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Die
vorliegende Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der US-Anmeldung
Serien-Nr. 08/966337 unter dem Titel „Nadellose Injektionsstelle", angemeldet am 7.
November 1997, die eine teilweise Fortsetzung der US-Anmeldung Serien-Nr. 08/735217
unter dem Titel „Nadellose
Injektionsstelle mit unveränderlicher
Durchflussgeschwindigkeit" ist, angemeldet
am 21. Oktober 1996, die eine teilweise Fortsetzung der US-Anmeldung
Serien-Nr. 08/699848 unter dem Titel „Nadellose Injektionsstelle" ist, angemeldet
am 20. August 1996, die eine teilweise Fortsetzung des U.S.Patentes
Nr. 5616130 unter dem Titel „Nadellose
Injektionsstelle" ist,
ausgestellt am 1. April 1997, die eine teilweise Fortsetzung des
U.S.Patentes Nr. 5616129 unter dem Titel „Nadellose Injektionsstelle" ist, ausgestellt
am 1. April 1997, die eine teilweise Fortsetzung des U.S.Patentes
Nr. 5470319 unter dem Titel „Nadellose
Injektionsstelle" ist,
ausgestellt am 28. November 1995.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Medizintechnik
und insbesondere ein Verfahren zur Bildung eines Wiederabdichtungselementes
für eine
Verwendung in einer nadellosen Injektionsstelle, das einen besonderen
Vorteil mit Bezugnahme auf intravenöse Infusionsanwendungen zeigt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine alltägliche
medizinische Praxis, eine intravenöse Infusion verschiedener Fluids
oder Medikamente in ein Blutgefäß eines
Patienten (beispielsweise eine Vene oder Arterie) vorzunehmen. Eine
derartige Infusion wird typischerweise durch Einsetzen einer hohlen
Punktionsnadel in ein Zielblutgefäß durchgeführt. Die Punktionsnadel ist
fluidisch mit einem Ende eines länglichen
elastischen Schlauches oder einer Fluidleitung verbunden, dessen
entgegengesetztes Ende fluidisch mit einem Lösungsbeutel verbunden ist.
Der Lösungsbeutel
selbst hängt
typischerweise über
dem Patienten, so dass die Schwerkraft den Fluss des Fluids nach
unten durch die Fluidleitung und in das Blutgefäß des Patienten mittels der
Punktionsnadel erleichtert, die operativ darin positioniert bleibt.
Der Fluidschlauch und der Lösungsbeutel
sind miteinander mittels einer Dosiervorrichtung verbunden, die
die Infusionsgeschwindigkeit des Fluids aus dem Beutel in den Schlauch
steuert.
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Bei
vielen intravenösen
Infusionsanordnungen ist eine Injektionsstelle fluidisch innerhalb
des Schlauches zwischen der Punktionsnadel und dem Lösungsbeutel
verbunden. Die Injektionsstelle weist typischerweise eine Y-förmige Konfiguration
auf, und sie weist einen schlauchartigen Hauptkörperabschnitt mit einem schlauchartigen
Seitenarmabschnitt in Fluidverbindung damit auf. Das distale Ende
des Seitenarmabschnittes ist fluidisch mit dem Lösungsbeutel mittels eines oberen
Segmentes des Schlauches verbunden, wobei das untere Ende des Hauptkörperabschnittes
fluidisch mit der Punktionsnadel mittels eines unteren Segmentes
des Schlauches verbunden ist. Das obere Ende des Hauptkörperabschnittes
wird selbst durch ein Diaphragma bedeckt, das typischerweise aus
Gummi oder einem ähnlichen
elastischen Material hergestellt wird.
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Die
Einbeziehung der Injektionsstelle innerhalb des Schlauches gestattet
die selektive Infusion verschiedener Medikationen in das Blutgefäß des Patienten
durch Hinzufügen
dieser zu der Lösung, die
aus dem Lösungsbeutel
in das Blutgefäß über das
obere Schlauchsegment, die Injektionsstelle, das untere Schlauchsegment
und die Punktionsnadel fließt.
Diese zusätzliche
Infusion wird typischerweise durch Verwendung einer konventionellen
Spritze bewirkt, deren Nadel das Diaphragma durchstößt und sich
durch dieses erstreckt, das auf dem oberen Ende des Hauptkörperabschnittes
der Injektionsstelle angeordnet ist. Anschließend an das Abführen der Medikation
aus der Spritze und in die fließende
Lösung
wird die Nadel aus dem Hauptkörperabschnitt der
Injektionsstelle zurückgezogen,
wobei die im Diaphragma infolge des Durchganges der Nadel dort hindurch
erzeugte Öffnung
bei einem derartigen Zurückziehen
infolge der Elastizität
des Diaphragmas im Wesentlichen verschlossen wird. Wie erkannt wird,
gestattet die Einverleibung der Injektionsstelle innerhalb des Schlauches,
dass dem Patienten verschiedene Medikationen intravenös durch
die vorhandene Infusionsstelle innerhalb des Blutgefäßes eingegeben
werden, wodurch die Notwendigkeit eliminiert wird, den Patienten
zusätzlichen
Nadelstichen auszusetzen.
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Obgleich
es bestimmte Vorteile für
den Patienten bringt, zeigen die in Übereinstimmung mit dem bisherigen
Stand der Technik ausgebildeten Injektionsstellen bestimmte Mängel, die
ihre Gesamtzweckmäßigkeit
schmälern.
Wie es vorangehend erklärt
wird, erfordert die Benutzung derartiger Injektionsstellen typischerweise,
dass sich die Nadel der konventionellen Spritze durch das Diaphragma erstreckt
(d.h., es durchsticht), das am oberen Ende des Hauptkörperabschnittes
der Injektionsstelle befestigt ist. Die Notwendigkeit, dass man
jedoch eine Spritze mit einer Nadel nutzen muss, um die Einführung der
Medikation in den Lösungsstrom
zu erleichtern, ist infolge der Risiken unbeabsichtiger Nadelstiche
unerwünscht.
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In
Kenntnis dieses Mangels wurden beim bisherigen Stand der Technik
ebenfalls nadellose geschlossene Injektionsstellen entwickelt, die
ein Diphragma einschließen,
dass so ausgeführt
ist, dass es offene und Konfigurationen annimmt, ohne dass eine
Nadel darin eingesetzt werden muss. Obgleich diese nadellosen Injektionsstellen
die Notwendigkeit des Durchstechens des Diaphragmas mit einer Nadel
eliminieren, zeigen sie ebenfalls bestimmte Mängel, die ihre Gesamtzweckmäßigkeit
schmälern.
An erster Stelle steht bei diesen Mängeln die Schwierigkeit in
Verbindung mit dem Desinfizieren der Injektionsstelle und insbesondere
des Diaphragmas selbst, im Anschluss an die Infusion der Medikation.
In dieser Hinsicht muss nach jeder Benutzung der Injektionsstelle
das Diaphragma gereinigt werden, wobei eine derartige Reinigung
typischerweise durch die Aufbringung von Alkohol oder einem ähnlichen
Desinfektionsmittel darauf bewirkt wird. Infolge der Konfiguration
des Diaphragmas ist jedoch eine vollständige und wirksame Desinfektion
dieses oftmals schwer zu erreichen, wodurch die Gefahr der unbeabsichtigten
Einführung
von Verunreinigungen in den Lösungsstrom
bei der anschließenden
Benutzung der Injektionsstelle vergrößert wird.
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Beim
Bestreben, die in Verbindung mit den Injektionsstellen nach dem
bisherigen Stand der Technik vorhandenen Mängel zu überwinden, entwickelte der
Anmelder die nadellosen Injektionsstellen, die in den vorhergehend
identifizierten ausgestellten Patenten und mit angemeldeten Anmeldungen
offenbart werden, die die Hauptfälle
der vorliegenden Anmeldung sind. Die vorliegende nadellose Injektionsstelle
bildet eine Verbesserung gegenüber
jenen, die in den Hauptfällen
offenbart wurden. In dieser Hinsicht ist die vorliegende Injektionsstelle
mit Konstruktionsmerkmalen versehen, die so angepasst sind, dass
die unbeabsichtigte Behinderung des Fluidstromweges verhindert wird,
und dass das Niveau des zwangläufigen
Flusses innerhalb des Fluidstromweges so erhöht wird, dass ein Herausziehen
einer mit Nadel versehenen oder nicht mit einer Nadel versehenen
Punktionsvorrichtung von innerhalb der Injektionsstelle nicht bewirkt,
dass ein Vakuum innerhalb einer damit verbundenen schlauchartigen
Fluidleitung gezogen wird.
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Beim
Bestreben, die in Verbindung mit den Injektionsstellen nach dem
bisherigen Stand der Technik vorhandenen Mängel zu überwinden, entwickelte der
Amnelder die nadellosen Injektionsstellen, die in den vorhergehend
identifizierten ausgestellten Patenten und mit angemeldeten Anmeldungen
offenbart werden, die die Hauptfälle
der vorliegenden Anmeldung sind. Bei der Hauptanmeldung, die der
vorliegenden Anmeldung unmittelbar vorausgeht, ist die nadellose
Injektionsstelle des Anmelders mit Konstruktionsmerkmalen versehen,
die so angepasst sind, dass die unbeabsichtigte Behinderung des
Fluidstromweges verhindert wird, und dass das Niveau des zwangläufigen Flusses
innerhalb des Fluidstromweges so erhöht wird, dass ein Herausziehen
einer mit Nadel versehenen oder nicht mit einer Nadel versehenen
Punktionsvorrichtung von innerhalb der Injektionsstelle nicht bewirkt,
dass ein Vakuum innerhalb einer damit verbundenen schlauchartigen
Fluidleitung gezogen wird. Diese Konstruktionsmerkmale werden größtenteils
im Wiederabdichtungsteil der nadellosen Injektionsstelle verkörpert. Die
vorliegende Erfindung liefert eine einzigartige Methodologie für die Bildung
des Wiederabdichtungsteils und insbesondere des Körperelementes
davon.
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Das
U.S.Patent 4541795 offenbart eine Form für das Bilden einer Verschlussvorrichtung
für eine
Verwendung bei Flaschen, die unter Druck stehende Getränke enthalten.
Die Form umfasst einen Hohlraum, der durch eine Anzahl von Formsegmenten
und einen zylindrischen hohlen äußeren Kern
definiert wird, der sich in den Hohlraum hinein erstreckt, wobei
der Kern eine ringförmige
Aussparung in der gebildeten Verschlussvorrichtung definiert. Die
Formsegmente halten bei Benutzung die Verschlussvorrichtung, während der äußere Kern
aus dem Hohlraum herausgezogen wird, wonach die verschiedenen Formsegmente
getrennt werden, um die geformte Vorrichtung herauszunehmen. Die
Vorrichtung, die beschrieben wird, benutzt eine Anzahl von Formsegmenten,
die alle bewegt und getrennt werden müssen, um die Verschlussvorrichtung
freizugeben.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bildung eines
Wiederabdichtungselementes für
eine Verwendung in einer nadellosen Injektionsstelle durch Verwendung
einer Formbaugruppe bereitgestellt, wie es im unabhängigen Patentanspruch
1 definiert wird. Die Erfindung liefert ebenfalls eine Formbaugruppe
für das
Bilden eines Wiederabdichtungselementes, wobei die Baugruppe so
ist, wie sie im unabhängigen
Patentanspruch 10 definiert wird. Weitere Merkmale der Erfindung
werden in den abhängigen
Patentansprüchen beschrieben.
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Es
wird ein neuartiges und einzigartiges Verfahren zur Bildung eines
Wiederabdichtungselementes eines Wiederabdichtungsteils bereitgestellt,
wie es in einer nadellosen Injektionsstelle verwenedet wird. Außerdem wird
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eine Formbaugruppe für das Durchführen eines
derartigen Verfahrens bereitgestellt. Die Formbaugruppe weist eine
bewegliche erste oder untere Platte auf, die eine im Allgemeinen ebene
obere Fläche
definiert und eine sich dort hindurch erstreckende Kernöffnung umfasst.
Zusätzlich zur
ersten Platte weist die Formbaugruppe einen Hüllenkern auf, der sich durch
die Kernöffnung
der ersten Platte erstreckt und aus der oberen Fläche der ersten
Platte herausragt. Der Hüllenkern
selbst definiert einen Strömungskanal,
der sich dort hindurch erstreckt.
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Ein
mittlerer Stift der Formbaugruppe erstreckt sich durch den Strömungskanal
des Hüllenkernes
und ragt dort heraus. Der mittlere Stift ist funktionsfähig, um
den durch den Hüllenkern
definierten Strömungskanal
selektiv zu blockieren. Genauer gesagt, der mittlere Stift ist relativ
zum Hüllenkern
zwischen einer Stiftformposition, bei der der Strömungskanal
durch das Anstoßen
des Zentrierstiftes am Hüllenkern
blockiert wird, und einer Luftblasposition beweglich, bei der der
Strömungskanal
durch die Extension des mittleren Stiftes aus dem Hüllenkern
in einem Maß freigegeben
wird, das ausreichend ist, um einen Spalt dazwischen zu bilden.
Die erste Platte ist selektiv nach oben und nach unten längs jener
Abschnitte des Hüllenkernes
und des mittleren Stiftes beweglich, die aus deren oberen Fläche herausragen.
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Die
Formbaugruppe der vorliegenden Erfindung weist außerdem einen
mittleren Kern auf, der sich ebenfalls innerhalb der Kernöffnung der
ersten Platte erstreckt und selektiv dort hinein zurückziehbar
ist. Genauer gesagt, der mittlere Kern, der ein im Allgemeinen ebenes
oberes Ende definiert, ist relativ zur ersten Platte zwischen einer
Kernformposition, in der das obere Ende im Wesentlichen bündig und kontinuierlich
mit der oberen Fläche
der ersten Platte ist, und einer Ausstoßposition beweglich, in der
das obere Ende nach innen in die erste Platte zurückgezogen
wird und von deren oberen Fläche
beabstandet ist.
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Zusätzlich zu
den vorangehend beschriebenen Bauteilen umfasst die Formbaugruppe
der vorliegenden Erfindung eine zweite oder obere Platte, die eine
im Allgemeinen ebene untere Fläche
definiert und selektiv über
jene Abschnitte des Hüllenkernes und
des mittleren Stiftes weiterbeweglich ist, die aus der ersten Platte
so herausragen, dass ein Formhohlraum mit einer Form entsprechend
der des Wiederabdichtungselemetes vereint durch die erste und zweite
Platte, den Hüllen-
und mittleren Kern und den mittleren Stift definiert wird. Genauer
gesagt, die zweite Platte ist zwischen einer Plattenformposition, in
der die untere Fläche
davon unmittelbar benachbart der oberen Fläche der ersten Platte angeordnet wird,
und einer Abnahmeposition beweglich, in der die untere Fläche weg
und beabstandet von der oberen Fläche der ersten Platte zurückgezogen
wird. Wie erkannt wird, ist die erste Platte längs des Hüllenkernes und des mittleren
Stiftes in Richtung der zweiten Platte beweglich, wenn sich die
zweite Platte in ihrer Abnahmeposition befindet.
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Bei
der Formbaugruppe der vorliegenden Erfindung weist der Hüllenkern
selbst eine innere Hülse,
die den Strömungskanal
definiert, und eine äußere Hülse auf,
die einen Abschnitt der inneren Hülse umgibt. Zusätzlich ist
eine Vakuumöffnung
innerhalb der ersten Platte angeordnet, wobei eine Eintrittsöffnung innerhalb
der zweiten Platte angeordnet ist. Sowohl die Vakuum- als auch Eintrittsöffnung stehen fluidisch
mit dem Formhohlraum in Verbindung, wobei die Eintrittsöffnung benutzt
wird, um das formbare Material in den Formhohlraum einzuspritzen,
und wobei die Vakuumöffnung
benutzt wird, um den Hohlraum vor dem Einspritzen des formbaren
Materials dort hinein luftleer zu machen.
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Beim
bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird der Formvorgang
eingeleitet, wobei die zweite Platte in ihrer Plattenformposition
ist, wobei der mittlere Stift in seiner Stiftformposition ist, und
wobei der mittlere Kern in seiner Kernformposition ist. Wenn die
zweite Platte, der mittlere Stift und der mittlere Kern in diesen
speziellen Positionen sind, wird der Formhohlraum vereint durch
die erste und zweite Formplatte, den Hüllen- und mittleren Kern und
den mittleren Stift definiert. Der anfängliche Schritt des bevorzugten
Verfahrens weist das Erzeugen eines Vakuums innerhalb des Formhohlraumes mittels
der Vakuumöffnung
auf, die sich innerhalb der ersten Platte erstreckt. Danach wird
eine Menge des formbaren Materials in den Formhohlraum mittels der Eintrittsöffnung eingespritzt,
die sich innerhalb der zweiten Platte erstreckt. Das bevorzugte
formbare Material, das in den Formhohlraum eingespritzt wird, ist
Silicon. Nachdem es in den Formhohlraum eingespritzt wurde, darf
das formbare Material über
eine vorgeschriebene Zeitdauer aushärten, um das Wiederabdichtungselement
zu bilden.
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Anschließend an
die Bildung des Wiederabdichtungselementes wird der mittlere Stift
in seine Luftblasposition bewegt, um so das Einbringen von Druckluft
in den Formhohlraum aus dem Strömungskanal
des Hüllenkernes
zu gestatten. In dieser Hinsicht fließt beim Freigeben des Strömungskanals, das
durch die Bewegung des mittleren Stiftes in seine Luftblasposition
bewirkt wird, Druckluft durch den Strömungskanal und zwischen den
Hüllenkern
und den mittleren Stift und trifft direkt auf das Wiederabdichtungselement.
Ein derartiger Fluss löst
wirksam das Wiederabdichtungselement vom Hüllenkern und dem mittleren
Stift ab.
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Während die
Druckluft in den Formhohlraum in der vorangehend beschriebenen Weise
eingebracht wird, wird der mittlere Kern der Formbaugruppe aus seiner
Kernformposition in seine Ausstoßposition bewegt. Der Spalt,
der zwischen dem oberen Ende des mittleren Kernes und dem Wiederabdichtungselement
durch die Bewegung des mittleren Kernes in seine Ausstoßposition
definiert wird, gestattet, dass ein Abschnitt des gebildeten Wiederabdichtungselementes,
der sich unterhalb des Hüllenkernes einrollt,
von dort durch die Druckluft, die auf das Wiederabdichtungselement
mittels des Strömungskanals auftrifft,
abgelöst
und nach außen
außer
Kontakt damit gedreht wird.
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Anschließend an
die oder gleichzeitig mit der Bewegung des mittleren Kernes in seine
Ausstoßposition
wird die zweite Platte der Formbaugruppe in ihre Abnahmeposition
bewegt, um so das gebildete Wiederabdichtungselement freizulegen
und einen wesentlichen Zwischenraum oder Spalt zwischen der oberen
Fläche
der ersten Platte und der unteren Fläche der zweiten Platte zu bilden.
Nachdem die zweite Platte in ihre Abnahmeposition bewegt wurde,
wird die erste Platte nach oben längs jener Abschnitte des Hüllenkernes
und des mittleren Stiftes bewegt, die daraus herausragen, um so
das gebildete Wiederabdichtungselement vom Hüllenkern und dem mittleren Stift
zu entfernen oder abzustreifen. Das Einbringen von Druckluft gegen
das Wiederabdichtungselement mittels des Strömungskanals wird bis zu einem
derartigen Zeitpunkt fortgesetzt, zu dem sich die erste Platte nach
oben über
den Hüllenkern
hinaus zum mittleren Stift bewegt.
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Bei
der Formbaugruppe der vorliegenden Erfindung weisen der Hüllen- und
mittlere Kern und dessen mittlerer Stift eine Formeinheit auf. Es
wird in Betracht gezogen, dass das vorliegende Verfahren in einer
Formpresse durchgeführt
werden kann, die die erste und zweite Platte und mehrere Formeinheiten umfasst,
die innerhalb der ersten Platte in einer im Allgemeinen kreisförmigen Konfiguration
angeordnet sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
ebenso wie andere charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen besser sichtbar, die zeigen:
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1 eine
Teilschnittdarstellung eines Wiederabdichtungselementes, das in Übereinstimmung mit
der Methodologie der vorliegenden Erfindung gebildet wird;
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2, 3, 4, 4a und 5 Teilschnittdarstellungen,
die eine bevorzugte Reihenfolge der Schritte veranschaulichen, die
bei der Methodologie der vorliegenden Erfindung für die Bildung des
in 1 gezeigten Wiederabdichtungselementes zur Anwendung
gebracht werden; und
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6 eine
Teilschnittdarstellung einer Formpresse, die verwendet wird, um
die Reihenfolge der in 2 bis 5 gezeigten
Schritte durchzuführen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen die Darstellungen nur
für die
Zwecke der Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung und nicht für
die Zwecke der Einschränkung
der gleichen gedacht sind, veranschaulicht 1 perspektivisch
ein Wiederabdichtungselement 10, das bei Anwendung der
Formvorrichtung und der dazugehörenden
Formmethodologie, die in 2 bis 6 dargestellt
wird, gebildet wird. Das Wiederabdichtungselement 10 ist
im Wesentlichen sowohl konstruktiv als auch funktionell dem Körper des
Wiederabdichtungsteils gleich, das bei der unmittelbar vorhergehenden
Hauptanmeldung beschrieben wird. In dieser Hinsicht umfasst das
Wiederabdichtungselement 10 ein proximales Ende 12 und
ein distales Ende 14, wobei das proximale Ende 12 eine
Innenfläche 16 und
eine Außenfläche 18 definiert.
Das proximale Ende 12 wird durch einen im Allgemeinen zylindrischen
proximalen Abschnitt 20 des Wiederabdichtungselementes 10 definiert,
das ebenfalls einen im Allgemeinen zylindrischen distalen Abschnitt 22 umfasst.
Der proximale und der distale Abschnitt 20, 22 sind
durch einen abgeschrägten
Absatz 24 getrennt, der dazwischen gebildet wird, und sind
so bemessen, dass der Durchmesser des distalen Abschnittes 22 den
Durchmesser des proximalen Abschnittes 20 übersteigt.
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Beim
Wiederabdichtungselement 10 weist die Innenfläche 16 des
proximalen Endes 12 eine im Allgemeinen halbkugelförmige Konfiguration
auf. Zusätzlich
ist eine kreisförmig
ausgebildete Vertiefung 26 in der Außenfläche 18 des proximalen
Endes 12 ausgebildet, die mittig innerhalb der Außenfläche 18 positioniert
ist. Außerdem
ist ein auf dem proximalen Abschnitt 20 ausgebildeter Zentrierring 28 vorhanden,
der sich dort herum erstreckt und eine im Allgemeinen keilförmige Querschnittskonfiguration
aufweist.
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Das
distale Ende 14 des Wiederabdichtungselementes 10 wird
durch einen ringförmigen Flansch 30 definiert,
der am distalen Abschnitt 22 gebildet wird und sich radial
nach innen und nach außen
relativ dazu erstreckt. Eine vergrößerte Wulst 32 wird
auf dem inneren Umfangsrand des Flansches 30 gebildet.
Beim Wiederabdichtungselement 10 zeigt der distale Abschnitt 22 nicht
eine gleichmäßige Wanddicke,
sondern umfasst vielmehr einen Abschnitt von vergrößerter Dicke
benachbart dem Flansch 30, der vom restlichen distalen
Abschnitt 22 durch einen abgeschrägten Absatz 34 getrennt
wird. Zusätzlich
sind auf der Außenfläche des
distalen Abschnittes 22 in einer abstandsgleich beabstandeten Beziehung
zueinander eine Vielzahl von länglichen Druckrippen 36 ausgebildet,
die sich vom Absatz 24 zum Flansch 30 erstrecken.
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Das
Wiederabdichtungselement 10 wird durch die Benutzung einer
Formpresse 38 gebildet, die in 6 gezeigt
wird. Die Formpresse 38 ist mit mindestens einer Formbaugruppe 40 versehen,
die eine bewegliche erste oder untere Platte 42 aufweist. Die
erste Platte 42 definiert eine im Allgemeinen ebene obere
Fläche 44 und
umfasst eine schlauchartige erste Hülse 46, die darin
angeordnet ist. Die erste Hülse 46 definiert
eine Kernöffnung 48,
die sich axial dort hindurch erstreckt, und ein ringförmiges,
im Allgemeinen ebenes oberes Ende 50, das mit der oberen
Fläche 44 der
ersten Platte 42 im Wesentlichen bündig und kontinuierlich ist.
Da die erste Hülse 46 innerhalb
der ersten Platte 42 starr montiert ist, erleichtert die
Bewegung der ersten Platte 42 die gleichzeitige Bewegung
der ersten Hülse 46.
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Innerhalb
der ersten Platte 42 erstreckt sich ein länglicher
Vakuumdurchgang 60, von dem ein Ende in einer ringförmigen Vakuumöffnung 62 endet, die
innerhalb der oberen Fläche 44 der
erten Platte 42 angeordnet ist. Die ringförmige Vakuumöffnung 62 umgibt
das obere Ende 50 der ersten Hülse 46. Ebenfalls
innerhalb der oberen Fläche 44 der
ersten Platte 42 ist eine ringförmige Runddichtringnut 64 angeordnet,
die einen Runddichtring aufnimmt. Wenn der Runddichtring innerhalb
der Runddichtringnut 64 angeordnet ist, ragt er etwas über die
obere Fläche 44 der
ersten Platte 42 heraus. Es ist wichtig, dass die Runddichtringnut 64 innerhalb
der oberen Fläche 44 so
ausgerichtet ist, dass sie sowohl das obere Ende 50 der
ersten Hülse 46 als
auch die Vakuumöffnung 62 umgibt.
Die Verwendung sowohl der Vakuumöffnung 62 als
auch des Runddichtringes innerhalb der Runddichtringnut 64 wird
nachfolgend detaillierter diskutiert.
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Zusätzlich zur
ersten Platte 42 weist die Formbaugruppe 40 einen
Hüllenkern 52 auf,
der sich durch die Kernöffnung 48 der
ersten Hülse 46 erstreckt
und nach oben aus dem oberen Ende 50 davon herausragt.
Der Hüllenkern 52 selbst
weist eine längliche
schlauchartige innere Hülse 54 auf,
die einen vergrößerten oberen
Abschnitt umfasst und einen sich axial dort hindurch erstreckenden
Strömungskanal 56 definiert.
Zusätzlich
zur inneren Hülse 54 umfasst
der Hüllenkern 52 eine äußere Hülse 58,
die einen Abschnitt der inneren Hülse 54 benachbart
von deren oberen Ende umgibt. Wenn die innere und die äußere Hülse 54, 58 aneinander
befestigt werden, definieren sie vereint einen oberen abgeschrägten Absatz 73 und
eine untere Ringnut 74. Zusätzlich wird in der Außenfläche der äußeren Hülse 58 ein
abgeschrägter
Absatz 76 gebildet.
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Die
Formbaugruppe 40 der vorliegenden Erfindung weist außerdem einen
länglichen
mittleren Stift 66 auf, der sich axial durch den Strömungskanal 56 der
inneren Hülse 54 erstreckt
und aus dessen oberen Ende herausragt. Wie in 2 und 3 gesehen
wird, ist der obere Abschnitt des mittleren Stiftes 66 relativ
zum restlichen davon vergrößert und definiert
einen abgeschrägten
Absatz 68 mit einer Konfiguration, die zu der des abgeschrägten Absatzes 70 komplementär ist, der
das obere Ende des Strömungskanals 56 definiert.
Innerhalb des oberen Endes des mittleren Stiftes 66 ist
eine halbkreisförmige
Aussparung 72 ausgebildet.
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In
der Formbaugruppe 40 ist der mittlere Stift 66 funktionsfähig, um
den durch die innere Hülse 54 des
Hüllenkernes 52 definierten
Strömungskanal 56 selektiv
zu blockieren. Genauer gesagt, wie in 2 und 3 zu
sehen ist, ist der mittlere Stift 66 relativ zur inneren
Hülse 54 zwischen
einer Stiftformposition (in 2 gezeigt),
in der der Strömungskanal 56 durch
das Anstoßen
des Absatzes 68 des mittleren Stiftes 66 am komplementären Absatz 70 der
inneren Hülse 54 blockiert
wird, und einer Luftblasposition (in 3 und 4 gezeigt)
beweglich, in der der Strömungskanal 56 durch
die Extension des mittleren Stiftes 66 aus der inneren
Hülse 54 in
einem Maß freigegeben
wird, das ausreichend ist, um einen Spalt zwischen den Absätzen 68, 70 zu
bilden. Es ist wichtig, dass der Durchmesser des mittleren Stiftes 66 anders
als beim vergrößerten oberen
Abschnitt davon im Wesentlichen kleiner ist als der Durchmesser
des Strömungskanals 56,
um so nicht den gleichen zu blockieren. Wie nachfolgend detaillierter
diskutiert wird, ist die erste Platte 42 der Formbaugruppe 40 nach
oben und nach unten längs
jener Abschnitte des Hüllenkernes 52 und
des mittleren Stiftes 66, die aus dem oberen Ende 50 der
ersten Hülse 46 herausragen,
selektiv beweglich.
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Die
Formbaugruppe 40 der vorliegenden Erfindung weist außerdem einen
länglichen
mittleren Kern 78 auf, der sich ebenfalls innerhalb der
Kernöffnung 48 der
ersten Hülse 46 erstreckt.
Der mittlere Kern 78 weist eine im Allgemeinen zylindrische
Konfiguration auf und definiert ein ringförmiges, im Allgemeinen ebenes
oberes Ende 80, das vom Rest davon durch einen abgeschrägten Absatz 82 getrennt wird,
der in der Außenfläche des
mittleren Kernes 78 gebildet wird. Wie am besten in 6 gesehen
wird, erstreckt sich die innere Hülse 54 des Hülsenkernes 52 axial
durch den mittleren Kern 78 und ist innerhalb davon verschiebbar.
Der mittlere Kern 78 der Formbaugruppe 40 ist
selektiv in das Innere der inneren Hülse 54 in der in 3 und 4 gezeigten
Weise zurückziehbar.
Genauer gesagt, der mittlere Kern 78 ist relativ zur inneren
Hülse 54 zwischen
einer Kernformposition (in 2 und 3 gezeigt),
in der das obere Ende 80 mit dem oberen Ende 50 der
ersten Hülse 46 im
Wesentlichen bündig
und kontinuierlich ist, und einer Ausstoßposition beweglich, in der
das obere Ende 80 nach innen in die erste Hülse 46 zurückgezogen
wird und von deren oberen Ende 50 beabstandet ist. Die
genaue Anordnung des mittleren Kernes 78 in seiner Kernformposition
wird durch Anstoßen
des abgeschrägten
Absatzes 82 davon an einem entsprechenden komplementären abgeschrägten Absatz 84 erleichtert,
der durch die Innenfläche der
ersten Hülse 46 definiert
wird, die die Kernöffnung 48 definiert.
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Zusätzlich zu
den vorangehend beschriebenen Bauteilen umfasst die Formbaugruppe 40 der vorliegenden
Erfindung eine bewegliche zweite oder obere Platte 86,
die eine im Allgemeinen ebene untere Fläche 88 definiert.
Innerhalb der zweiten Platte 86 ist eine zweite Hülse 90 angeordnet,
die ein ringförmiges,
im Allgemeinen ebenes unteres Ende 92 defniert. Die zweite
Hülse 90 ist
starr innerhalb der zweiten Platte 86 in einer Weise montiert,
bei der das untere Ende 92 davon mit der unteren Fläche 88 der zweiten
Platte 86 im Wesentlich bündig und kontinuierlich ist.
Die zweite Hülse 90 umfasst
eine Aussparung 94, die darin ausgebildet ist, die eine
Form entsprechend den äußeren Oberflächenkonturen
des Wiederabdichtungselementes 10 aufweist. Zusätzlich zur
Aussparung 94 ist innerhalb der zweiten Hülse 90 eine
Eintrittsöffnung 96 angeordnet,
die fluidisch mit der Aussparung 94 verbunden ist und für das Einspritzen
eines formbaren Materials dort hinein verwendet wird, wie es nachfolgend
detaillierter diskutiert wird.
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In
der Formbaugruppe 40 ist die zweite Platte 86 und
insbesondere die zweite Hülse 90 über jene Abschnitte
des Hüllenkernes 52 und
des mittleren Stiftes 66, die nach oben aus dem oberen
Ende 50 der ersten Hülse 46 herausragen,
selektiv weiterbeweglich. Genauer gesagt, die zweite Platte 86 ist
zwischen einer Plattenformposition, in der die untere Fläche 88 davon
unmittelbar benachbart der oberen Fläche 44 der ersten
Platte 42 angeordnet ist, und einer Abnahmeposition beweglich,
in der die untere Fläche 88 von
der oberen Fläche 44 der
ersten Platte 42 weg zurückgezogen wird und beabstandet
ist. Wenn sich die zweite Platte 86 in ihrer Plattenformposition
befindet, werden jene Abschnitte des Hüllenkernes 52 und
des mittleren Stiftes 66, die nach oben aus der inneren
Hülse 54 herausragen,
in der Aussparung 94 der zweiten Hülse 90 aufgenommen.
Daher, wenn sich die zweite Platte 86 in ihrer Plattenformposition
befindet, befindet sich der mittlere Stift 66 in seiner
Stifrformposition, und der mittlere Kern 78 befindet sich
in seiner Kernformposition, wobei ein Formhohlraum mit einer Form
entsprechend der des Wiederabdichtungselementes 10 vereint
durch die erste und zweite Platte 42, 86, den
Hüllen-
und mittleren Kern 52, 78 und den mittleren Stift 66 definiert wird.
Wie erkannt wird, ist die erste Platte 42 nach oben längs des
Hüllenkernes 52 und
des mittleren Stiftes 66 erst beweglich, nachdem die zweite
Platte 86 in ihre Abnahmeposition getrieben wurde.
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Nachdem
auf diese Weise die Bauteile der Formbaugruppe 40 beschrieben
wurden, wird jetzt ein bevorzugtes Verfahren zur Bildung des Wiederabdichtungsetementes 10 durch
Verwendung der Formbaugruppe 40 mit spezieller Bezugnahme
auf 2 bis 5 beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung
wird der Formvorgang eingeleitet, wenn sich die zweite Platte 86 in
ihrer Plattenformposition befindet, der mittlere Stift 66 in
seiner Stiftformposition ist, und der mittlere Kern 78 in
seiner Kernformposition ist. Wie es vorangehend gezeigt wird, wird, wenn
sich die zweite Platte 86, der mittlere Stift 66 und
der mittlere Kern 78 in diesen speziellen Positionen befinden,
der Formhohlraum, der in der Form der des Wiederabdichtungselementes 10 entspricht,
vereint durch die erste und zweite Formplatte 42, 86, den
Hüllen-
und mittleren Kern 52, 78 und den mittleren Stift 66 definiert.
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Der
anfängliche
Schritt des bevorzugten Verfahrens weist das Erzeugen eines Vakuums
innerhalb des Formhohlraumes mittels der Vakuumöffnung 62 und des
Vakuumdurchganges 60 innerhalb der ersten Platte 42 auf.
Wenn sich die zweite Platte 86 in ihrer Plattenformposition
befindet, wird ein sehr schmaler Spalt zwischen der unteren Fläche 88 der zweiten
Platte 86 und der oberen Fläche 44 der ersten
Platte 42 und zwischen dem oberen Ende 50 der ersten
Hülse 46 und
dem unteren Ende 92 der zweiten Hülse 90 definiert.
Infolge dieses Spaltes macht die Erzeugung eines Vakuums innerhalb
des Vakuumdurchganges 60 und der Vakuumöffnung 62 wirksam
das Innere des Formhohlraumes luftleer. Es ist wichtig, dass der
Runddichtring innerhalb der Runddichtringnut 64 eine fluiddichte
Abdichtung zwischen der ersten und der zweiten Platte 42, 86 bewirkt,
wie sie benötigt
wird, um das Vakuum innerhalb des Formhohlraumes wirksam zu erzeugen.
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Im
Anschluss an das Luftleermachen des Formhohlraumes wird eine Menge
des formbaren Materials in den Formhohlraum mittels der Eintrittsöffnung 96 eingespritzt,
die sich innerhalb der zweiten Hülse 90 erstreckt.
Das bevorzugte formbare Material, das in den Formhohlraum eingespritzt
wird, ist Silicon, obgleich jene Fachleute erkennen werden, dass
andere geeignete alternative Materialien bei der Herstellung des
Wiederabdichtungselementes 10 eingesetzt werden können. Nachdem
es in den Formhohlraum eingespritzt ist, darf das formbare Material über eine
vorgeschriebene Zeitdauer aushärten,
um das Wiederabdichtungselement 10 zu bilden.
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Wie
es vorangehend gezeigt wird, entspricht die Form des Formhohlraumes
der des Wiederabdichtungselementes 10. Beispielsweise wird
die halbkreisförmige
Innenfläche 16 des
Wiederabdichtungselementes 10 durch den Fluss des formbaren Materials
in die halbkreisförmige
Aussparung 72 innerhalb des oberen Endes des mittleren
Stiftes 66 gebildet. Zusätzlich wird der proximale Abschnitt 90 des
Wiederabdichtungselementes 10 durch den Fluss des formbaren
Materials um die Außenfläche des
vergrößerten oberen
Abschnittes des mittleren Stiftes 66 gebildet, wobei der
distale Abschnitt 22 durch den Fluss des formbaren Materials
um die Außenfläche der äußeren Hülse 58 gebildet
wird, und wobei der Absatz 24 durch den Fluss des formbaren Materials über den
abgeschrägten
Absatz 73 gebildet wird, vereint durch die innere und äußere Hülse 54, 58 des
Hüllenkernes 52 definiert.
Außerdem
wird die Wulst 32 des Wiederabdichtungselementes 10 durch
den Fluss des formbaren Materials in die Nut 74 gebildet,
wobei der Absatz 34 durch den Fluss des formbaren Materials
gegen den Absatz 76 innerhalb der Außenfläche der äußeren Hülse 58 gebildet wird.
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Anschließend an
die Bildung des Wiederabdichtungselementes 10 in der in 2 gezeigten Weise
wird der mittlere Stift 66 in seine Luftblasposition in
der in 3 gezeigten Weise bewegt, um so das Einbringen
von Druckluft in den Formhohlraum aus dem Strömungskanal 56 des
Hüllenkernes 52 zu gestatten.
In dieser Hinsicht fließt
beim Freigeben des Strömungskanals 56,
das durch die Bewegung des mittleren Stiftes 66 in seine
Luftblasposition bewirkt wird, Druckluft durch den Strömungskanal 56 zwischen
der inneren Hülse 54 und
dem mittleren Stift 66. Nach dem Fließen zwischen den Absätzen 68, 70 der
inneren Hülse 54 und
dem mittleren Stift 66 trifft die Druckluft direkt auf
das gebildete Wiederabdichtungselement 10 auf. Ein derartiger
Fluss oder das Auftreffen löst
das Wiederabdichtungselement 10 von der inneren und äußeren Hülse 54, 58 des Hüllenkernes 52 und
dem vergrößerten oberen
Abschnitt des mittleren Stiftes 66 ab. Infolge dessen, dass
sich die zweite Platte 86 in ihrer Plattenformposition
befindet, führt
die Bewegung des mittleren Stiftes 66 in seine Luftblasposition
zu einem geringfügen Zusammendrücken des
proximalen Endes 12 des gebildeten Wiederabdichtungselementes 10 zwischen
dem oberen Ende des mittleren Stiftes 66 und der zweiten
Hülse 90.
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Während die
Druckluft in den Formhohlraum in der vorangehend beschriebenen Weise
eingebracht wird, wird der mittlere Kern 78 der Formbaugruppe 40 aus
seiner Kernformposition (in 2 und 3 gezeigt)
in seine Ausstoßposition
(in 4 gezeigt) bewegt. Der resultierende Spalt, der
zwischen dem oberen Ende 80 des mittleren Kernes 78 und dem
Flansch 30 des Wiederabdichtungselementes 10 durch
die Bewegung des mittleren Kernes 78 in seine Ausstoßposition
definiert wird, gestattet, dass der gebildete Flansch 30,
der sich unterhalb der äußeren Hülse 58 des
Hüllenkernes 52 einrollt,
durch die Druckluft von dort abgelöst und nach außen außer Kontakt
damit gedreht wird, die auf das Wiederabdichtungselement 10 in
der in 4a gezeigten Weise auftrifft.
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Anschließend an
die oder gleichzeitig mit der Bewegung des mittleren Kernes 78 in
seine Ausstoßposition
wird die zweite Platte 86 der Formbaugruppe 40 in
ihre Abnahmeposition bewegt, um so das gebildete Wiederabdichtungselement 10 freizulegen
und einen wesentlichen Zwischenraum oder Spalt zwischen der oberen
Fläche 44 der
ersten Platte 42 und der unteren Fläche 88 der zweiten
Platte 86 zu bilden. Nachdem die zweite Platte 86 in
ihre Abnahmeposition bewegt wurde, wird die erste Platte 42 nach oben
längs jener
Abschnitte des Hüllenkernes 52 und des
mittleren Stiftes 66 bewegt, die daraus herausragen, um
so das gebildete Wiederabdichtungselement 10 vom Hüllenkern 52 und
dem mittleren Stift 66 in der in 5 gezeigten
Weise zu entfernen oder abzustreifen. Das Einbringen von Druckluft
gegen das Wiederabdichtungselement 10 mittels des freigegebenen
Strömungskanals 56 wird
vorzugsweise bis zu einem derartigen Zeitpunkt fortgesetzt, zu dem
sich das obere Ende 50 der ersten Hülse 46 nach oben über die
innere Hülse 54 des
Hüllenkernes 52 hinaus bewegt.
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Mit
Bezugnahme auf 6 wird die Formpresse 38 mit
verschiedenen Bauteilen bereitgestellt, wie sie benötigt werden,
um die Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
der ersten Platte 42, das Einbringen der Druckluft in den
Strömungskanal 56 und
die Bewegung des mittleren Stiftes 66 zwischen seiner Stiftform- und Luftblasposition,
die Bewegung des mittleren Kernes 78 zwischen seiner Kernform-
und Ausstoßposition,
die Bewegung der zweiten Platte 86 zwischen ihrer Plattenform-
und Abnahmeposition, die Erzeugung eines Vakuums innerhalb des Vakuumdurchganges 60 und
das Einspritzen eines formbaren Materials in die Eintrittsöffnung 96 zu
erleichtern. Es wird in Betracht gezogen, dass die erste und zweite
Hülse 90,
der Hüllen-
und mittlere Kern 52, 78 und der mittlere Stift 66 eine
Formeinheit aufweisen können,
und dass das vorliegende Verfahren in der Formpresse 38 durchgeführt werden
kann, die die erste und zweite Platte 42, 86 umfasst,
wobei mehrere Formeinheiten darin in einer im Allgemeinen kreisförmigen Konfiguration
angeordnet sind, um so die gleichzeitige Fertigung mehrerer Wiederabdichtungselemente 10 zu
erleichtern.
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Weitere
Abwandlungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung können für jene Fachleute
ebenfalls ersichtlich sein. Daher ist beabsichtigt, dass die speziellen
Teile und Schritte, die hierin beschrieben und veranschaulicht werden,
nur eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung verkörpern.