indem der Draht 6 in jede lasche 26 eingeführt und dann der Draht 6 abgeschnitten wird, um einen Nadelrohling 31 zu bilden. Die Befestigungslaschen 26 werden dann umgebogen, um die Nadelrohlinge 31 zu halten. Die proximalen Enden 32 der Nadelrohlinge 31 werden um etwa 90º von der Längsachse des Nadelrohlings 31 abgebogen, um die sogenannten Schwänze 33 zu bilden. Wenn es gewünscht wird, kann der Trägerstreifen 21 ein durchgehender endloser Träger sein, welcher im Herstellungsprozeß der Nadeln wiederverwendet wird. Der Streifen kann Führungslöcher 25 und Laschen 26 aufweisen, und die Nadeln könnten in einer geeigneten Prozeßstufe aus dem endlosen Träger entnommen und in einen oder mehrere zusätzliche Trägerstreifen wieder eingesetzt werden. Dem Fachmann wird klar sein, daß die Nadelrohlinge 31 auch mittels anderer Verfahren am Trägerstreifen 21 befestigt werden können, wenn dies gewünscht wird. Zu diesen Verfahren gehören, obwohl sie nicht bevorzugt werden, Schweißen, Klammern, Klebstoffe, Schnappverbindungen und dergleichen. Der Patronengurtstreifen kann, wenn dies gewünscht wird, durch ein Element ersetzt werden, welches ein Gitter aus zwei oder mehr Drähten ist. Die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine 30 besteht aus mehreren Maschinen und umfaßt mehrere Arbeitsgänge, die unten beschrieben werden, einschließlich einer Streifenformungswerkzeug-Station, wo die Führungslöcher 25 und die Laschen 26 geformt werden, einer Streifenvorbereitungswerkzeug-Station 38, in welcher die Laschen 26 geöffnet werden, einer Drahtabschneide- und Streifenbiegewerkzeug-Station 39, in welcher der Draht in die Laschen 26 eingeführt sowie die Rohlinge 31 geschnitten und geformt werden und einer Schwanzbiege-Station 39A, in welcher der proximale Schwanz des Nadelrohlings 31 umgebogen wird, um die Drehung innerhalb des Trägerstreifens 21 zu ermöglichen.
Als nächstes wird der Trägerstreifen 21 mit darin befestigten Nadelrohlingen 31 durch einen herkömmlichen Greifer-Zufuhr- Mechanismus zur ersten Abscherungsstation 40 bewegt, Die Bewegung des Trägerstreifens 21 zu den Bearbeitungsstationen erfolgt schrittweise, um jeden Nadelrohling 31 innerhalb einer jeden der Bearbeitungsstationen in der folgenden Weise präzise auszurichten. Der Trägerstreifen 21 weist Schrittschalt-Führungslöcher 25 auf, die durch die Rohlings- Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 in den Trägerstreifen 21 eingestanzt worden sind. Die Führungslöcher passen zu Führungszapfen, die an jeder Bearbeitungsstation angebracht sind und in die Führungslöcher eingreifen. Die Führungszapfen bestehen aus einem beweglichen Stift, der sich in die Führungslöcher 25 hinein erstreckt. Der Trägerstreifen 21 wird durch eine Streifenzufuhr weitergeschaltet, wobei ein Führungszapfen in den Trägerstreifen 21 eintritt, sich dort anlegt und den Trägerstreifen 21 in einer genau ausgerichteten Position innerhalb eines Werkzeuges in einer Bearbeitungsstation festlegt. Die Nadelrohlinge 31 können in unterschiedlichen Abständen am Trägerstreifen 21 befestigt sein, beispielsweise in Abständen zwischen 0,5 Zoll und 1 Zoll. Wegen der räumlichen Anordnung der Ausrüstung, befindet sich nicht jeder Nadelrohling 31 zu einer bestimmten Zeit in einer Bearbeitungsstation. Einige Nadeln werden in bestimmte Bearbeitungsstationen weitergeschaltet, während andere Nadeln in Warteschlangen auf den Eintritt in Bearbeitungsstationen warten.
Die Abscherungsstation 40 besteht aus einer herkömmlichen Anordnung von Matrize und Stempel. Der Nadelrohling 31 wird in der Station 40 beschnitten bzw. abgeschert, indem das distale Ende 34 des Nadelrohlings 31 unter einem Winkel, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zur Längsachse des Nadelrohlings 31 in mindestens einer Ebene, vorzugsweise in zwei einander gegenüber liegenden Ebenen abgeschert bzw. beschnitten wird. Der Nadelrohling hat vor dem Eintritt in die Abscherungsstation 40 eine distale Gestalt, wie sie in Fig. 2A zu sehen ist. Der Nadelrohling 31, welcher die Beschneidungsstation 40 verläßt, hat eine Gestalt, wie sie in Fig. 2B zu sehen ist. Als nächstes wird der Nadelrohling 31 zu einer wahlweisen Station 50 bewegt, wo er erforderlichenfalls im Träger 21, vorzugsweise um 90º, wie in Fig. 2C dargestellt, gedreht wird, um den Rest des Nadelrohlings zu beschneiden. Wenn es gewünscht wird, können mehrere Beschneidungsstationen eingesetzt werden, um Nadelrohlinge 31 zu formen, die in mehr als vier Ebenen beschnitten wurden. Beispielsweise können mehrfache Beschneidungen angewandt werden, um einen Nadelrohling zu formen, dessen Querschnitt am distalen Ende ein n-Eck ist. Als nächstes werden der Trägerstreifen 21 und der Nadelrohling 31 zur Abscherungsstation 60 bewegt, wo die Nadel an verbliebenen, einander gegenüber liegenden unbeschnittenen Seiten beschnitten wird, um eine Anordnung herzustellen, wie sie in Fig. 2D dargestellt ist. Wenn es gewünscht wird, kann der Nadelrohling 31 nur einmal beschnitten werden, um eine einzige Beschneidungsebene zu bilden, oder er kann auch mehr als viermal beschnitten werden, um mehrere Ebenen zu bilden. Der Nadelrohling 31 wird dann zur Oberseiten- und zur Seitenflächen-Abflachungsstation 70 bzw. 75 bewegt, wo der Nadelrohling 31 in geeigneter Weise mit Abflachungen versehen wird. Dann wird der Nadelrohling 31 zu einer Schwanzdreh- Schleifstation 80 bewegt. Bezugnehmend auf Fig. 6 besteht die Schwanzdreh-Schleifstation 80 aus einer Schwanzdreh-Vorrichtung 81 sowie vorzugsweise einem Paar Schleifscheiben 85, obwohl auch nur eine Schleifscheibe Anwendung finden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Vorrichtung 81 aus einem Stift 82, der an einer rotierenden Scheibe 83 angebracht ist und sich an den Schwanz 33 anlegt, um den Nadelrohling 31 innerhalb des Trägerstreifens 21 um seine Längsachse zu drehen (siehe Fig. 3 und 6). Gleichzeitig wird das distale Ende des Nadelrohlings 31 durch die Schleifscheiben 85 zu einer abgeschrägten Spitze geschliffen. Vorzugsweise werden der Nadelrohling 31 und die Schleifscheiben 85 während des Schleifens relativ zueinander bewegt. Jede Schleifscheibe 85 hat eine Hälfte des Profils der gewünschten Anordnung der abgeschrägten Nadelspitze. Wenn es jedoch gewünscht wird, kann auch eine einzige Schleifscheibe oder eine herkömmliche Schleifscheibe ohne Profil verwendet werden. Die Schleifscheibe 85 oder die Schleifscheiben 85 können ein Winkelprofil oder ein anderes Profil aufweisen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 6 nur eine Schleifscheibe 85 zu sehen. Wenn der Nadelrohling 31 durch die Vorrichtung 81 gedreht wird, schleifen die Schleifscheiben 85 das distale Ende des Nadelrohlings 31 parallel zur Längsachse desselben. Der Nadelrohling 31 hat nach dem Verlassen der Schleifstation 80 ein Aussehen, wie in Fig. 2E dargestellt. Der Trägerstreifen 21 und der Nadelrohling 31 werden als nächstes zur Schwanzdreh-Schleifstation 90 transportiert, wo sie unter Verwendung einer ähnlichen oder gleichen Ausrüstung wie bei der Schwanzdreh-Schleifstation 80 einer ähnlichen oder gleichen Bearbeitung unterzogen werden. Der Nadelrohling 31 hat nach der Bearbeitung in der Schwanzdreh-Schleifstation 90 ein Aussehen am distalen Ende, wie es in Fig. 2F zu sehen ist. Die Schwanzdreh- und Schleifscheibendrehzahlen sind ausreichend, um das Material effektiv zu entfernen und die gewünschte Anordnung der abgeschrägten Spitze herzustellen. Dies wird von der Art und Größe des Materials ebenso abhängen wie von der Art des Schleifmaterials und der Scheibengestalt.
Das Schleifmaterial wird typischerweise in der ersten Schleifstation gröber und in der zweiten und weiteren Schleifstationen feiner sein. Obwohl nicht bevorzugt, besteht ein anderes beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung anwendbares Schleifverfahren darin, den Nadelrohling 31 im Trägerband beispielsweise durch Schleifen in einer festen Anordnung zu halten und die Schleifscheibe 85 in einer Umlaufbahn rund um den Nadelrohling zu bewegen. Es ist wohl einzusehen, daß auch andere gleichwertige Vorrichtungen zur Materialabtragung eingesetzt werden können, wie beispielsweise eine Abscherungsvorrichtung ähnlich einem Bleistiftspitzer oder dergleichen.
Der Ausdruck "abgeschrägte Spitze", wie er hier verwendet wird, ist als das distale Ende einer Nadel oder eines Nadelrohlings (oder Drahtelementes) mit einem abgeschrägten Profil definiert, das von einer Maximalabmessung zu einem distalen Minimum abfällt, wobei die distale Spitze einen weiten Bereich von Radien aufweisen kann, der von einer Durchstechspitze bis zum Originaldurchmesser des Drahtes reicht, der zur Herstellung der Nadel oder des Nadelrohlings (oder Drahtelementes) verwandt wurde.
Der Trägerstreifen 21 und jeder Nadelrohling 31 werden dann zu mehreren wahlweisen Rundbiegeamboß-Stationen 100, 110 und. 120 bewegt, wo sie die gekrümmte Form einer chirurgischen Nadel erhalten. Als nächstes werden die Nadelrohlinge 31 wahlweise in einer Nadelrohlings-Drehstation 125 unter Anwendung herkömmlicher mechanischer Einrichtungen gedreht, um sie in den Laschen 26 des Trägerstreifens 21 zu drehen und beispielsweise das Aufwickeln auf eine Spule zu ermöglichen. Wahlweise werden die Nadelrohlinge 31 und der Trägerstreifen 21 dann in einer Waschstation 130 gewaschen. Die Nadelrohlinge 31 und der Trägerstreifen 21 werden in herkömmlicher Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Spulvorrichtung auf eine herkömmliche Spule aufgewickelt. Wenn es gewünscht wird, kann der Trägerstreifen 21 mit den Nadelrohlingen 31 für die wei tere Bearbeitung auch in einzelne Streifen zerschnitten werden. Als nächstes wird die Spule oder Ablage mit den Nadelrohlingen 31 und dem Trägerstreifen 21 zu einer wahlweisen Spulen-Wärmebehandlungs-Station 140 bewegt, wo die Nadelrohlinge 31 in einem Ofen mit oder ohne geregelter Gastmosphäre eine ausreichende Zeit auf eine ausreichende Temperatur erwärmt werden, um die mechanische Festigkeit der Nadelrohlinge 31 wirksam zu erhöhen.
Als nächstes wird die Spule oder Ablage mit den Trägerstreifen 21 und den Nadelrohlingen 31 zu einer wahlweisen Glühvorrichtung 150 bewegt, wo die proximalen Enden der Nadelrohlinge 31 geglüht werden. Die Nadeln werden in einem herkömmlichen Glühprozeß auf eine ausreichend Temperatur erwärmt und eine ausreichend Zeit auf dieser Temperatur gehalten, um die proximalen Enden der Nadelrohlinge 31 wirksam zu glühen. Ein Grund, warum das Glühen erfolgt, besteht darin, den Quetschvorgang zu erleichtern. Die Glühvorrichtung 150 besteht aus irgendeiner herkömmlichen Vorrichtung einschließlich einer Flamme, eines herkömmlichen Ofens, Widerstandserwärmung, Induktionserwärmung und dergleichen.
Als nächstes werden die Trägerstreifen 21 mit den Nadelrohlingen 31 zu einer Laser-Bohrstation 160 bewegt. Wahlweise können die Nadeln aus dem Trägerstreifen 21 entnommen und in einem zweiten Trägerstreifen befestigt werden. Vorzugsweise verbleiben die Nadelrohlinge im Trägerstreifen 21, und dieser wird zusammen mit den Nadelrohlingen 31 der Laser-Bohrvorrichtung zugeführt. Die auf dem zweiten Trägerstreifen befestigten Nadelrohlinge 31 werden einer Laser-Bohrvorrichtung zugeführt, wo ein Nahtmaterial-Befestigungsloch in das proximale Ende eines jeden Nadelrohlings gebohrt wird. Das durch den Laser gebohrte Loch wird gewöhnlich als Blindbohrung bezeichnet. Das Nahtmaterial-Befestigungsloch kann, wenn dies gewünscht wird, auch mechanisch oder nach anderen herkömmlichen Verfahren einschließlich der Elektronenstrahlbearbeitung usw. gebohrt werden. Die losen Nadelrohlinge 31 können zu sätzlich gereinigt und in einem zusätzlichen Träger befestigt werden. Dann werden die Nadelrohlinge 31 wahlweise gewaschen und können, wenn dies gewünscht wird, zur Fertigbehandlung eine ausreichende Zeit in ein elektrochemisches Bad 170 eingebracht werden. Die fertig bearbeiteten Nadeln 180 werden dann aus dem elektrochemischen Bad 170 entnommen und erforderlichenfalls gewaschen. Wenn es gewünscht wird, können die Nadeln 180 an einer Silikonisierungsstation 190 silikonisiert werden, indem die Nadeln 180 mittels herkömmlicher Silikonisierungsmittel in herkömmlicher Weise unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstungen, wie beispielsweise durch Eintauchen in einen Tank mit Silikonisierungsmaterial silikonisiert werden.
Wenn es gewünscht wird, kann das oben beschriebene Verfahren abgewandelt werden, indem ein einziger Beschneidungsschritt vor dem Schleifen des Nadelrohlings eingefügt wird. Zusätzlich kann das Verfahren auch modifiziert werden, indem während des Schleifens kein Drehen der Nadel im Träger erfolgt. In diesem Falle könnte das Schleifen durch einen Schleifkörper erfolgen, der in einer Umlaufbahn um den Nadelrohling rotiert. Bei einer noch anderen Variante des oben beschriebenen Verfahrens wird die Nadel nicht geschliffen. Die Spitze wird durch Abscheren oder Beschneiden in mindestens vier Ebenen geformt, um einen Rohling zu erhalten, dessen distaler Querschnitt ein n-Vieleck ist.
Ein anderes Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 7 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Draht 206 von einer Rolle 205 mittels einer herkömmlichen Greifer- Zufuhr-Maschine 210 einer Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 zugeführt. Die Rolle 205 ist in der Greifer-Zufuhr-Maschine 210 drehbar angebracht. Gleichzeitig wird der Trägerstreifen 221 von einer Trägerstreifenrolle 220, welche in einer herkömmlichen Greifer-Zufuhr-Maschine 225 drehbar angebracht ist, der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 zugeführt. In der Rohlings- Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 wird der von der Greifer-Zufuhr-Maschine 210 zugeführte Draht 206 in Längen geschnitten, welche gewöhnlich als Nadelrohlinge 231 bezeichnet werden. Wenn die Nadelrohlinge 231 geschnitten werden, bearbeitet die Rohlings-Schneide- und Trägerastreifen- Formungsmaschine 230 zu gleicher Zeit den Trägerstreifen 221. Der Trägerstreifen 221 besteht typischerweise aus einem als Patronengurt bekannten Stahlstreifen. Der Streifen sollte ausreichend dick, ausreichend breit und ausreichend flexibel sein, um die Nadelrohlinge zu bewegen und zu halten, während sie gestanzt und geformt werden. Vorzugsweise ist der Patronengurt aus einem flexiblen Metall, wie beispielsweise kaltgewalztem Stahl oder einem gleichwertigen Material, hergestellt. Der Patronengurt kann aber auch aus Polymermaterialien, wie beispielsweise aus maßgeschneiderten verstärkten Polymeren oder gleichwertigen Materialien, hergestellt sein. In der Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 wird der vom Greifer-Zufuhr-Mechanimus 210 zugeführte Draht 206 in Längen geschnitten, die herkömmlicherweise als Nadelrohlinge 231 bezeichnet werden. Wenn die Nadelrohlinge 231 geschnitten werden, bearbeitet die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 gleichzeitig den Trägerstreifen 221 in der folgenden Weise. Der Trägerstreifen 221 wird bearbeitet, um die Nadelrohlinge 231 aufzunehmen und mit den Schrittschaltsteuerungen an den verschiedenen Bearbeitungsstationen zum Eingriff zu gelangen. Der Trägerstreifen 221 wird ausgestanzt, geformt und gebogen, um einen Trägerstreifen mit Schrittschalt-Führungslöchern 225 und Ausbiegungen zur Bildung der Befestigungslaschen 226 zur Aufnahme, zum Erfassen und Halten der Nadelrohlinge 231 herzustellen. Dann werden die Nadelrohlinge 231 geschnitten und in den Befestigungslaschen 226 des Trägerstreifens 221 befestigt, indem der Draht 206 in jede Lasche 226 eingeführt und dann der Draht 206 abgeschnitten wird, um einen Nadelrohling 231 zu bilden. Die Befestigungslaschen 226 werden dann umgebogen, um die Nadelrohlinge 231 zu halten. Die proximalen Enden 232 der Nadelrohlinge 231 werden um etwa 90º von der Längsachse des Na delrohlings 231 abgebogen, um die sogenannten Schwänze 233 zu bilden. In Fig. 9 ist ein Abschnitt des Trägerstreifens 221 mit Nadelrohlingen 231 zu sehen. Wie oben bei der Beschreibung des Verfahrens von Fig. 1 erwähnt wurde, kann die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 in entsprechender Weise aus mehreren Bearbeitungsstationen bestehen.
Als nächstes wird der Trägerstreifen 221 mit darin befestigten Nadelrohlingen 231 durch einen herkömmlichen Greifer- Zufuhr-Mechanismus zur ersten Prägestation 240 bewegt. Die Bewegung des Trägerstreifens 221 zu den Bearbeitungsstationen erfolgt schrittweise, um jeden Nadelrohling 231 innerhalb einer jeden der Bearbeitungsstationen in der folgenden Weise präzise auszurichten. Der Trägerstreifen 221 weist Schrittschalt-Führungslöcher 225 auf, die durch die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 230 in den Trägerstreifen 21 eingestanzt worden sind, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die Führungslöcher 225 passen zu Führungszapfen, die an jeder Bearbeitungsstation angebracht sind und in die Führungslöcher 225 eingreifen. Die Führungszapfen bestehen aus einem beweglichen Stift, der sich in die Führungslöcher 225 hinein erstreckt. Der Trägerstreifen 221 wird durch eine Streifenzufuhr weitergeschaltet, wobei ein Führungszapfen in den Trägerstreifen 221 eintritt, sich dort anlegt und den Trägerstreifen 221 in einer genau ausgerichteten Position innerhalb eines Werkzeuges in einer Bearbeitungsstation festlegt. Die Nadelrohlinge 231 können in unterschiedlichen Abständen am Trägerstreifen 221 befestigt sein, beispielsweise in Abständen zwischen 0,5 Zoll und 1 Zoll. Wegen der räumlichen Anordnung der Ausrüstung befindet sich nicht jeder Nadelrohling 231 zu einer bestimmten Zeit in einer Bearbeitungsstation. Einige Nadelrohlinge 231 werden in bestimmte Bearbeitungsstationen weitergeschaltet, während andere Nadelrohlinge 231 in Warteschlangen auf den Eintritt in Bearbeitungsstationen warten. Die Prägestation 240 besteht aus einer herkömmlichen Anordnung von zwei Werkzeugen mit geschlossener Formgravur. Der Nadelrohling 231 wird in der Station 240 geprägt, indem das Material am distalen Ende 234 des Nadelrohlings 231 durch das Werkzeug in dessen Formgravur gepreßt wird. Der Nadelrohling 231 hat vor dem Eintritt in die Prägestation 240 eine Gestalt, wie sie in Fig. 8A zu sehen ist. Der Nadelrohling 231, welcher die Prägestation 240 verläßt, hat eine Gestalt, wie sie in Fig. 8B zu sehen ist. Obwohl es nicht die bevorzugte Verfahrensweise ist, kann der Nadelrohling 231, wenn es gewünscht wird, vor der Prägestation 240 wahlweise in einem Werkzeug mit offenem Radius, d. h. in einem Werkzeug ohne Formgravur, geprägt werden. Als nächstes wird der Nadelrohling 231 zur einer Beschneidungsstation 250 bewegt, wo er mittels eines Werkzeuges aus Stempel und Matrize ausgestanzt wird. Nach dem Verlassen der Beschneidungsstation 250 hat der Nadelrohling 231 ein Aussehen, wie es in Fig. 8C zu sehen ist. Wenn es gewünscht wird, kann der Nadelrohling 231 in weiteren wahlweisen Präge- und Beschneidungsstationen, einer Prägestation 390 und einer Beschneidungsstation 400, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, fortschreitend geformt werden. Der Nadelrohling 231 wird dann zur Oberseiten- und zur Seitenflächen-Abflachungsstation 260 bewegt, wo der Nadelrohling 231 mit Oberseiten- und Seitenflächen-Abflachungen versehen wird. Dann wird der Nadelrohling 231 zu einer Schwanzdreh-Schleifstation 270 bewegt. Die Schwanzdreh- Schleifstation 270 besteht aus einem Schwanzdreh-Spannfutter 271 sowie einem Paar Schleifscheiben 275. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Spannfutter 271 aus einem Stift 272, der an einer rotierenden Scheibe 273 angebracht ist und sich an den Schwanz 233 anlegt, um den Nadelrohling 231 innerhalb des Trägerstreifens 221 um seine Längsachse zu drehen (siehe Fig. 9 und 12). Gleichzeitig wird das distale Ende 234 des Nadelrohlings 231 durch die Schleifscheiben 275 zu einer abgeschrägten Spitze geschliffen. Jede Schleifscheibe 275 hat eine Hälfte des Profils der gewünschten Anordnung der abgeschrägten Nadelspitze. Wenn es jedoch gewünscht wird, können auch eine einzige Schleifscheibe 275 oder herkömmliche Schleifscheiben 275 ohne Profil verwendet werden. Die Schleifscheibe 275 oder die Schleifscheiben 275 können ein Winkelprofil oder ein anderes Profil aufweisen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Fig. 12 nur eine Schleifscheibe 275 dargestellt. Wenn der Nadelrohling 231 durch das Spannfutter 271 gedreht wird, schleifen die Schleifscheiben 275 das distale Ende 234 des Nadelrohlings 231 parallel zur Längsachse desselben. Der Nadelrohling 231 hat nach dem Verlassen der Schleifstation 270 ein Aussehen, wie in Fig. 8D dargestellt. Der Trägerstreifen 221 und der Nadelrohling 231 werden als nächstes zur Schwanzdreh-Schleifstation 290 transportiert, wo sie unter Verwendung einer ähnlichen oder gleichen Ausrüstung wie bei der Schwanzdreh-Schleifstation 270 einer ähnlichen oder gleichen Bearbeitung unterzogen werden, obwohl die Schleifmittelkörnung der Schleifscheiben hier feiner sein kann. Der Nadelrohling 231 hat nach der Bearbeitung in der Schwanzdreh-Schleifstation 280 ein Aussehen am distalen Ende, wie es in Fig. 8E zu sehen ist.
Der Trägerstreifen 221 und der Nadelrohling 231 werden dann zu mehreren Rundbiegeamboß-Stationen 290, 300 und 310 bewegt, wo der Nadelrohling 231 die gekrümmte Form einer chirurgischen Nadel erhält. Als nächstes können die Nadelrohlinge 231 wahlweise in den Laschen 226 des Trägerstreifens 221 gedreht werden, um das Aufwickeln des Trägerstreifens 221 mit den Nadelrohlingen 231 auf eine Spule zu ermöglichen. Wahlweise werden die Nadelrohlinge 231 und der Trägerstreifen 221 dann in einer Waschstation 320 gewaschen. Die Nadelrohlinge 231 und der Trägerstreifen 221 werden in herkömmlicher Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Spulvorrichtung auf eine herkömmliche Spule aufgewickelt. Wenn es gewünscht wird, kann der Trägerstreifen auch für die weitere Bearbeitung in einzelne Streifen zerschnitten werden. Als nächstes wird die Spule mit den Nadelrohlingen 231 und dem Trägerstreifen 221 zu einer wahlweisen Spulen-Wärmebehandlungs-Station 330 bewegt, wo die Nadelrohlinge 231 in einem Ofen mit oder ohne geregelter Gasatmosphäre eine ausreichende Zeit auf eine ausreichende Temperatur erwärmt werden, um die Duktilität und die mechanische Festigkeit der Nadelrohlinge 231 wirksam zu erhöhen.
Als nächstes wird die Spule mit den Trägerstreifen. 221 und den Nadelrohlingen 231 zu einer Glühvorrichtung 340 bewegt, wo die proximalen Nahtmaterial-Befestigungsenden der Nadeln wahlweise geglüht werden. Die Nadeln werden in einem herkömmlichen Glühprozeß auf eine ausreichend Temperatur erwärmt und eine ausreichend Zeit auf dieser Temperatur gehalten, um die Nadelrohlinge 231 wirksam zu glühen. Die Glühvorrichtung 340 besteht aus einer herkömmlichen Glühvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde einschließlich einer Flamme.
Als nächstes werden die Trägerstreifen 221 mit den Nadelrohlingen 231 zur Laser-Bohrstation 350 bewegt, wo ein Nahtmaterial-Befestigungsloch in das proximale Ende eines jeden Nadelrohlings 231 gebohrt wird. Das durch den Laser gebohrte Loch wird gewöhnlich als Blindbohrung bezeichnet. Wahlweise werden die Nadelrohlinge 231 in ein elektrochemisches Bad 360 gebracht und eine ausreichende Zeit in dem Bad 360 belassen, um die Nadelrohlinge 231 effektiv fertig zu bearbeiten. Die fertigen Nadeln 370 werden dann aus dem elektrochemischen Bad 360 entnommen. Wenn es gewünscht wird, können die Nadeln 370 an einer Silikonisierungsstation 380 silikonisiert werden, indem sie mit herkömmlichen Silikonisierungsmaterialien in herkömmlicher Weise mit herkömmlichen Einrichtungen, beispielsweise durch Eintauchen in einen Behälter mit Silikonisierungsmaterial, behandelt werden.
Wenn es gewünscht wird, kann das Verfahren von Fig. 7 abgewandelt werden, indem die Beschneidungsstation nach der ersten Prägestation weggelassen wird. Weiterhin kann das Verfahren auch abgewandelt werden, indem die Nadel während des Schleifens nicht im Träger gedreht wird. In diesem Falle würde das Schleifen durchgeführt, indem die Schleifscheibe in einer Umlaufbahn um den Nadelrohling bewegt wird. Bei noch einer weiteren Variante des oben beschriebenen Verfahrens wird die Nadel nicht geschliffen, sondern die Spitze durch Abscheren oder Beschneiden in mindestens vier Ebenen geformt, um einen Rohling herzustellen, dessen distaler Querschnitt n- eckig ist.
Die oben beschriebenen Verfahren können auch zur Herstellung von Drahtelementen angewandt werden, deren Enden abgeschrägte Spitzen haben. Typischerweise sind die Verfahren identisch, bei denen die Drahtrohlinge von einer Drahtspule abgeschnitten und fortschreitend, wie oben beschrieben, geformt werden. Die Schritte der Wärmebehandlung und des Rundbiegens können in Abhängigkeit vom Anwendungsfall entfallen. Weiterhin können in Abhängigkeit von Art und Typ des zur Herstellung der Drahtrohlinge verwendeten Drahtvorrates ein oder mehrere Schleifschritt (e) wegfallen. Diese Verfahren können beispielsweise zur Herstellung von Halbleiteranschlüssen, Befestigungselementen, Stiften usw. angewandt werden.
Die Begriffe "geprägt" und "Prägen", wie sie hier verwendet werden, sind in dem Sinne definiert, daß sie das Formen oder Umformen eines Metallelementes durch Aufbringen eines ausreichenden Druckes auf das Element bezeichnen, um das Metall zum Fließen in eine Formgravur oder auf der Oberfläche eines Werkzeuges zu veranlassen, wobei dieses ganz oder teilweise die Form der Formgravur oder der Oberfläche des Werkzeuges annimmt.
Die Nadeldrähte, welche in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen herkömmliche Nadeldrähte, die aus solchen Metallen wie rostfreier Stahl der Serie 300, rostfreier Stahl der Serie 400 hergestellt sind, oder auch jeden anderen Draht einschließlich solchem aus herkömmlichen oder bekannten Legierungen, der verformt werden kann.
Der Durchmesser des in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendeten Drahtes wird von der speziellen verwen deten Legierung abhängen. Beispielsweise kann der Nadeldraht einen Durchmesser im Bereich von 0,025 mm (0,001 Zoll) bis etwa 2,5 mm (0,100 Zoll) haben. Besonders typisch sind Drähte mit Durchmessern von etwa 0,25 mm (0,010 Zoll) bis etwa 2 mm (0,080 Zoll), vorzugsweise solche von etwa 0,38 mm (0,015 Zoll) bis etwa 2 mm (0,080 Zoll). Es können jedoch auch andere Durchmesser verwendet werden. Die Länge des Nadelrohlings 31 variiert entsprechend dem Typ der Nadel, welcher hergestellt wird. Die Länge der Nadelrohlinge ändert sich entsprechend verschiedener Parameter, wie Drahtdurchmesser, gewünschte Länge im Fertigzustand sowie Typ der Nadel.
Die in dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eingesetzten Rundbiegeamboß-Maschinen sind herkömmliche Rundbiegemaschinen, die in herkömmlicher Weise arbeiten. Die Rundbiegeamboß-Maschinen können aus Formungselementen bestehen, welche die gewünschten Radien haben. Die Rundbiegeamboß- Maschinen sind an einem Halterahmen befestigt.
Das Reinigungsbad wird in der folgenden Weise angewandt. Der Trägerstreifen und die Nadelrohlinge werden in einen Behälter eingebracht, der eine herkömmliche wäßrige Reinigungslösung, wie beispielsweise eine wäßrige Lösung eines herkömmlichen, nicht ätzenden Reinigungsmittels enthält. In dem Behälter ist ein herkömmlicher Ultraschallwandler angebracht. Dieser Wandler wird von einem herkömmlichen Ultraschallgenerator gespeist. Die Nadelrohlinge und Trägerstreifen werden nach der Entnahme aus dem Bad unter Verwendung von klarem heißen Wasser gespült und dann einem Hochgeschwindigkeits-Luftstrom ausgesetzt.
Wenn eine Trägerstreifen-Schneidmaschine anstelle einer Aufspulung verwendet wird, funktioniert diese in der folgenden Weise. Wenn der Trägerstreifen in die Trägerstreifen- Schneidmaschine eingeführt wird, dann wird eine herkömmliche Anordnung von Matrize und Stempel angewandt, um den Streifen in vorgegebene Längen zu schneiden.
Die Wärmebehandlungsvorrichtung funktioniert in der folgenden Weise unter Ablauf des folgenden Zyklus. Rollen des Trägerstreifens mit den Nadelrohlingen werden auf Ablagen angeordnet. Die Ablagen werden dann in einen herkömmlichen Wärmebehandlungsofen geladen. Der Ofen wird für eine ausreichend lange Zeit auf eine ausreichend hohe Temperatur gebracht, um eine wirksame Wärmebehandlung der Nadelrohlinge zu bewirken. Die Prozeßtemperaturen und -zeiten sind die auf denn Fachgebiet der Metallbehandlung üblichen.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Glühvorrichtung besteht, wie zuvor beschrieben, aus einer herkömmlichen Vorrichtung. Die Laser-Bohrvorrichtung besteht aus einem herkömmlichen Laser-System mit ausreichender Leistung und Genauigkeit, um effektiv und wiederholt Blindbohrungen in die Nadelrohlinge bzw. Nadeln einzubringen.
Die Vorrichtung des elektrochemischen Bades besteht aus einem herkömmlichen anodischen elektrochemischen Bad. Die Verweilzeit der Nadelrohlinge in dem Bad soll ausreichen, um jegliche Reststoffe von dem Nadelrohling 31 zu entfernen und die Oberflächenqualität zu verbessern. Die chemische Zusammensetzung und die angelegten Spannungen sind die auf diesem Fachgebiet üblichen. Die Mischungen für das elektrochemische Bad sind wäßrige saure Mischungen.
Das elektrochemische Bad wirkt in der folgenden Weise. Die Nadeln werden auf ein Metallförderband gegeben, welches die Nadeln für eine ausreichende Zeit bei einer ausreichenden Spannung durch das wäßrige Bad transportiert, um alle Reststoffe und auch restliche Metallgrate wirksam von den Nadelrohlingen zu entfernen und dadurch fertig bearbeitete Nadeln zu erzeugen.
Die im Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eingesetzten Präge-, Schleif- und Beschneidungsstationen bestehen aus in Rahmen montierten Stempeln und Matrizen, die ihrerseits vorzugsweise in einer einzigen Formungsmaschine montiert sind (siehe Fig. 5 und 11). Es ist verständlich, daß bei den beschriebenen automatischen Vorgängen der fortschreitenden Formung der Nadelrohling nacheinander durch verschiedene Bearbeitungsstationen bewegt wird. Wenn ein Nadelrohling zu einer bestimmten Zeit in eine spezielle Station eintritt, dann treten andere Nadelrohlinge in nachfolgende oder vorhergehende Stationen ein. Alle Stationen bearbeiten verschiedene Nadelrohlinge im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt, so daß beispielsweise, wenn der Nadelrohling 31 von der Rohlings- Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 zur Abscherungsstation 40 bewegt wird, ein Nadelrohling 31 von der Schwanzdreh-Schleifstation 90 zur Rundbiegeamboß-Station 110 bewegt wird. Die Reinigungsbäder, die Spulen-Wärmebehandlungs-Stationen, die Glühvorrichtungen, die Laser-Bohrvorrichtungen und das elektrochemische Bad 170 sind üblicherweise nicht an der Formungsmaschine angebracht.
Die im Verfahren nach Fig. 1 benutzte Formungsmaschine 195 umfaßt einen Zentralrahmen oder Grundkörper 196. An dem Grundkörper 196 sind die verschiedenen Bearbeitungsstationen angebracht, die in erster Linie aus Stempeln und Matrizen sowie aus Schleifscheiben 85 bestehen. Die Stempel und Matrizen werden in herkömmlicher Weise angetrieben. Beispielsweise können die Bearbeitungsstationen durch einen Motor über ein Schwungrad mit Kupplung angetrieben werden, welche die Antriebsleistung ihrerseits über Wellen, kleine und große Zahnräder auf die Bearbeitungsstationen überträgt. Das Schwungrad wird auch genutzt, um verschiedene Elemente in verschiedenen Richtungen anzutreiben und dadurch das Verfahren zu ermöglichen. Beispielsweise werden Räder in und aus Führungen bewegt und andere Bewegungen angewandt. Die Schleifscheiben 85 werden durch Elektromotoren angetrieben. Es ist zu erkennen, daß die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen-Formungsmaschine 30 aus vier einzelnen Stationen besteht, nämlich der Streifenformungswerkzeug-Station 37, der Streifenvorbereitungs werkzeug-Station 38, der Drahtabschneide- und Streifenbiegewerkzeug-Station 39 und der Schwanzbiege-Einheit 39A. Ein schematischer Lageplan der Formungsmaschine 195 ist in Fig. 6 dargestellt. An jeder Prägestation werden durch die Stempel ausreichende Kräfte auf die Werkzeuge ausgeübt, um die Drahtrohlinge jeweils wirksam zu prägen. Die Kräfte hängen vom Drahtmaterial, vom Drahtdurchmesser, von der Werkzeuganordnung, von der Gestalt der Matrize usw. ab. Typischerweise liegen die Kräfte im Bereich bis zu 30 Tonnen und mehr. Es ist jedoch verständlich, daß die Kräfte in Abhängigkeit von der Anordnung der Werkzeuge, vom Durchmesser und Material des Nadelrohlings 31 auch höher oder niedriger sein können. Die Formungsmaschine 195 hat vorzugsweise einen modularen Aufbau, bei welchem verschiedene Stationen hinzugefügt, ausgebaut oder ausgetauscht werden können, wenn man das Verfahren zu ändern wünscht.
Ein entsprechender Lageplan für die Formungsmaschine 410 zur Herstellung von Nadeln im Verfahren nach Fig. 7 ist in Fig. 11 dargestellt. Die Formungsmaschine 410 arbeitet in ähnlicher Weise wie die Formungsmaschine 195. Die Formungsmaschine 410 umfaßt einen Rahmen 415. Die Maschinen sind identisch mit der Ausnahme, daß die Maschine 410 anstelle der Abscherungsstationen Präge- und Beschneidungsstationen aufweist. An dem Grundkörper 415 sind die verschiedenen Bearbeitungsstationen angebracht, die in erster Linie aus Stempeln und Matrizen sowie aus Schleifscheiben 285 bestehen. Die Stempel und Matrizen werden in herkömmlicher Weise angetrieben. Beispielsweise können die Bearbeitungsstationen durch einen Motor über ein Schwungrad mit Kupplung angetrieben werden, welche die Antriebsleistung ihrerseits über Wellen, kleine und große Zahnräder auf die Bearbeitungsstationen überträgt. Die Schleifscheiben 285 werden durch Elektromotoren angetrieben. Es ist zu erkennen, daß die Rohlings-Schneide- und Trägerstreifen- Formungsmaschine 230 aus vier einzelnen Stationen besteht, nämlich der Streifenformungswerkzeug-Station 237, der Streifenvorbereitungswerkzeug-Station 238, der Drahtabschneide- und Streifenbiegewerkzeug-Station 239 und der Schwanzbiege- Einheit 239A. Ein schematischer Lageplan der Formungsmaschine 410 ist in Fig. 11 dargestellt. Die Formungsmaschine 410 hat vorzugsweise einen modularen Aufbau, bei welchem verschiedene Stationen hinzugefügt, ausgebaut oder ausgetauscht werden können, wenn man das Verfahren zu ändern wünscht.
Ein Verfahren zur Herstellung von Nadeln mit abgeschrägter Spitze nach dem Stand der Technik ist in Fig. 13 dargestellt. Bei diesem Verfahren werden in einer Rohlingschneidemaschinen-Station 510 Nadelrohlinge 500 von einer Drahtspule abgeschnitten und gelangen in einen Schüttbehälter. Ein Nadelrohling 500 vor der Bearbeitung ist in Fig. 14A dargestellt. Zuerst erhält der Rohling 500 in einer ersten riemengetriebenen Schleifmaschine 520 eine grob abgeschrägte Spitzer wie in Fig. 14B dargestellt. Die Nadelrohlinge 500 werden dann als Schüttung transportiert und in einzelnen Spannfuttern in einer Schleifmaschine 530 befestigt. Nach dem Bohrvorgang in der Maschine 530 hat der Nadelrohling 500 ein Aussehen, wie es in Fig. 14C dargestellt ist. Als nächstes werden die Nadeln bei Station 540 in einer herkömmlichen Entfettungsvorrichtung entfettet. Dann werden die Nadelrohlinge 500 als Schüttung zur Bearbeitungsstation 550 bewegt, wo jeder Nadelrohling 500 die endgültige gebogene Form erhält und die Spitze des Nadelrohlings endgültig geschliffen wird (siehe Fig. 14D). Bei Station 550 erhalten die Nadelrohlinge auch abgeflachte Oberseiten und Seitenflächen. Dann werden die Nadeln als Schüttung zu einer herkömmlichen Wärmebehandlungs-Station 570, einer Station 580 zum anodischen Polieren und einer Chargen-Silikonisierungsstation befördert, um fertige Nadeln 600 herzustellen. Eine fertige Nadel 600 ist in Fig. 15 dargestellt.
Das Verfahren nach dem Stand der Technik ist mit zahlreichen Nachteilen verbunden. Die Nachteile umfassen geringer Herstellungs- und Verfahrensdurchsatz, Unstetigkeit und Streuung der Herstellungstoleranzen. Weiterhin unterliegen die Nadeln beim Verfahren nach dem Stand der Technik Beschädigungen einschließlich Abstumpfung der Spitze. Andere Nachteile bestehen darin, daß die beim Stand der Technik verwendete Ausrüstung infolge ihrer Konstruktion zu Streuungen der Prozeßparameter neigt. Weiterhin ist beim Verfahren nach dem Stand der Technik häufig eine Überführung des Materials von Maschine zu Maschine in Form loser Nadelrohlinge erforderlich.
Wenn auch diese Erfindung unter Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsformen derselben dargestellt und beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Nadel mit abgeschrägter Spitze mit den Schritten:

drehbares Befestigen einer Vielzahl von Nadelrohlingen (31) an einer Trägereinrichtung (21), wobei die Trägereinrichtung (21) die Nadelrohlinge (31) zu einer Folge von Bearbeitungsstationen transportiert und die Rohlinge eine Längsachse sowie ein distales Ende und ein proximales Ende (33) haben;

Bewegen der Trägereinrichtung (21) mit jedem Rohling (31) zu einer ersten Beschneidungseinrichtung (250) und Schneiden des Rohlings (31) in mindestens einer Ebene und

Bewegen eines jeden Nadelrohlings (31) zu einer Schleifeinrichtung (280) und Schleifen des distalen Endes des wadelrohlings (31), während der Nadelrohling (31) zugleich im Träger gedreht wird, um eine abgeschrägte Spitze zu bilden,

wobei die Rohlinge (31) durch die Trägereinrichtung (21) sowohl zur ersten Beschneidungseinrichtung (250) als auch zur Schleifeinrichtung (280) transportiert werden.

2. Verfahren zur Herstellung eines Drahtelementes mit abgeschrägter Spitze mit den Schritten:

drehbares Befestigen einer Vielzahl von Drahtrohlingen (31) an einer Trägereinrichtung (21), wobei die Trägereinrichtung (21) die Rohlinge (31) zu einer Folge von Bearbeitungsstationen transportiert und die Rohlinge eine Längsachse sowie ein distales Ende und ein proximales Ende (33) haben;

Bewegen eines jeden Drahtrohlings (31) zu einer Schleifeinrichtung (280) und Schleifen des distalen Endes des Drahtrohlings, während der Drahtrohling (31) zugleich im Träger gedreht wird, um eine abgeschrägte Spitze zu bilden,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Rohlinge (31) eine Längsachse und ein proximales Ende (33) haben, wobei das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfaßt:

Drehen eines jeden Rohlings (31) in einem ausreichenden Maße, um einen zusätzlichen Schnitt in einer zusätzlichen Ebene zu ermöglichen sowie Bewegen eines jeden Rohlings (31) zu einer zweiten Beschneidungsstation (400) und Schneiden eines jeden Rohlings in mindestens einer zusätzlichen Ebene nach dem Schneiden eines jeden Rohlings (31) an der ersten Beschneidungseinrichtung (250) und vor dem Bewegen des Rohlings (31) zur Schleifeinrichtung (280).

4. Verfahren zur Herstellung einer Nadel mit abgeschrägter Spitze mit den Schritten:

Bewegen der Trägereinrichtung (21) mit jedem Rohling (31) zu einer ersten Prägestation (240) und Prägen eines jeden Rohlings (31) und

Bewegen eines jeden Nadelrohlings (31) zu einer Schleifeinrichtung (280) und Schleifen des distalen Endes des Nadelrohlings (31), während der Nadelrohling (31) zugleich im Träger gedreht wird, um eine abgeschrägte Spitze zu bilden,

wobei die Rohlinge (31) durch die Trägereinrichtung (21) sowohl zur ersten Prägestation (240) als auch zur Schleifeinrichtung (280) transportiert werden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Drahtelementes mit abgeschrägter Spitze mit den Schritten:

Bewegen eines jeden Drahtrohlings (31) zu einer Schleifeinrichtung (280) und Schleifen des distalen Endes des Drahtrohlings (31), während dieser zugleich im Träger gedreht wird, um eine abgeschrägte Spitze zu bilden,

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem das Verfahren weiterhin folgenden Schritt umfaßt:

Bewegen eines jeden Rohlings (31) zu einer Beschneidungsstation (400) und Entgraten eines jeden Rohlings mittels eines Stanzwerkzeuges nach dem Prägen und vor dem Bewegen eines jeden Rohlings zur Schleifeinrichtung.

7. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, welches weiterhin den Schritt des Bewegens eines jeden Rohlings (31) zu einer Rundbiegeamboß-Station (100) und das Rundbiegen eines jeden Rohlings (31) umfaßt.

8. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, welches weiterhin den Schritt der Wärmebehandlung (140) eines jeden Rohlings (31) umfaßt.

9. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, welches weiterhin den Schritt der Behandlung eines jeden Rohlings (31) in einem elektrochemischen Bad umfaßt.

10. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, welches weiterhin den Schritt der Silikonisierung (190) eines jeden Rohl ings (31) umfaßt.

11. Verfahren nach einem der bisherigen Ansprüche, bei welchem die Schleifeinrichtung (80) eine Einrichtung (85) mit rotierender Schleifscheibe ist.