DE69430612T2

DE69430612T2 - Schweissen von Kunststoffrohren unter hermetischen Abschluss

Info

Publication number: DE69430612T2
Application number: DE69430612T
Authority: DE
Inventors: Ivars V. Ivansons; Valdis Ivansons; Dudley W.C. Spencer
Original assignee: Denco Inc
Current assignee: Denco Inc
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2014-10-22
Also published as: EP0649727A2; US5525186A; DK0649727T3; EP0649727A3; ATE217574T1; CA2118426A1; DE69430612D1; EP0649727B1; JPH07277309A

Description

Ausgangspunkt der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das vollständige Einschlußschweißen von Plastikschläuchen. Es existiert unterschiedlicher Stand der Technik, der unterschiedliche Ansätze zum Schweißen von Plastikschläuchen offenbart. Bekannte Patente offenbaren Verfahren, bei denen die Schweißverbindung von der Schmelzrheologie des Plastiks abhängt, was eine nicht-gleichförmige Größe der Schweißverbindung zur Folge hat. Es wurde im Stand der Technik kein Versuch unternommen, eine Kontrolle über die Größe der Schweißverbindung zu gewinnen.
Es besteht auch Stand der Technik, der unterschiedliche Ansätze zum Trennen und Abdichten von Plastikschläuchen offenbart. Solche Patente des Standes der Technik beziehen sich auf Verfahren, bei denen eine einzelne Klemmbacke eines Halters verwendet wird zum Abschließen des Schlauchs und zum Bilden der Dichtung während der Trennung, was einen nicht-kontrollierten ungleichförmigen Abdichtungsprozeß zur Folge hat.
Ferner wird auf EP-A-483 478 hingewiesen, die sich auf eine Vorrichtung für das vollständige Einschlußschweißen von Plastikschläuchen bezieht. Bei einer solchen Vorrichtung werden Plastikschläuche geschweißt, indem ein Paar von Schläuchen in einem Paar ausgerichteter Halter plaziert werden, während jeder Schlauch auf sich selbst zurückgefaltet ist. Eine Platte oder Scheibe bzw. Wafer ist bewegbar in dem Spalt zwischen den Schläuchen angebracht und wird erhitzt, um zu bewirken, daß die Enden der Schläuche schmelzen ohne tatsächlich durch die Schläuche hindurch zu schneiden. Die geschmolzenen Enden der gegenüberliegenden Schläuche können in Kontakt miteinander gedrückt werden, um eine Schweißverbindung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen und eine Platte zur Verwendung in einer Vorrichtung zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 11 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Die Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung liegt im Vorsehen von Techniken zum sterilen oder vollständigen Einschlußschweißen von Plastikschläuchen.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt im Vorsehen solcher Techniken, die insbesondere anpaßbar sind für die Verwendung mit dem Schmelz/Wisch-System.
Noch ein weiteres Ziel der Erfindung liegt im Vorsehen einer verbesserten Klemmbacken- bzw. Klemmgreifer-Konstuktion zum effektiven Erreichen einer sterilen Abdichtung der Plastikschläuche.
Gemäß der Erfindung ist ein Paar ausgerichteter Schlauchhalter vorgesehen, die voneinander beabstandet sind um einen Spalt zwischen den Schlauchhaltern zu bilden. Jeder Schlauchhalter besitzt eine erste Klemmbacke und eine zweite Klemmbacke die relativ zueinander bewegbar sind zum selektiven lösbaren Klemmen eines Plastikschlauchs in einer allgemeinen Ebene zwischen der ersten Klemmbacke und der zweiten Klemmbacke, wobei sich ein Teil des Plastikschlauchs in den Spalt erstreckt. Eine Scheibe bzw. eine Platte ist zur Bewegung durch den Spalt angebracht. Die Platte besitzt die Form einer flachen Platte mit gegenüberliegenden Seiten, die jeweils zu einem jeweiligen Satz der ersten und zweiten Klemmbacken weisen. Jede der Seiten der Platte besitzt einen sich nach außen erstreckenden Ansatz bzw. Löffel, der im allgemeinen in der Ebene zwischen den ersten und zweiten Klemmbacken angeordnet ist, um Plastikmaterial von dem Plastikschlauch zu entfernen, während sich die Platte durch den Spalt hindurch bewegt, um die Größe der Schweißverbindung zu steuern.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt im Vorsehen eines strukturellen Nockenelements an jedem beabstandeten Halter zum Erzeugen eines präzisen Abstandes zwischen dem Satz von Klemmbacken, um die ordnungsgemäße Position der Platte sicher zu stellen, während sie sich durch den Spalt hindurch bewegt.
Gemäß einem weiteren Merkmal dieser Erfindung besitzt jede der ersten und zweiten Klemmbacken einen Doppelbackenaufbau mit einem Basisglied oder einer festen Backe, an der eine Feder vorgespannte bewegbare Backe angebracht ist. Die federvorgespannte Backe ist vorzugsweisem mittels einer Druckplatte, die von dem Klemmende der Backe entfernt ist, an dem Basisglied angebracht. Das federvorgespannte Backenelement sieht effektiv eine sterile Abdichtung des Plastikschlauchs vor.

Die Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen;
Fig. 2 eine Vorder-Aufrißansicht im Schnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Rück-Aufrißansicht im Schnitt der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 bis 2;
Fig. 4A bis 4E schematische Darstellungen der Verwendung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 für den Verbindungsvorgang;
Fig. 5A bis 5E schematische Darstellungen der Verwendung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 für den Trennvorgang;
Fig. 6 eine Seiten-Aufrißansicht einer Platte, die bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5 verwendet wird;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 6 gezeigten Platte;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht von Klemmbacken, die bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 verwendet werden;
Fig. 9 eine teilweise weggebrochene Seiten-Aufrißansicht eines abgedichteten Schlauchs mit einem daran befestigten Beutel, wobei der Schlauch durch Verwendung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 abgedichtet ist;
Fig. 10 eine Draufsicht auf den in Fig. 9 gezeigten abgedichteten Schlauch;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht die die Dichtungsentfernungs- und Dickensteuerbereiche eines Plastikschlauchs gemäß dieser Erfindung darstellt;
Fig. 12 ein Graph der einen Kompressionsabstand zum Bewirken einer hochfesten Dichtung darstellt;
Fig. 13 eine Seiten-Aufrißansicht einer modifizierten Form einer Platte gemäß dieser Erfindung;
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 13 gezeigten Platte;
Fig. 15 eine Querschnittsansicht im Aufriß, die die in den Fig. 13 bis 14 gezeigte Platte darstellt;
Fig. 16 eine Querschnittsansicht im Aufriß eines stoßgeschweißten Schlauchs unter Verwendung der in den Fig. 13 bis 15 gezeigten Platte;
Fig. 17 eine Seiten-Aufrißansicht einer weiteren Platte gemäß dieser Erfindung;
Fig. 17A und 17B Seiten-Aufrißansichten eines Teils einer Platte ähnlich der gemäß Fig. 17, welche alternative Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen;
Fig. 18 eine Draufsicht auf die in Fig. 17 gezeigte Platte;
Fig. 19 und 20 Vorder- und Rück-Aufrißansichten der in den Fig. 17 bis 18 gezeigten Platte;
Fig. 21 eine Ansicht von unten auf die Platte gemäß den Fig. 17 bis 20;
Fig. 22 eine perspektivische Ansicht der in den Fig. 17 bis 20 gezeigten Platte;
Fig. 23 eine Seiten-Aufrißansicht, die die Platte gemäß den Fig. 17 bis 22 in einem Halter angebracht zeigt;
Fig. 24 eine Draufsicht auf den Halter/die Platte gemäß Fig. 23;
Fig. 25 und 26 Vorder- und Rück-Aufrißansichten der Platte/des Halters gemäß den Fig. 23 bis 24;
Fig. 27 eine Ansicht von unten auf die Platteden Halter gemäß den Fig. 23 bis 26;
Fig. 28 perspektivische Ansicht der Platte/des Halters gemäß den Fig. 23 bis 27;
Fig. 29 eine Draufsicht auf einen Teil einer Gesamt-Einschlußvorrichtung, bei der die Platte gemäß den Fig. 17 bis 28 verwendet werden könnte; und
Fig. 30 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 30-30 in Fig. 29.

Detaillierte Beschreibung

Die Fig. 1 bis 3 stellen eine Schweißeinrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Im allgemeinen besitzt die Schweißeinrichtung 10 den Aufbau der Schweißeinrichtung, die im U.S. Patent Nr. 5,279,685 offenbart ist, und deren Einzelheiten hier durch Bezugnahme aufgenommen sind. Die Schweißeinrichtung 10 umfaßt ein Paar ausgerichteter Schlauchhalter 12, 12. Jeder Schlauchhalter umfaßt eine obere Backe 14 und eine untere Backe 16 die relativ zueinander bewegbar sind zum selektiven, lösbaren Klemmen eines Plastikschlauchs 18 zwischen jedem Satz aus oberer Backe und unterer Backe. Die Schlauchhalter sind voneinander beabstandet um einen Spalt zwischen den Schlauchhaltern 12, 12 zu bilden. Die Enden der Schläuche 18, 18 erstrecken sich in den Spalt und sind leicht voneinander beabstandet. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird eine Platte oder Scheibe 20 durch den Spalt hindurch bewegt und vorzugsweise erhitzt zum Schmelzen der Enden der Schläuche, so daß die geschmolzenen Schlauchenden in Kontakt miteinander gedrückt werden könnten, um die Schlauchenden zur Bildung eines einzelnen einheitlichen Schlauchs zu verbinden. Vorzugsweise wird dies durch eine Schmelz/Wisch-Technik erreicht, wie in den unterschiedlichen Voranmeldungen offenbart ist.
Die Struktur der Schlauchhalter und der Klemmbacken ist im allgemeinen gleich dem des U.S. Patents Nr. 5,279,685.
Die Fig. 6 bis 7 zeigen insbesondere die Einzelheiten der Platte 20. Wie hier dargestellt ist, besitzt die Platte 20 die Form einer flachen Platte mit einem Paar von gegenüber liegenden bzw. entgegen gesetzten Seiten 22, 22. Die Platte 20 besitzt auch einen Ausschnitt oder eine Kerbe 24 zum Eingriff mit einer Klaue in der Ruheposition der Platte, wie in dem U.S. Patent Nr. 5,279,685 beschrieben ist. Die Platte 20 umfaßt ein Paar Flügel 26, wie in den unterschiedlichen Voranmeldungen beschrieben ist.
Die Platte 20 ist einzigartig, da sie auch einen Vorsprung bzw. Löffel 28 an jeder ihrer Seiten aufweist. Der Löffel 28 ist im allgemeinen auf einer Linie mit den Flügeln 26 angeordnet, die auf einer Höhe liegen würden, die in der allgemeinen Ebene der geklemmten Schläuche 18 liegt, wo jede obere Backe 14 und untere Backe 16 gegen die Schlauchenden drückt, um die Schlauchenden abzuflachen. Somit befinden sich die Löffel 28 in einer Position zum Kontaktieren der geschmolzenen Schläuche.
Wie am besten in den Fig. 1 bis 2 dargestellt ist, umfaßt jeder Halter ein Nockenelement 30 in der Form eines Stifts, der an dem stromabwärtigen Teil des Spalts angeordnet ist. Die Nockenelemente 30, 30 sind mit einem Abstand voneinander beabstandet der im allgemeinen gleich der Dicke der Platte 20 ist, wo dessen flache Seiten keine Löffel oder Flügel aufweisen. Die Nockenelemente 30, 30 stellen somit die ordnungsgemäße Positionierung der Platte 20 sicher, wenn die Platte 20 beginnt sich durch den Spalt zwischen den Haltern 12, 12 hindurch zu bewegen. Die Löffel 28, 28 in Kombination mit den Nockenelementen 30, 30 werden verwendet zum Steuern des Plastikvolumens der Schweißung. Die Schlauchenden werden vorzugsweise durch die Wischwirkung der Platte geschmolzen und sie werden in Kontakt miteinander gedrückt, um eine präzise Schweißverbindung zu bilden. Die Löffel wirken als Schmutzsammler und sie machen es möglich, Mittel zu erreichen zum Steuern der Schlauchaußenflanschseiten für optimale Festigkeit und ein ästhetisches Erscheinungsbild. Auf diese Art und Weise wird verhindert, daß sich auf die Rheologie des Plastikmaterials verlassen wird, um Überschuß von dem Schweißort weg zu bewegen. Fig. 10 illustriert z. B. ein Schlauchende bei dem überschüssiges Plastikmaterial durch die Löffel 28, 28 entfernt wurde.
Die Fig. 1 bis 2 und 8 illustrieren ein weiteres Merkmal dieser Erfindung, bei dem jedes Backenglied ein Doppelbackenaufbau besitzt. Wie hier dargestellt ist, umfaßt jedes Backenglied einen Basisteil oder eine feste Backe 32, die kanalförmig sein kann zum Aufnehmen eines Federarms 34. Der Federarm 34 dient als eine bewegbare Backe. Eine Druckplatte 36 ist auch in dem Kanal angeordnet und zwar an dem oberen Teil des Basisgliedes 32, um gegen den Federarm 34 zu drücken. Wie in Fig. 8 dargestellt ist, erstreckt sich eine langgestreckte Öffnung 38 durch das Basisglied 32, den Federarm 34 und die Druckplatte 36. Ein geeigneter Befestiger wie z. B. eine Niete oder Schraube 40 (Fig. 1 bis 2) sichern diese Glieder aneinander. In Folge dessen hält die Druckplatte 36 den Federarm 34 über ungefähr dessen halbe Länge verankert, während die andere Hälfte an der Kante 42 der Druckplatte 36 gelenkig bzw. gelenkmäßig gehalten ist.
Die Bildung einer festgelegten Basis oder eines Backenglieds 32 und des Federarms 36 haben somit eine Doppelbacken-Klemmbacke zur Folge, die als Feder vorgespannt betrachtet werden kann, um effektiv gegen die Schlauchenden zu drücken und diese abzudichten, wenn die ersten und zweiten Klemmbacken 14, 16 relativ zueinander bewegt werden. Mit dieser Doppelbackentechnik ergibt sich eine verläßliche starke Schlauchabdichtung 33. Ein Paar der festen Backen dienen zum Abschließen des Schlauchs und verhindern, daß der Schlauch verrutscht. Das andere Paar der bewegbaren Backen bildet die Dichtung 33 während des Platikschmelzvorgangs.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Doppelbackenformation die folgenden Charakterisitka: Der Abstand der festen Backen beträgt 1,6 mm, die Backenzahngröße beträgt 0,3 mm, die Breite (flacher Schlauch) beträgt 7,3 mm, die Kraft der bewegbaren Backe beträgt 2 Pfund, die Länge des Federabstandshalters oder der Druckplatte beträgt 16 mm.
Sehr starke Abdichtungen werden hergestellt durch Verwendung von Flügeln, die lang genug sind, um einen glatten geschmolzenen Plastikpool innerhalb des Schlauchs zu erzeugen. Dies wird erreicht durch anordnen des Zahns 44 der festen Backe 32 so nah wie möglich (z. B. 0,25 mm) an der Vorderseite 46 der Backe und durch die Verwendung der bewegbaren Backen. Jeder Flügel 36 muß über den Zahn 44 der festen Backe vorstehen und sich in die offene Innenseite des Schlauchs erstrecken.
Die federvorgespannten Doppelbacken stellen eine Schlauchabdichtung sicher, wenn die Flügel 26 entfernt werden. Die federvorgespannten Backen sehen bei einem 45º Winkel des Endes 46 Führungskanten vor, welche die Platte in die zentrierte Position lenken. Die festen Klemmbacken 32 klemmen fest zum Abdichten des Flüssigkeitsbereichs und sie verhindern somit das Entweichen von Flüssigkeit. Es wird eine schlußendliche Dichtungsbreite bevorzugt, die in dem bevorzugten Bereich von 0,4 bis 0,6 mm liegt, wie in Fig. 12 dargestellt ist.
Die Fig. 4A bis 4E illustrieren die Verwendung der Schweißeinrichtung 10 bei dem Verbindungsvorgang. Wie in Fig. 4A gezeigt ist, beginnt die Platte 20 in den Spalt zwischen den Schlauchenden einzutreten. Die erhitzte Platte kontaktiert vorzugsweise die Schlauchenden oder sie könnten nur in der Nähe der Schlauchenden angeordnet sein, um die Schlauchenden mit der Schmelz/Wisch-Technik zu schmelzen, die in den unterschiedlichen Voranmeldungen beschrieben wurde. Wie in Fig. 4A gezeigt ist, sind die Flügel 26 und Löffel 28 noch nicht in den Spalt eingetreten. Obwohl dies in den Fig. 4A bis 4E nicht dargestellt ist, würden die Nockenelemente 30 die ordnungsgemäße Positionierung der Platte sicher stellen, während sie sich durch den Spalt hindurch bewegt.
Fig. 4B illustriert die nächste Sequenz während des Betriebs, bei der die Flügel 26 anfangen in die Innenseite jedes abgeflachten Schlauchendes einzutreten.
Fig. 4C zeigt die nächste Sequenz bei der die Flügel sich aus dem Spalt heraus bewegen und die Löffel 28, 28 überflüssiges Plastikmaterial entfernen.
Fig. 4D illustriert die nächste Sequenz, bei der sich die Platte aus dem Spalt heraus bewegt, wobei zu diesem Zeitpunkt oder kurz danach die Halter 12, 12 beginnen sich aufeinander zu zu bewegen, um die erwärmten Enden der Schläuche in Kontakt miteinander zu drücken und somit den einheitlichen Schlauch T zu bilden, wie in Fig. 4E dargestellt ist.
Die Fig. 5A bis 5E illustrieren dieselbe Schweißeinrichtung 10 wie sie bei einem Trennvorgang verwendet wird. Wie hier dargestellt ist, könnte ein einzelner Schlauch T über die Halter 12, 12 plaziert werden, wobei der Schlauch den Spalt zwischen den Haltern überspannt. Die erwärmte Platte 20 würde anfangen mit einem Schmelzvorgang durch den Schlauch zu schneiden, wie in Fig. 5A dargestellt ist.
Fig. 5B illustriert die nächste Sequenz, bei der die Flügel 26 in die geschnittenen Schlauchenden eintreten.
Fig. 5C illustriert die nächste Sequenz, bei der die Löffel 28 überschüssiges Plastikmaterial entfernen.
Fig. 5D illustriert die nächste Sequenz, bei der die Platte aus dem Spalt austritt. Bei dieser Sequenz können die Schlauchhalter 12, 12 zu der Platte bewegt werden, um die abgedichteten Enden durch einen Heizvorgang zu reinigen.
Fig. 5E illustriert die zwei getrennten Schlauchabschnitte die sich aus dem Vorgang ergeben.
Fig. 9 illustriert die Verwendung der Erfindung zum Verbinden oder Trennen eines Schlauchabschnitts mit dem Schlauchabschnitt, der mit einer Aufnahme oder einem Beutel 50 in Verbindung steht. Wie hier dargestellt ist, würde ein Beutel 50 einen Schlauchabschnitt 52 besitzen, der permanent damit verbunden ist. Die Anordnung gemäß Fig. 9 illustriert eine nicht-geöffnete Verbindung 54 des anderen Schlauchabschnitts, der in einer Enddichtung 56 endet. Die Enddichtung kann z. B. 1,5 mm betragen.
Fig. 10 illustriert die abgeflachte Enddichtung 56 in ihrer Draufsicht.
Die Erfindung kann verwendet werden zum Verbinden und/oder Trennen von Plastikschlauchabschnitten, um das Ersetzen unterschiedlicher Arten von Aufnahmen in einem System zu ermöglichen. Z. B. beschreibt das U.S. Patent Nr. 5,141,592, dessen Einzelheiten hier durch Bezugnahme aufgenommen sind, unterschiedliche Anwendungen, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Bei solchen Vorgängen könnte es periodisch wünschenswert sein, den Beutel oder die Aufnahme 50 mit einem unterschiedlichen Beutel zu ersetzen. Z. B. könnte die Aufnahme oder der Beutel 50 ein CAPD-Beutel oder ein Urinkatheterbeutel sein und es wäre periodisch wünschenswert den gebrauchten Beutel mit einem neuen Beutel auszutauschen. Zusätzlich könnte der Beutel oder die Aufnahme 50 auch vorteilhafterweise eine Blutverarbeitungsaufnahme sein.
Die Wichtigkeit hinsichtlich eines Kontrollgewinns über den Abstand, oder die Kompression des geschmolzenen Plastiks bei der Herstellung der Schweißung kann durch einfach Analogie verstanden werden. Wenn z. B. die Enden von Wachskerzen zusammengefügt werden, um aus kurzen Enden eine lange Kerze herzustellen, läßt sich sehr rasch feststellen, daß sich dann, wenn die Enden nicht eng genug zusammengedrückt werden, eine schlechte Verbindung ergibt. Es ist nicht genug geschmolzenes Wachs verfügbar, um eine feste Verbindung zu bilden. Wenn zu hart gedrückt wird, wird das geschmolzene Wachs aus dem Verbindungsbereich herausgedrückt, bis zu dem Punkt, bei dem die Anstoßenden gegen kaltes Wachs drücken. Dies erzeugt auch eine schwache Verbindung. Es läßt sich daher rasch ermitteln, daß eine optimale Druckgröße eine akzeptable Verbindung zur Folge hat.
In einer allgemeinen Art und Weise läßt sich diese Analogie auf die Herstellung fester steriler Verbindungen in Plastikschläuchen übertragen. Im Gegensatz zu Wachskerzen erfordern sterile Verbindungen sehr verläßliche konsistente Schweißungen mit höchster Festigkeit. Um diese Bedingungen zu erreichen ist eine Kontrolle der Plastiktemperatur und des Kompressionsabstands extrem wichtig. Z. B. haben die Erfinder die in der Fig. 12 dargestellten Daten für die Verwendung von grauen (Klasse 6) PVC-Schläuchen für medizinische Zwecke mit einem Außendurchmesser von 5,4 mm und einem Innendurchmesser von 4,0 mm ermittelt, während eine Plattentemperatur von 350ºC aufrecht erhalten wurde.
Wie aus Fig. 12 zu erkennen ist, ist der Bereich für eine akzeptable Festigkeit extrem gering und daher ist die Nockensteuerung des Klemmabstandes, wie sie durch die vorliegende Erfindung vorgesehen wird, ein neues und effektives Mittel, um die Steuerung zu erreichen.
In gleicher Weise kann die Verwendung der Nocken, die an den geklemmten Oberflächen angeordnet sind, verwendet werden zum Steuern eines weiteren wichtigen Bereichs für die Herstellung steriler Verbindungen bei Schläuchen. Wenn Schweißungen in Schläuchen durchgeführt werden, die Flüssigkeit enthalten (wie in den Fig. 2 bis 3 dargestellt ist) ist es notwendig die Schläuche in dem Schweißbereich zu klemmen, um ein Entweichen der Flüssigkeit zu verhindern. Während des Schweißvorgangs wird eine Membran innerhalb des Schlauchs gebildet, die aufgebrochen werden muß, um die Flüssigkeitsströmung in dem Lumen wieder herzustellen. Wenn die Membran zu dünn ist, dann wird die Flüssigkeitsströmung nicht gestoppt. Wenn die Membran zu dick ist, kann die Flüssigkeitsströmung nicht wieder hergestellt werden. Eine Steuerung der Membrandicke ist daher wichtig. Diese Steuerung wird erreicht durch steuern der Position der Löffel 28. Fig. 11 illustriert den Steuerbereich B, B mit dem Dichtungsbereich A. Die Dichtung 58 tritt am Teil 56 auf. Die Löffel 28 entfernen unter Steuerung der Nocken 30 für eine akkurate Positionierung den Dichtungsbereich A und die Löffel sind derart positioniert, daß sie ein reproduzierbare und verläßliche Dicke der Membran erhalten. Diese Erfindung besitzt die Vorteile des Maximierens der Dichtungsfestigkeit durch Steuern des Kompressionsabstands. Zusätzlich kommen die Nocken 30, 30 in Eingriff mit der Platte 20 zum Steuern der Penetration bzw. der Eindringung der Flügel 26 während des Trennvorgangs. Die Flanschhöhe wird gesteuert durch Entfernen überschüssigen Materials mit den Löffeln 28, 28. Die Nocken 30, 30 stellen sicher, daß die Platte 20 ordnungsgemäß in vertikaler Ausrichtung positioniert ist.
Die Fig. 13 bis 15 illustrieren eine modifizierte Form einer Platte gemäß dieser Erfindung. Die hier dargestellte Platte würde im allgemeinen den selben Aufbau wie die Platte 20 gemäß den Fig. 6 bis 7 aufweisen. In den Fig. 13 bis 15 besitzt die Platte jedoch auch einen Schlitz 50, der sich vollständig durch die Platte hindurch erstreckt und zwar stromabwärts bezüglich des Löffels 28. Wie dargestellt, erstreckt sich der Schlitz 50 nach innen von der stromabwärstbefindlichen, sich im allgemeinen vertikalerstreckenden Folgekante auf einer geraden Linie im allgemeinen in Horizontalrichtung zu der stromaufwärtsbefindlichen, sich im allgemeinen vertikalerstreckenden Führungskante der Platte 20. Der Schlitz 50 endet stromabwärts bezüglich der Löffel 28. Der Schlitz 50 kann irgendeine geeignete Abmessung besitzen und besitzt vorzugsweise eine Länge von 7 mm und eine Breite von 0,5 mm. Der Schlitz 50 ist auf einer Linie mit dem Löffel 28 und dem Flügel 26 auf jeder der Seiten 22 der Platte 20 angeordnet.
Der Vorteil des Vorsehens eines Schlitz, wie beispielsweise des Schlitzes 50 in der erhitzten Platte, und zwar stromabwärts bezüglich der Löffel 28 liegt darin, daß erlaubt wird, das geschmolzenes Material von den Schläuchen 18 zu einem früheren Zeitpunkt beginnt einander zu kontaktieren, während die Schläuche sich noch immer in dem Bereich der erhitzen Platte befinden. Fig. 15 zeigt z. B. die geschmolzenen Enden der Schläuche 18, während sie in den Schlitz 50 eintreten bevor die Platte 20 vollständig den Kontakt mit den Schläuchen 18, 18 verlassen hat. Die sich daraus ergebende Verbindung, die in Fig. 16 dargestellt ist, nachdem die Schläuche in Verbindung miteinander geöffnet wurden, besitzt eine erhöhte Festigkeit und hinterläßt nur einen geringen Rest 52, 52 einer Verbindung.
Die Erfindung besitzt die Vorteile einer sichergestellten Sterilität und einer maximalen Schweißfestigkeit. Die Erfindung könnte mit einem weiten Bereich von Plastikmaterialien, wie beispielsweise PVC, Polyurethan, Hytrel, Nylon, Polyethylen, Polypropylen und unterschiedlichen Zusammensetzungen aus Teflon verwendet werden. Die Erfindung ergibt ein verbessertes ästhetisches Erscheinungsbild und eine Verbesserung hinsichtlich der Kontrolle der Lumen- Wiederöffnungsanforderungen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch Merkmale, um die einfache Verwendung der Platte sicher zu stellen. Vorteilhafterweise erfordert die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung minimale Modifikationen hinsichtlich der Platte und der Gesamteinschlußvorrichtung.
Die Fig. 17 bis 22 zeigen die Einzelheiten einer einmal Platte 120, d. h. einer Platte, die nur einmal verwendet wird. Wie hier dargestellt, besitzt die Platte 120 die Form einer flachen Platte mit einem Paar von entgegen gesetzten Seiten 122, 122. Die Platte 120 besitzt auch einen Ausschnitt oder eine Kerbe 124 zum Eingriff mit einer Klaue in der Ruheposition der Platte und zwar in der zuvor unter Bezugnahme auf die Platte 120 beschriebenen Art und Weise. Die Platte 120 besitzt auch ein Paar Flügel 126.
Die Platte 120 umfaßt einen Löffel 128 auf jeder ihrer Seiten. Der Löffel 128 ist im allgemeinen auf einer Linie mit den Flügeln 126 angeordnet, welche auf einer Höhe liegen, die in der allgemeinen Ebene der geklemmten Schläuche 128 liegt, wo jede obere Backe und untere Backe gegen die Schlauchenden drückt, um die Schlauchenden abzuflachen. Siehe Fig. 29 und U.S. Patent Nr. 5,279,685. Somit befinden sich die Löffel 128 in einer Position zum Kontaktieren der geschmolzenen Schläuche.
Die Platte 120 umfaßt auch einen Schlitz 150, der sich vollständig durch die Platte hindurch erstreckt und zwar stromabwärts bezüglich der Löffel 128. Wie dargestellt, erstreckt sich Schlitz 150 nach innen von der stromabwärtsbefindlichen, sich im allgemeinen vertikal erstreckenden Folgekante, in einer geraden Linie im allgemeinen horizontal zu der stromabwärtsbefindlichen, sich im allgemeinen vertikal erstreckenden Führungskante der Platte 120. Der Schlitz 150 endet stromabwärts bezüglich der Löffel 128. Der Schlitz 150 kann irgendeine geeignete Abmessung besitzen und besitzt vorzugsweise eine Länge von 7 mm und eine Breite von 0,5 mm. Der Schlitz 150 ist auf einer Linie mit dem Löffel 128 und dem Flügel 126 auf jeder der Seiten 122 der Platte 120 angeordnet.
Um die einfache Verwendung der Platte sicherzustellen, ist die Platte 120 mit einem Loch oder einer Öffnung 136 versehen, und zwar an irgendeiner geeigneten Stelle, wie beispielsweise im allgemeinen auf einer Linie mit der Kerbe 124. Die Öffnung 136 ist vorgesehen, um durch ein Abfühlmaterial 138 abgedeckt zu sein. Dies kann auf gute Weise erreicht werden durch ausbilden der Platte als eine Platte, die an einem Ende 140 auf sich selbst zurückgefaltet ist, so daß die Platte 120 eine doppelte Dicke aufweist, wie am besten in Fig. 18 und den Fig. 20 bis 22 dargestellt ist. Vor dem vollständigen Falten wird das Abfühlmaterial 138 zur Abdeckung des Lochs 136 positioniert. Das Material 138 ist vorzugsweise aus einem Material, das Schmelzen oder auf sonstige Weise zerstört würde durch erhitzen der Platte. Sobald die Platte einmal verwendet wurde, würde das Material 138 nicht länger die Öffnung 136 abdecken und kann daher bei einer versuchten zweiten Verwendung der Platte nicht abgefühlt werden.
Die Fig. 29 bis 30 illustrieren im allgemeinen Teile der Gesamteinschlußeinrichtung 110 des Typs, der in U.S. Patent Nr. 5,279,685 beschrieben ist. Wie hier dargestellt, umfaßt die Einrichtung 110 einen Träger 112 zum Bewegen der Platte durch die Vorrichtung.
Das U.S. Patent Nr. 5,279,685 offenbart den Einschluß unterschiedlicher Sensoren, wie z. B. zum Anzeigen daß die Platte ordnungsgemäß in den Träger geladen ist und zum Detektieren, daß die Platte ordnungsgemäß konditioniert ist bezüglich des Greifblocks. Fig. 30 illustriert einen solchen Sensor 114, der in der Vorrichtung der Voranmeldung als der Öffnungsblockage-Sensor dient. Der Sensor 114 ist in dem Bewegungspfad der Öffnung 136 angeordnet und würde somit abfühlen, daß die Öffnung 136 durch den Sichtbereich des Sensors 114 hindurch geht. Somit würde die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise von einem Sensor Gebrauch machen, der schon in der Einrichtung 110 enthalten ist und zwar für dessen Einzelverwendungsabfühlvorgang. Wenn es zweckmäßig ist, könnte jedoch einer der anderen Sensoren oder ein vollständig neuer Sensor für diesen Zweck verwendet werden.
Beim Betrieb sieht der Sensor die Öffnung 136 während die Platte 120 in eine stromabwärtige Richtung bewegt wird. Wenn ein Abfühlmaterial 138 in der Öffnung 136 angeordnet ist, wird das Material abgefühlt. Eine solche Abfühlung könnte z. B. eine Spannung darstellen, die von der Spannung des Kupferplattematerials 120 abweicht und würde von der Spannung eines vollständig offenen Lochs 136 abweichen. Wenn der Sensor 114 nicht die ordnungsgemäße Spannung detektiert, die sich aus dem ordnungsgemäßen Abfühlmaterial 138 in der Öffnung 136 ergeben würde, dann würde die Einrichtung 110 deaktiviert. Dies würde bedeuten, daß entweder die Platte 120 zuvor verwendet wurde und kein Abfühlmaterial 138 mehr enthalten ist oder daß es einen Herstellungsdefekt gibt und das Abfühlmaterial nicht über das Loch 136 angebracht ist.
Wenn das Abfühlmaterial 138 ordnungsgemäß selektiert wird und die anderen Einrichtungserfordernisse vorhanden sind, wird die Platte 120 zur Verwendung beim selektiven Verbinden/Trennen der Plastikschläuche 118, 118 erhitzt. Der Heizvorgang resultiert in einem Schmelzen von Abfühlmaterial 138, so daß das Loch 136 vollständig frei liegt.
Das Konzept des Abfühlens eines Zustands der Platte, der anzeigen würde, ob die Platte zuvor verwendet wurde oder nicht kann auf unterschiedliche Arten durchgeführt werden. Fig. 17A illustriert z. B. das Vorsehen von zwei Löchern 136A, 136B, die jeweils ein Abfühlmaterial 138A, 138B aufweisen. Die Abfühlmaterialien 138A und 138B können dieselben oder unterschiedliche Materialien sein. Diese Anordnung würde eine genauere Ablesung vorsehen, um eine binäre oder sequentielle Spannungsablesung vom Sensor 114 zu erfordern, um zu verhindern, daß die Einrichtung 110 deaktiviert wird. Eine solche verbesserte Ablesung wäre wünschenswert, um es für den Bediener schwieriger zu machen, zu versuchen Abfühlmaterial in die Platte 120 einzusetzen, nachdem die Platte schon verwendet wurde.
Das Abdeckmaterial 138 ist vorzugsweise zwei mil dickes Polyethylen Flächenelement, das Ruß enthält. Ein solches Material könnte auch als Material 138A verwendet werden. Das Material 138B könnte in ähnlicher Weise dasselbe Material sein oder es könnte ein Material mit unterschiedlicher Spannungcharakteristik sein.
Fig. 17B zeigt noch eine weitere Ausführung dieser Erfindung, bei der die Öffnung 136C ein langgestreckter Schlitz ist. Das Abdeckmaterial 138C könnte dasselbe Abdeckmaterial 138 sein oder es könnte einfach irgendein geeignetes Material vorzugsweise ein transparentes Material mit einigen Zeichen darauf sein, die durch den Sensor detektiert werden könnten. Z. B. könnten die Zeichen ein Strichcode oder eine Form eines alphanumerischen Codes sein. Die Zeichen könnten für das Auge sichtbar sein, oder sie könnten für das Auge unsichtbar sein, da es nur notwendig ist, daß die Zeichen durch den Sensor sichtbar sind.
Die Fig. 23 bis 28 illustrieren die Platte 120, wie sie in einem geeigneten Halter 160 angebracht ist, der den selben allgemeinen Aufbau besitzen könnte, wie der in Fig. 14 des U.S. Patents Nr. 5,279,685 dargestellte Halter. Der Zweck des Halters liegt darin, die Platte in dem Träger oder Schlitten anzubringen und zwar während der Anfangsbewegung der Platte 120. Der Halter 116 umfaßt im allgemeinen einen aufgeteilten Körper 162 mit einem Schlitz 164, in dem die Platte 120 gleitbar angebracht wäre. Das innere des Körpers 162 würde zwei Ausrichtungsausnehmungen umfassen zur Aufnahme von Vorsprüngen oder Ansätzen 168 an der Platte 120. Der Halterkörper 162 umfaßt sich nach unten erstreckende Fortsätze 170, die halbabgerundet Filets bzw. Enden 172 aufweisen zum Erhöhen des Reibungskontaktes an der Platte 120 durch die Federwirkung des Körperfortsatzes 170, der somit als Federarm wirkt.
Bei Betrieb wäre die Platte 120 in einem Halter 160 angebracht, und zwar während der anfänglichen Positionierung der Platte im Träger bzw. Schlitten 112. Während die Platte stromabwärts bewegt wird, ist sie vom Halter 160 gelöst, wodurch der Schlitz 150 freigelegt wird, der anfänglich durch den Fortsatz 170 des Halters 160 abgedeckt ist.
Es sei bemerkt, daß der in den Fig. 23 bis 28 dargestellte Halter mit dem Plattentyp, wie beispielsweise der Platte 20 verwendet werden könnte und nicht auf die Art Platte beschränkt ist, die für eine einfache Verwendung vorgesehen ist. Selbst wenn der Halter 160 für eine Einmalplatte verwendet wird, könnte der Halter selbst mehrere Male wiederverwendet werden.
Es sei bemerkt, daß die Ziele und Vorteile der Erfindung durch jegliche kompatible Kombination(en) erreicht werden kann, die besonders in den folgenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen (18; T),die folgendes aufweist:

ein Paar von ausgerichteten Schlauchhaltern (12, 12), die zur Bildung eines Spaltes dazwischen voneinander beabstandet sind, wobei jeder der Halter einen ersten Klemmgreifer bzw. eine Klemmbacke (14) und einen zweiten Klemmgreifer bzw. eine Klemmbacke (16) aufweist, die relativ zueinander beweglich sind, um selektiv einen Plastikschlauch (18) lösbar festzuklemmen, und zwar in einer allgemeinen Ebene zwischen dem ersten Klemmgreifer (14) und dem zweiten Klemmgreifer (16), wobei sich ein Teil des Plastikschlauches (18) in den Spalt erstreckt,

eine Platte oder Scheibe (20; 120), die zur Bewegung durch den Spalt angeordnet ist, wobei die Scheibe (20, 120) in der Form einer flachen Platte ausgebildet ist, die entgegengesetzt liegende Seiten (22, 22) aufweist, wobei jede der Seiten der Scheibe (20, 120) zu einem entsprechenden Satz der ersten und zweiten Klemmglieder (14, 16) hinweisend angeordnet ist, und wobei jede der Seiten der Scheibe eine sich nach außen erstreckende Ausbuchtung bzw. einen Löffel (28; 128) aufweist, der ein offenes Ende besitzt und ansonsten geschlossen ist, um eine Sammeltasche zu bilden, die im allgemeinen in der Ebene zwischen den ersten und zweiten Klemmgreifern (14, 16) angeordnet ist zur Entfernung von Kunststoffmaterial von den Plastik- oder Kunststoffschläuchen (18), wenn sich die Scheibe (20, 120) durch den Spalt bewegt.

2. Die Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der Halter (12, 12) einen Nocken (30) aufweist, der sich in den Spalt erstreckt, wobei die Nocken miteinander ausgerichtet und um einen Abstand beabstandet sind, der im allgemeinen gleich der Dicke der Scheibe (20, 120) ist, und wobei die Nocken (30) in der Bewegungsbahn der Scheibe (20, 120) angeordnet sind, und zwar in einem Bereich der Scheibe (20, 120), der sich von den Ausbuchtungen (28; 128) unterscheidet.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Nocken (30) einen Stift aufweisen, der an seinem Halter (12) an einem stromabwärts gelegenen Teil des Spaltes angebracht ist.

4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Scheibe einen Flügel (26; 126) auf jeder der Seiten aufweist, und wobei jeder der Flügel im allgemeinen auf einer Linie mit dem entsprechenden Löffel (28; 128), auf der gleichen Seite der Scheibe (20, 120) liegt.

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Scheibe eine beheizte Scheibe ist und wobei das erwähnte offene Ende der Ausbuchtungen bzw. der Löffel (28, 128) zu dem Flügel (26; 126) hin gerichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Klemmgreifer (14, 16), die Form eines Doppelklemmgreifers besitzt, und zwar mit einem festen Greifer oder einer Backe (32) und einem beweglichen Greifer oder einer Backe (34), wobei der feste Greifer (32) einen Basisteil (32) besitzt und wobei der bewegliche Greifer (34) ein Federarm (34) ist, der an dem Basisteil (32) angebracht ist.

7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der Basisteil (32) einen Kanal aufweist, wobei der Federarm (34) in dem Kanal angebracht ist und wobei ferner eine Druckplatte (36) in dem Kanal angebracht ist, und zwar gegen den Federarm (34), und wobei eine Befestigungsvorrichtung (40) die Druckplatte (36) und den Federarm (34) an dem Basisteil (32) in dem Kanal befestigt.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Scheibe oder Platte (20, 120) einen im allgemeinen geradlinigen Schlitz (50, 150) aufweist, der sich von einer Kante der Scheibe (20, 120) vollständig dort hindurch erstreckt, und wobei der Schlitz (50; 150) im allgemeinen auf einer Linie mit den Ausbuchtungen (28, 128) und stromabwärts zu diesen liegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder der Halter (12, 12) einen Nocken (30) aufweist, der sich in den Spalt erstreckt, wobei die Nocken (30) miteinander ausgerichtet sind und voneinander um einen Abstand im allgemeinen gleich der Dicke der Scheibe (20, 120) beabstandet sind, und zwar zwischen den Seiten der Scheibe zum Führen der Scheibe, wenn sie sich durch den Spalt bewegt.

10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei jeder der Nocken (30) einen Stift aufweist, der an dem Halter (12) an einem stromabwärts gelegenen Teil des Spalts angebracht ist.

11. Eine Scheibe bzw. Platte (20; 120) zur Verwendung in einer Vorrichtung (10) zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastik- oder Kunststoffschläuchen (18; T), wobei die Scheibe in der Form einer beheizten flachen Platte mit entgegengesetzt liegenden Seiten (22, 22) vorgesehen ist, wobei jede der Seiten eine sich nach außen erstreckende Erweiterung bzw. Ausbuchtung bzw. einen Löffel (28, 128) aufweist, wobei jede der Ausbuchtungen ein offenes Ende besitzt und ansonsten geschlossen ist, um eine Sammeltasche zu bilden, und wobei ferner jede der Ausbuchtungen (28; 128) an dem gleichen Abschnitt zu einer entsprechenden Seite (22) angeordnet ist, wie die andere der Ausbuchtungen, wodurch die Ausbuchtungen (28; 128) Spiegelbilder voneinander bilden.

12. Scheibe nach Anspruch 11 mit einem Flügel (26; 126), der sich nach außen von jeder der Seiten (22) erstreckt, und zwar beabstandet von und im allgemeinen auf einer Linie mit einer entsprechenden der Ausbuchtungen (28; 128).

13. Scheibe nach Anspruch 12, wobei die Ausbuchtungen (28; 128) und die Flügel (26; 126) am oberen Ende jeder der Seiten (22) angeordnet sind, und wobei eine Kerbe (24, 124) in dem unteren Ende der Scheibe (20; 120) ausgebildet ist.

14. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis 13 mit einem im allgemeinen geradlinigen Schlitz (50; 150), der sich von einer Kante der Platte vollständig durch die erwähnte Platte erstreckt, wobei der Schlitz im allgemeinen auf einer Linie mit und stromabwärts zu den Ausbuchtungen (28; 128) liegt.

15. Scheibe nach einem der Ansprüche 11 bis 14 einschließlich einer Öffnung (136), die sich vollständig durch die Platte erstreckt, und wobei ein Abfühlmaterial (138) die erwähnte Öffnung (136) abdeckt.