DE8035087U1 - Vorrichtung zum herstellen von einmalkanuelen - Google Patents
Vorrichtung zum herstellen von einmalkanuelenInfo
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Description
Vorrichtung zum Herstellen von Einmalkanülen
Die Herstellung von Spritzen, insbesondere für medizinische, aber auch für andere Zwecke, konzentriert sich zunehmend
auf sog. Einwegspritzen, die nach einmaligem Gebrauch oder allenfalls nach einer relativ kleinen Folge von Benutzungen
nicht mehr weiterverwendet werden. Derartige Spritzen müssen voll funktionsfähig sein, dürfen auf der anderen Seite aber
nicht aufwendig und teuer wegen ihres überwiegend nur einmaligen Gebrauchs gestaltet sein. Es hat sich eingebürgert, für
diesen Zweck sog. Einmalkanülen zu verwenden, bei denen ein metallisches Kanülenrohr mit einem Ansatz aus Kunststoff dicht
und mechanisch fest verbunden wird. Mit dem Ansatz aus Kunststoff wird dann der Spritzenzylinder, welcher den Spritzenkoiben
enthält, durch Aufstecken oder fest, z.B. durch Kunststoff schweißung unter Wärmeeinwirkung, verbunden. Die Erfindung
befaßt sich mit der Herstellung derartiger Einmalkanülen aus einem metallischen Kanülenrohr mit einem Ansatz aus
Kunststoff.
Bei allen solchen Einmalkanülen aus metallischem Kanülenrohr mit Kunststoffansatz ist die zugfeste Verbindung zwischen
Kanülenrohr und Kunststoffansatz ein unabdingbares Erfordernis.
Es ist bereits vorgekommen, daß bei nicht hinreichend fester Verbindung der Unterdruck in einer Vene eines Patienten das
Kanülenrohr mit erheblichem Impuls aus der Spritze in dia Vene eingeschossen hat. Je nachdem, wo das Kanülenrohr dann im
menschlichen Körper schließlich seine endgültige Ruhelage findet, muß dann eine riskante und aufwendige Operation durchgeführt
werden, ganz abgesehen davon, daß auch das eingeschossene Kanülenrohr selbst zu erheblichen Organbeschädigungen
führen kann. Andererseits können Undichtigkeiten einmal zu einem Verlust von angesaugtem Fluid oder andererseits zu einer
Emboliegefährdung durch eingedrungene Luft führen.
Neben der Zugfestigkeit soll das Kanülenrohr aber auch Druckfestigkeit
gegen Hineindrücken in den Ansatz besitzen.
Es gibt verschiedene Wege, diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Die Erfindung befaßt sich u.a. mit dem bekannten Weg (DE-OS \ 17 04 102), das Kanülenrohr mittels Stromdurchgang so weit, beispieisweise
etwa bis auf Rotglut bzw. 500 bis 6000C (nicht verifizierter
Annahmewert), zu erhitzen, daß der Kunststoff des Ansatzes mit dem Kanülenrohr verschmilzt. Hierbei kann man in
gewisser Analogie zu einer Schweißverbindung ohne eine zusätzliche Klebkomponente auskommen. Die Erfindung befaßt sich aber
auch mit einer mechanischen Verbindung von Kunststoffrohr und Ansatz, die einerseits zur Vorfixierung des Kanülenrohres im
Ansatz vor einem Verschweißen oder Verkleben, andererseits aber auch zur alleinigen Fixierung und Abdichtung des Kanülenrohres
im Ansatz verwendet werden kann.
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Die Erfindung legt insbesondere einen Stand der Technik gemäß der US-PS 3 437 788 zugrunde, welcher den genannten
Stand der Technik der DE-OS 17 04 102 weiterbildet.
Bei diesem Stand der Technik wird zunächst das Kanülenrohr
in die übliche Aufnahmebohrung am Ansatz etwa bis in die
Stellung eingeschoben, in der das Kanülenrohr mit dem Ansatz verbunden werden soll. An der Innenseite des Ansatzes bildet
dieser dabei einen dem später anzubringenden Spritzenhauptkörper
zugewandten Becher, in welchen das innere Ende des Kanülenrohres nur geringfügig hineinragt. Unter den Fachleuten
ist dabei umstritten, ob ein sehr geringes Hineinragen oder ein etwas größeres Hineinragen zweckmäßig ist. Keinesfalls
wird eine sehr große freie Wegstrecke innerhalb des· Ansatzes erwünscht, um zu vermeiden, daß sich beim Füllen der Spritze
zwischen dem inneren Ende des Kanülenrohres und der Ansatzwand ein Lufteinschluß bildet, der beispielsweise Emboliegefahren
bei späterem Einspritzen des Spritzeninhalts in einen menschlichen Körper hervorrufen kann. Der Raum innerhalb
des Ansatzes vor dem inneren Ende des Kanülenrohres ist daher sehr beengt. Um dort für die Widerstandsaufheizung des
Kanülenrohres eine Gegenelektrode anzulegen, hat man die Gegenelektrode stumpf einfach auf das freie innere Ende des Kanülenrohres
aufgesetzt. ' '
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Es ist auch schon bekannt (DE-OS 17 04 102), das innere Ende des Kanülenrohres innerhalb der zentralen Bohrung des Ansatzes
enden zu lassen und an der Gegenelektrode einen zentralen Fortsatz auszubilden, der, in die zentrale Bohrung des Ansatzes eingreift
und mit einer gerundeten Endfläche auf dem Inneren des Kanülenrohres aufsitzt.
An dem mit der Einstichspitze versehenen freien Ende des Kanülenrohres
außerhalb des Ansatzes greift andererseits ein Spannbacken an, der zunächst dazu verwendet werden kann, das
Kanülenrohr in den Ansatz einzuschieben und ferner dann in der Endlage das Kanülenrohr gegen die Gegenelektrode anlegt.
Der Spannbacken dient bei der gattungsgemäßen Konstruktion zugleich als die zweite Elektrode, die zusammen mit der Gegenelektrode
dazu dient, eine von einem Schweißspannungsgenerator
aufgebrachte Schweißspannung an das Kanülenrohr zum Zwecke dessen
kurzfristiger Widerstandserhitzung anzulegen. Je nach Aufhei-Zungstechnik
arbeitet man dabei mit einem einmaligen oder mit einem mehrmaligen Stromdurchgangsstoß·
Während des Stromdurchgangs kommt es zur Ausbildung einer mehr oder minder ausgeprägten Funkenerosion zwischen Gegenelektrode
und innerem Ende des Kanülenrohres. Typische Erosionslängen sind 0,1 bis 0,3 mm. Die Erosion kann jedoch
unter ungünstigen Umständen auch wesentlich erheblicher sein, insbesondere dann, wenn man im gleichen Arbeitsgang Schweißspannung
aus demselben Schweißspannungsgenerator an eine Mehrheit
oder Vielzahl von Kanülenrohren anlegt und dabei die Verhältnisse bei den einzelnen Kanülenrohren nicht ganz gleichartig
eingestellt sind. Bei dem gattungsgemäßen internen Stand der Technik wird daher während des eigentlichen Einschmelzvorganges
bzw. des Stromdurchgangs durch das Kanülenrohr der Spannbacken um eine voreingestellte Hubstrecke in Richtung auf
die feststellende Gegenelektrode bewegt- Die Hubstrecke kann dabei größenordnungsmäßig 1 mm oder mehr, beispielsweise 3 mm,
betragen. Eine Anpassung an die tatsächliche Erosion am inneren Ende des Kanülenrohres>-, welches ja zwischen Spannbacken
und Gegenelektrode eingespannt ist, erfolgt dabei dadurch, daß die Einspannung zwischen Spannbacken und Kanülenrohr
reibschlüssig gleitbar gewählt wird und somit während des Schweißvorgangs das Kanülenrohr relativ zum Spannbacken mehr
oder minder stark durchrutscht.
Ferner hat der Spannbacken auf der dem Ansatz zugewandten
Seite eine trichterförmige Einziehung, welche dazu dient, vereinzelt zugeführte Kanülenrohre zunächst im Spannbacken
bequem einführen zu können, bis das jeweilige Kanülenrohr im Spannbacken seine lagerechte Stellung einnimmt und der
Spannbacken geschlossen werden kann. Dies bedingt eine Strecke von einigen Millimetern zwischen der Austrittsstelle des Kanülenrohres
aus dem'Ansatz bis zu der Stelle, an welcher der •elektrische Kontakt zwischen Spannbacken und Kanülenrohr hergestellt
wird. Diese gattungsgemäße Anordnung führt dazu, daß der Ort des Stromübergangs zwischen Spannbacken und Kanülenrohr
nicht genau definiert ist, sich während des Schweißvorgangs ändert und schließlich relativ erheblichen Abstand
zwischen dem Eintrittsort des Kanülenrohres in den Ansatz und dem Ort des tatsächlichen Stromübergangs zwischen Spannbacken
und Kanülenrohr außerhalb des Ansatzes hat. Dies kann zu Ungleichmäßigkeiten der Einschmelzbedingungen infolge nicht
ausreichend definierter Widerstandsstrecke und bei manchen Metallen des Kanülenrohres zusätzlich zu optisch unerwünschten
Anlaßfarben des Kanülenrohres an.seinem freien Ende außerhalb des Ansatzes infolge nicht für den Schmelzvorgang
wirksam gewordener Glühung des Kanülenrohres führen. Schließlich kann es auch zu unerwünschten Metallversprödungen
im Kanülenrohr kommen.
"Um die Einschmelzbedingungen und damit auch die Qualität der
hergestellten Einmalkanülen zu verbessern und dabei insbesondere
auch eine Anpassung an die Betriebsbedingungen bei Mehrfach- . herstellung vorzunehmen, sieht eine ältere Anmeldung der Anmelderin
vor, das Erhitzen des mit der Widerstandsheizspannung beaufschlagten Längsabschnittes des Kanülenrohres, gegebenen-
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\ falls im Genauigkeitsbereich des Abbrandes des Kanülenrohres,
längs einer konstant bleibenden Strecke erfolgen zu lassen,
j die kürzer ist als der Abstand zwischen der Gegenelektrode und
dem Spannbacken. Indem so am freien Ende des .Kanülenrohres
• die Schweiß spannung nicht mehr im Spannbacken, sondern an ' einem Ort zwischen dem Ansatz und dem Spannbacken angelegt
J wird, kann man die Auslegung und Kinematik der mechanisch
ί wirksamen Teile des Spannbackens von den angestrebten Verhältt
nissen des Stromübergangs airr-freien Ende des Kanülenrohres
entkoppeln und damit auch die elektrischen Übergangsverhältnisse optimieren. Zum Beispiel braucht der Spannbacken nicht
mehr als Elektrode elektrisch leitfähig aufgebaut zu sein, sondern kann allein auf seine Einspannfunktion und gegebenenfalls
Bewegungsfunktion ausgelegt werden. Beispielsweise kann man weiterhin am Spannbacken einen Einführtrichter für einzeln
zugeführte Kanülenrohre auf der dem Ansatz zugewandten Seite vorsehen, ohne daß dabei die wirksame Widerstandslänge des
Kanülenrohres außerhalb des Ansatzes verlängert wird. Viel-
<: · mehr kann man nunmehr die Stromeinspeisung in das freie Ende
f!' des Kanülenrohres unmittelbar'im Bereich oder nahe seiner
Austrittsstelle aus dem Ansatz vorsehen. Dies vermeidet unnötige Glühvorgänge des freien Endes des Kanülenrohres außerjhalb
des Ansatzes und etwa damit verbundene Anlaßfarben,
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ί die bei Verwendung des bekannten Verfahrens immerhin Längen
von 3 bis 5 mm erreichten, wenn man nicht ein Spezialmetall
if nahm, welches auch bei Glühung nicht anläuft. Die Kanüle kann
: in diesem Bereich nicht mehr spröde werden oder erweichen,
was eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Abknicken oder gar Abbrechen des freien Endes des Kanülenrohres, eventuell gar
ein Einschießen einer abgebrochenen Kanülenrohrspitze in eine Vene, darstellt. Schließlich läßt sich
der Übergangswiderstand zwischen der am freien Ende des Kanülenrohres
angreifenden Elektrode und dem Kanülenrohr selbsi kleinhalten und vergleichmäßigen, wobei ohne Rücksicht auf
mechanische Einspannbedingungen optimale Kontaktmaterialpaarungen gewählt werden können.
Dies bietet bereits dann Vorteile, wenn man davon absieht, während des Schweißvorgangs das Kanülenrohr mittels
des Spannbackens im Ansatz in Richtung auf die Gegenelektrode zu bewegen, sondern stattdessen die Gegenelektrode zum Ausgleich
des Erosionsverlustes zwischen Gegenelektrode und innerem Ende des Kanülenrohres nachstellt, z.B. mittels Federkraft
oder einer anderen Nachstellkraft dem erodierenden inneren Ende des Kanülenrohres '.nachführt. Dann wird man im all-·
gemeinen den Spannbacken und die Anlegstelle der Schweißspannung am freien Ende des Kanülenrohres stationär wählen,
behält aber beispielsweise die Vorteile, den Stromübergang und die mechanische Halterung gesondert auslegen zu können, was ihre
Geometrie, Materialauswahl sowie die angelegten mechanischen Kräfte betrifft. · ·' ·
Erst recht gelten diese Vorteile, wenn man zwischen dem Spannbacken
und/oder der am freien Ende des Kanülenrohres angelegten Elektrode eine Relativverschiebung zuläßt, sei es, daß wie
• · ι ι ( ι · » μ ·
I · CII
bei der US-PS 3 437 788 ein vorgegebener Arbeitshub des Spannbackens und damit auch eine Hubbewegung
des Kanülenrohres auf die im allgemeinen dann stationäre Gegenelektrode zu vorgesehen wird, sei es, daß man
sowohl Gegenelektrode als auch Spannbacken aufeinander abgestimmt nachgiebig lagert»
In diesem Falle kann der Stromübergang mit weitaus geringeren Kräften und im Grenzfall mit stationärer Anordnung des Stromübergangs
vorgenommen v/erden. Beispielsweise kann man für den Stromübergang Kontaktbürsten einsetzen, die für eine mechanische
Halterung des Kanülenrohres vollständig ungeeignet wären.
Nun ist es tatsächlich meist bevorzugt, die Gegenelektrode stationär
anzuordnen, um sicherzustellen, daß das innere Ende des Kanülenrohres stets einen genau vorbestimmten überstand innerhalb
des becherförmigen Hohlraumes des Ansatzes oder des entsprechenden
inneren Bereiches des Ansatzes bei anderer Bauform hat. Wenn dann wie bei der US-PS 3 437 788
in der geschilderten Weise beim Anlegen der Widerstandsheizspannung der Spannbacken in Richtung auf den Ansatz verschoben
wird, wird vorzugsweise das Anlegen der Widerstandsheizspannung an das freie Ende des Kanülenrohres in konstant
bleibendem Abstand vom Ansatz vorgenommen. Trotz der Nachstellbewegung des Kanülenrohres zwecks Kompensation der
Funkenerosion am inneren Ende des Kanülenrohres wird dabei während der ganzen Schweißzeit eine konstante Widerstands-
• . · I ■ ■
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länge zwischen der am freien Ende des Kanülenrohres angelegten Elektrode und der Gegenelektrode im Kanülenrohr festgelegt.
Dadurch werden die Einschmelzbedingungen erheblich gegenüber dem vorher verwirklichten Verfahren vergleichmäßigt. Das gilt
insbesondere auch dann,, wenn in einem Arbeitsgang mittels
derselben Schweißspannung mehrere oder gar eine größere Vielzahl, 'z.B. zehn, Kanülen zugleich in ihrem jeweiligen Ansatz
eingeschmolzen werden.
Bei einer gattungsgemäßen früheren Vorrichtung..wurden die einzeln
zugeführten Kanülen zur Aufnahme im Spannbacken zunächst gegen eine Prallfläche geworfen. Dabei prallten die Kanülen gelegentlich
mehr oder minder ausgeprägt von der Prallplatte zurück, ehe sie endgültig im Spannbacken erfaßt wurden. Um dies auszugleichen,
mußte man den Hub des Spannbackens in Richtung auf die Gegenelektrode zwecks Erosionsausgleich relativ lang wählen.
Es ist demgegenüber zweckmäßig, wenn das Kanülenrohr im Spannbacken von einer Hilfskraft in seiner Ausgangslage festgelegt
wird, ehe der beim Einschmelzen erforderliche Arbeitshub des Spannbackens erfolgt. Bei der erwähnten Verwendung
einer Prallfläche wird dabei vorzugsweise das Kanülenrohr von einer Rückführkraft an der Prallfläche in Anlage gehalten,
bis der Spannbacken greift.
Alternativ kann man aber auch statt von einer geschoßartigen Zuführung des Kanülenrohres in den Spannbacken eine gesteuerte
Zuführung derart verwenden, daß das Kanülenrohr von einer Mitführungskraft
an eine das Kanülenrohr im geöffneten Spann-
backen ausrichtende Gegenfläche angelegt wird oder in einer anderen definierten Endlage bis zum Ergreifen durch den Spannbacken
gehalten wird. Bei Kanülen aus permanent magnetischen oder wenigstens magnetisierbarer^ Material, die in der Praxis meist
nicht verwendet werden, könnte eine derartige Mitführungskraft von einem · beispielsweise permanentmagnetischen Führungsmagneten aufgebracht
werden. Im Falle magnetisierbaren Kanülenmaterials könnte man auch elektrodynamische Führungskräfte von außen her einwirken
lassen. Man könnte auch daran denken, im Kanülenrohr Wirbelströme zu erzeugen und diesen Zustand von außen her
elektromagnetisch zu führen. Auch ist an eine mechanische oder fluidmechanische Verbindung zwischen Führungskraft und
Kanülenrohr bei der Zuführung zu denken. Es wurde bereits erwähnt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung von erhöhter Bedeutung
dann ist, wenn mehrere oder gar eine Vielzahl von Einmalkanülen hergestellt und dabei von einer gemeinsamen Widerstandsheizspannung
beaufschlagt werden. Eine derartige gleichzeitige Vielfachherstellung: ist an sich in einem gattungsgemäßen
internen Stand der Technik bereits verwirklicht.
Große Schwankungen des ingesamt wirksamen Widerstandes für die Widerstandsaufheizung der Kanülenrohre ergeben sich jedoch
dann, wenn mindestens ein Kanülenrohr nicht in seine Betriebsstellung für die Einschmelzung gelangt. Dann ist im
allgemeinen die Schweißspannung für die übrigen Kanülenrohre überdosiert, und es kommt zu einer Überheizung mit nachteiligen
Folgen für die Qualität des Erzeugnisses.
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Dem kann in weiterer Verfeinerung dadurch entgegengewirkt werden, daß die angestrebte, mindestens relative Konstanz des für
die Widerstandsheizung wirksamen Heizwiderstandes gegenstandslos wird, wenn aus anderer Quelle große Störungen der Betriebsverhältnisse und insbesondere der wirksamen Heizleistung auftreten.
Bei dem gattungsgemäßen internen Stand der Technik ist bereits vorgesehen, die Kanülenrohre zu magazinieren und von einem Vereinzelungsschieber
in Richtung zum jeweiligen Spannbacken zu entnehmen. Dabei kann es jedoch dazu kommen, daß das Kanülenrohr
am Vereinzelungsschieber verklemmt oder aus anderen Gründen aus diesem nicht frei kommt. Um einer derartigen Blockade des Nach- *'
schubs von Kanülenrohren entgegenzuwirken, wird vorzugsweise eine, am im Vereinzelungsschieber liegenden Kanülenrohr reibschlüssig
einwirkende Entnahmekraft aufgebracht, welche das Kanülenrohr zwangsweise auswerfen kann.
Grundsätzlich läßt sich eine Verschweißung des thermoplastischen Materials des Ansatzes am Kanülenrohr schon bei hinreichend
engem losen Einstecken des Kanülfenrohres in der zentralen Bohrung
des Ansatzes erreichen. Man kann aber nach der Erfindung die Güte der Verbindung verbessern und die Herstellungstaktzeiten
verkleinern, wenn man vor dem Verschweißungsvorgang das Kanülenrohr in enge Anlage am Ansatz aufweitet. Der Eingriff
kann dabei reibschlüssig oder vorzugsweise formschlüssig sein.
Wenn es auch in Sonderfällen ausreichen mag, wenn die mechanische Verbindung das Kanülenrohr im Ansatz nur zugfest oder nur
druckfest fixiert, so wird doch eine Festigkeit sowohl gegen Zug- als auch gegen Druckkräfte bevorzugt, wobei ein bevorzugter
Festigkeitsbereich eine Zugfestigkeit gegen eine Zugkraft von mehr als 3 kp, vorzugsweise mehr als 8 kp, vorsieht.
Grundsätzlich ist es sogar möglich, bei mechanischer Aufweitung des Kanülenrohres in den Ansatz hinein sogar gänzlich auf eine
anschließende Widerstandsschweißung zu verzichten; denn es lassen sich beispielsweise Zugfestigkeiten von 8 kp und sogar weit mehr
erreichen. Auch eine gute Abdichtung läßt sich bei entsprechender Aufweitung in alle Radialrichtungen erhalten. Die erforderliche
Zugfestigkeit hängt vom Kanülendurchmesser ab. Bei dünnen Kanülen (z.B. 0,5 bis 0,8 mm Außendurchmesser) wird eine Zugfestigkeit
von 8 kp reichen. Bei dickeren Kanülen erreicht man Zugfestigkeiten zwischen 10 und 20 kp oder mehr.
Das Kanülenrohr kann in eine vorgeformte Aussparung im Ansatz aufgeweitet werden. Dann braucht man Material des Ansatzes gar
nicht oder nur in einem relativ geringen Umfang zu verdrängen. Man kann jedoch auch ausschließlich unter Materialverdrängung
arbeiten.
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In vielen Fällen wird verdrängtes Material nach Aufweitung des
Kanülenrohres zu einer Verformung der seitlichen Außenkontur des Ansatzes führen. Dieser kann man gemäß Anspruch 3 entgegenwirken.
Man braucht also nur bei der vorgefertigten Gestalt des
Ansatzes dort Material auszusparen, wo bei der Aufweitung des
Kanülenrohres Material verdrängt wird.
Man kann Zugfestigkeit und Druckfestigkeit allein durch reibschlüssigen
Eingriff des aufgeweiteten Kanülenrohres in einer zentralen Bohrung des Ansatzes erhalten. Hierzu kann die zentrale
Bohrung im Grenzfall über die ganze Länge der Eingriffsstrekke des Kanülenrohres im Ansatz konstanten Bohrungsquerschnitt
haben. Vorzugsweise wird jedoch vor dem inneren Ende des Kanülenrohres eine Einschnürung der zentralen Bohrung
vorgesehen. Diese Einschnürung kann im Vormontagezustand zum losen Auflagern des Kanülenrohres dienen und nach dem Aufweiten
des Kanülenrohres zur Abstützung des inneren Endes des Kanülenrohres mit herangezogen werden und so die Druckfestigkeit
des Kanülenrohres im Ansatz sicherstellen. Wenn vor der Aufweitung das Kanülenrohr einen etwas kleineren lichten Querschnitt
als die Einschnürung hat, kann man dabei die Bemessung so vornehmen, daß der Dorn gerade durch die lichte öffnung
der Einschnürung der zentralen Bohrung im Ansatz paßt und das Innenrohr gerade so weit aufweitet, daß die lichte Weite des
Kanülenrohres gleich der lichten Weite der Einschnürung wird.
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Man kann aber auch die Aufweitung noch um ein gewisses Maß weitertreiben
und dabei davon ausgehen, daß der zunächst mit aufgeweitete Anteil der Einschnürung nach dem Aufweitvorgang am Kanülenrohr
sich wieder um ein mehr oder minder großes Maß elastisch rückstellt.
Bei dieser Anordnung mit Einschnürung, aber auch allgemein, ist es vorteilhaft, wenn das innere Ende des Kanülenrohres nicht
aus dem Basisteil des Ansatzes, welcher das Kanülenrohr umschließt, nach innen zur Spritze hin um eine gewisse Strecke hervorsteht.
Es kann dadurch sicher vermieden werden, daß an der Einmündungsstelle des Kanülenrohres in den Spritzenraum im Anschlußbereich
des Ansatzes an den Spritzenzylinder ein Totraum zwischen einem hervorstehenden Ende des Kanülenrohres und der Wandfläche des
Ansatzes verbleibt. Es ist zwar an sich bekannt, die Gegenelektrode
noch innerhalb einer zentralen Bohrung des Ansatzes stumpf auf das innere Ende eines Kanülenrohres aufzusetzen (DE-OS
17 04 102); die Erfindung sieht darüber hinaus noch die Mög-r lichkeit vor, die Gegenelektrode an der Innenfläche des Kanülenrohres
anzulegen und so unabhängig von der Lage des inneren Endes des Kanülenrohres den Kontaktort genau einstellen zu
können. Man kann gegebenenfalls sogar den zum Aufweiten des Kanülenrohres verwendeten Dorn auch als Gegenelektrode
verwenden.
- 16 -
In Ausnahmefällen kann man statt der beiderseitigen formschlüssigen Sicherung des Kanülenrohres im Ansatz
auch eine nur einseitige Sicherung gegen Zug- oder Druckkräfte oder auch einen reibschlüssigen Eingriff
vorsehen. Die erforderlichen Zug- und Druckfestigkeiten sind weiter oben im Zusammenhang mit der Beschreibung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargelegt.
Um zunächst die Widerstandsheizspannung an das freie Ende
des Kanülenrohres zwischen dem Ansatz und dem Spannbacken anlegen zu können, ist zweckmäßig eine
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- 17 -
an bestimmtem Ort wirksam werdende Elektrodenzange vorgesehen. Diese bietet Vorteile gegenüber der bereits erwähnten
möglichen Kontaktbürstenanordnung, indem sie sich bedarfsweise leicht schließen und lösen läßt, mit den mechanischen Schließelementen
bedarfsweise selbst als Elektrode dienen kann oder alternativ hinreichend stabil ausbildbar ist, um in ihrem
Kontaktflächenbereich eine gesonderte Stromzuführung zu besitzen,,
und ferner gewährleistet, Schließdruck mindestens zweiseitig und bedarfsweise auch die Spannungsanlegung mindestens
zweiseitig durchführen zu 'können. Vorzugsweise hat dabei mindestens ein Backen der Elektrodenzange, vorzugsweise haben dies
beide Backen, eine etwa punkt- oder linienförmige Kontaktfläche.
Die Kontaktfläche kann dabei von einem an das Material des Kanülenrohres kontaktpaarungsmäßig angepaßten Kontaktmaterial
gebildet sein, mit dem der jeweilige Schließbacken der Elektrodenzange, vorzugsweise auswechselbar, belegt ist.
Wenn der Spannbacken auf den Anordnungsort des Ansatzes in seiner Halteeinrichtung zu mit Reibschluß gegenüber dem Kanülenrohr
verschiebbar ist, um Erosion des inneren Kanülenendes bei angelegter Schweißspannung auszugleichen, dann wird
vorzugsweise die Elektrodenzange eng benachbart der Austrittstelle des Kanülenrohres aus dem Kunststoffansatz stationär
und mit leichterem Reibschluß als der Spannbacken gegenüber dem Kanülenrohr angeordnet. Um Verkantungen zu vermeiden,
wird allgemein die Elektrodenzange frei schwimmend gelagert. |
Dabei gibt es weder eine un ζ v/eckmäßige Wechselwirkung mit
Vorschubbewegungen des Stammbackens noch Störungen bei Schließ-
und Öffnungsbewegung der Elektrodenzange. Diese ist zweckmäßig
in ihrer Schließstellung federvorgespannt und mit einer Öffnungsnockensteuerung
■versehen.
Wenn ferner zur Zuführung vereinzelter Kanülenrohre eine Gleitstrecke
für diese, beispielsweise eine mittels der Schwerkraft wirksame Gleitschiene oder ein pneumatischer Suführungsschlauch,
an einer Prallfläche hinter dem geöffneten Spannbacken mündet, wird zur Vermeidung eines eine unbestimmte
Endlage verursachenden Kochprallens des auftreffenden Kanülenrohres
auf der Prallwand zweckmäßig eine das jeweilige Kanülenrohr auf die Prallfläche zu mitnehmende Friktionswalze vorgesehen,
die zweckmäßigerweise zwischen dem Spannbacken in seiner Aufnahmestellung und der Prallfläche ortsfest oder, alternativ,
im Spannbacken gelagert wird.
Um schließlich positiv sicherzustellen, daß bei. Verwendung eines Kanülenrohrmagazins mit Vereinzelungsschieber ein sicheres Auswerfen
der Kanülenrohre aus dem Vereinzelungsschieber und damit eine möglichst ununterbrochene regelmäßige Zufuhr von Kanülenrohren
erfolgt, wird zweckmäßig eine reibschlüssige Entnahmekraft auf im Vereinzelungsschieber liegende· Kanülenrohre durch
eine im Vereinzelungsschieber gelagerte Friktionswalze aufgebracht. Diese ist vorzugsweise so gelagert und ausgebildet,
daß sie die Aufnahme des jeweiligen Kanülenrohres im Vereinzelungsschieber nicht behindert, jedoch zusätzlich zu ihrer
reibschlüssigen Schleuderwirkung noch in der Abgabestellung als Ausheber für das Kanülenrohr aus dem Vereinzelungsschieber dient.
_ 19 _
Die nach der Vorrichtung
nach der Erfindung hergestellten Einmalkanülen zeigen auch in der Serie eine gleichmäßige außerordentliche Festigkeit zwischen
Kanülenrohr und Ansatz, lassen sich so herstellen, daß einwandfreie Dichthe.it gewährleistet ist, zeigen eine wesentliche
Verbesserung hinsichtlich Materialerweichung oder -versprödung, ermöglichen eine lagekonstante Anordnung des Kanülenrohres
im Ansatz, lassen sich bei einer Vielzahl von Materialpaarungen von Ansatz und Kanülenrohr einsetzen und sind
auch optisch ansehnlich wegen des Fortfalls oder einer mindestens praktischen Reduzierung von Anlaßfarben am freien Ende
des Kanülenrohres. Für die Kontaktgabe lassen sich angepaßte wertvolle Materialien gezielt und damit kostensparenä verwenden,
und trotz des scheinbaren Mehraufwandes lassen sich gegebenenfalls sogar Einsparungen durch auf die Einspann- und
Bewegungsfunktion abgestellte Auslegungen des Spannbackens erreichen. Es lassen sich dabei auch solche Kunststoffe für den
Ansatz verarbeiten, die nicht zur Wasseraufnahme neigen.
Die Erfindung läßt sich ferner bei einer Vielzahl von Materialien und geometrischen Formen der Ansätze sowie Mat&ria-Iieii
und Formen der Kanülenrohre verwenden, wie sie von verschiedenen -Herstellern ganz unterschiedlich angeboten werden. Bevorzugt
verwendet werden Ansätze aus Polyamid 6 oder Polyamid und/oder Kanülenrohre aus V2A-oder V'4A-Stahl.
Die Spannbacken lassen sich bei konstantem Gleithub im Verhältnis zur,i Kanülenrohr aus gut gleitfähigen,abriebfestem Material,
mindestens in Spannbereich, herstellen, so daß auch die sonst
auf-retenden Gleitriefen reduziert werden können. Für das Kcntaktmaterial
der Zange läßt sich entweder Messing, z.3. bei Herstellung der ganzen Zange aus Messing, oder auch Silber,
hier vorzugsweise als Zangenbelag, verwenden, überhaupt kanr. nan.
für die Kontaktfläche der mit den freien Ende des Kanülenrohres zusammenwirkenden Elektrode gut geeignetes Paarungsnaterial,
beispielsweise Silber oder auch Wolfram, verwenden. Wolfrarr.stifte
werden, wie schon beim gattungsgerr.äßen internen Stand der Technik,
zweckmäßig als Gegenelektroden verwendet. Dabei kann man die Gegenelektrode entweder stumpf auf das innere Ende des
Kanülenrohres aufsetzen oder auch einen für den elektrischen Kor.taktübergang geeigneten geometrischen Verlauf, z.B. in Gestalt
eines trichterförmig an der Gegenelektrode eingezogenen Konus, verwenden.
Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach den Ansprüchen 9
bis 13 hergestellten Einmalkanülen können eine allein mechanische abdichtende Verbindung zwischen Kanülenrohr und Ansatz
haben, gegebenenfalls mit zusätzlicher Verklebung. Diese Verbindungsart kann aber auch zur Vorbereitung der oben beschriebenen
Einschweißung des Kanülenrohres im Ansatz dienen.
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- 21 -
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch wesentliche Teile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Elektrodenzange gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen ausschnittweisen und teilweise geschnittenen, teilwiese
schematisierten Längsschnitt durch eine Magaziniereinrichtung für Kanülenrohre gemäß Fig. 1;
Fig. 4 ein Schaltbild einer in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 verwendbaren elektrischen Einrichtung
zum Einstellen der Einschmelzleistung in Abhängigkeit von der Anzahl der an verschiedenen Betriebsstellen
einer Mehrfacheinrichtung für die Einschmelzung bereitgestellten Kanülenrohre;
Fig. 5 einen axialen Querschnitt durch Kanülenrohr und Ansatz im unverbundenen Zustand mit einem Aufweitdorn;
Fig. 6 einen axialen Halbschnitt einer Alternative zu Fig. 5 mit einem Halter für den Ansatz;
Fig. 7 eine aus der Anordnung von Fig. 6 gewinnbare aufgeweitete Form des Kanülenrohres nebst Ansatz im axialen Halbschnitt; ^
Fig. 8a und 8b - zu Fig. 7 alternative aufgeweitete Formen inx
Längsquerschnitt einer Wand des jeweiligen Kanülenrohres;
Fig. 9a und 9b - zwei alternative Formen des Ansatzes, dessen äußeres Ende unterschiedlich vorgeformt ist, jeweils
unter zusätzlicher Veranschaulichung eines zylindrisch aufgeweiteten Endes des Kanülenrohres.
Fig. 10 bis 15 - Längsschnitte durch den Ansatz und das Kanülenrohr
bei einer ersten Art des Aufweitens des Kanülenrohres mit nachfolgendem Hinformen von Kunststoffmaterial
des Ansatzes vor das innere Ende des Kanülenrohres in verschiedenen Arbeitsphasen, und die
Pig. 16 bis 18 - eine Alternative hierzu, wiederum in verschiedenen
Arbeitsphasen.
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In Fig. 1 ist zunächst eine mögliche unter einer Vielzahl in
Frage kommender Bauformen einer Einmalkanüle 2 in der Stellung zu sehen, in der ihr Kanülenrohr 4 aus Metall in den Ansatz 6
aus thermoplastischem Kunststoff eingeschmolzen werden kann. =;,
Das Kanülenrohr 4 ist ein dünnes Röhrchen mit einer Einstechspitze
8 am äußersten freien Ende. Das Kanülenrohr 4 tritt durch eine zentrale Bohrung 10 des Ansatzes 6 in dessen von einem
becherförmigen Teil 12 des Ansatzes begrenzten Innenraum hinein. Am freien Ende des Ansatzes befindet sich eine flanschförmige
Erweiterung 14 zur Verbindung mit dem eigentlichen Spritzenkörper. Die zentrale Bohrung 10 des Ansatzes 6 befindet
sich in dessen Basis 16, von der der becherförmige Teil 12 ausgeht.
Die Basis 16 ist an der Seite, an der das freie Ende des
Kanülenrohres 4 aus dem Ansatz 6 austritt, bei 18 etwas eingezogen,
so daß der dem freien Ende 22 des Kanülenrohres 4 zugewandte Ringkragen 20 die Austrittsstelle des freien Endes 22
aus dem Ansatz 6 beschreibt. Das innere Ende 24 tritt innerhalb des vom becherförmigen Teil 12 des Ansatzes 6 umgebenen Innenraumes
des Ansatzes 6 um eine kleine vorgegebene Strecke aus der--Basis 16 heraus. Das freie Ende 22 des Kanülenrohres 4 hat
hier eine größere Länge als der Ansatz 6. Außerdem ist die Länge
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I des vom becher- oder topfförmigen Teil 12 des Ansatzes 6 um-
I schlossenen Innenraumes des Ansatzes 6 wesentlich größer als
1 · die Länge des inneren Endes des Kanülenrohres. Dieser Innen-
■;'- raum des Ansatzes 6 kann zentralsymmetrisch in bezug auf das
'"■ Kanülenrohr gestaltet sein.
Neben der beschriebenen Bauform einer Einmalkanüle 2 gibt es ··? ( eine Vielzahl anderer Bauformen, auf welche die Erfindung
analog anwendbar ist.
Die zentrale Bohrung 10 des Ansatzes 6 ist dabei so bemessen, daß sie das Kanülenrohr 4 so eng umfaßt, daß bei Aufheizung
des Kanülenrohres 4 das umgebende Wandmaterial der Basis 16 auf das Kanülenrohr aufgeschmolzen wird.
|:| Die Einschmelzvorrichtung weist zunächst eine Trägerplatte 2
h . mit einer Aufnahmeöffnung 28 für eine !Mehrzahl, z.B. zwei
|; ■ oder vorzugsweise mehr, z.B. fünf oder zehn, Ansätze 6 auf,
i<_ welche in die Aufnahmeöffnung 28 unter Abstützung ihrer flansch-
«' förmigen Erweiterung 14 auf der Trägerplatte 26 eingehängt werden
können.
Die anderen Aufnahmestellen sind in Richtung normal zur Zeichnungsebene
hinter der gezeichneten Aufnahmestelle 28 fortgesetzt zu denken. Wenn auch in Fig. 1 nur eine Vorrichtung zum
Einschmelzen eines einzigen Kanülenrohres 4 in seinem Ansacz 6
dargestellt ist, so ist auch bezüglich der anderen Elemente von Fig. 1 eine entsprechende Vervielfachung normal zur Zeichnungsebene hinzuzudenken.
Die Kanülenrohre 4 werden zunächst in einem Kanülenrohrmagazin
30 (vgl. auch Fig. 3) bereitgestellt. Jeder Arbeitsstelle'der
Vielfachanordnung ist dabei ein gesonderter Speicherraum 32 für Kanülenrohre 4 zugeordnet. Jeder Speicherraum 32 weist
dabei ein eigentliches größeres Speichervolumen 34 auf, welches über eine mindestens einseitige Schräge 36 in -einen unteren
Zuführraum 38 eingeengt ist, an dessen Boden Aufnahmekammern 40 für einzelne Kanülenrohre eines längs des Doppelpfeiles
44 um das in Fig. '3- dargestellte Maß hin und her verschiebbaren
Vereinzelungsschiebers 42 ausgebildet sind. Der Hin- und Herhub des Vereinzelungsschiebers ist so bemessen,
daß jeweils ein Kanülenrohr 4 in der Aufnahmekammer 40 des Vereinzelungsschiebers bis unter den Eingang 46 einer weiterführenden
Gleitrinne transportiert werden kann. Die Anordnung
ist dabei so getroffen, daß die einzelnen Kanülenrohre 4 in <2er Gleitrinne 4 6 mit ihrem inneren Ende vorab weitertransportiert
werden. Dies ist in Fig. 1 besonders deutlich zu sehen, wo die Einsteckspitzen 8 der einzelnen Kanülenrohre 4
der als Eingang dienenden Gleitrinne 46 abgewandt dargestellt sind. Man erkennt dabei, daß das jeweilige Kanülenmagazin 30 etwa so schräg eingestellt
ist, daß sich die inneren Enden 24 der Kanülenrohre 4 zunächst an einer geradlinigen Stützwand 48 abstützen und ausrichten»
In dem Vereinzelungsschieber 42 ist eine erste Friktionswalze 5 0 um ihre Achse drehbar gelagert und mindestens während des
EntnahmeVorganges eines Kanülenrohres aus dem Kanülenrohrmagazin
3 0 in Umdrehung versetzbar (siehe eingezeichneter Pfeil).
Die Friktionswalze 50 hat ferner je einen Abschnitt 52 konstanten größeren Durchmessers und einen axial längeren Abschnitt
54 konstanten kleineren Durchmessers.
Die Abschnitte 52 und 54 wechseln miteinander ab und sind symmetrisch zueinander durch konische Übergangsstücke 56
bzw. 58 fallenden bzw. steigenden Durchmessers miteinander verbunden.
Darüber hinaus ist die erste Friktionswalze 50'längs der
Hubstrecke des Vereinzelungsschiebers zusätzlich noch axial verschiebbar.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß bei der Aufnahme eines Kanülenrohres 4 in der zugehörigen Aufnahmekammer 4 0
des Vereinzelungsschiebers 42 der Grund der Aufnahmekammer 40 vom Abschnitt 54 kleineren Durchmessers der Friktionswaise
gebildet ist. In dieser Stellung läßt sich das Kanülenrohr 4 vollständig im Vereinzelungsschieber aufnehmen und mit diesem
zum Eingang 46 der weiterführenden Gleitschiene 59 weitertransportieren. Der übergang aus der Aufnahmekammer 40 in den Eingang
4 6 wird dabei nicht nur dadurch gefördert, daß die Friktionswalze in Umlauf ist oder in Umlauf gesetzt wird, sondern
auch noch durch eine zusätzliche Aushubbewegung des Kanülenrohres 4 aus der Aufnahmekammer 40 in den Eingang 4 6 infolge
zusätzlicher axialer Verschiebung der ersten Friktionswalze '50 relativ zum Vereinzelungsschieber. Dies hat die Wirkung,
daß zunächst je nach axialer Verschieberichtung der eine oder der andere konische Übergangsabschnitt 56 oder 58 die Tiefe
der Aufnahmekammer 40 einengt, bis schließlich im - nicht
immer erforderlichen - Grenziall der Abschnitt großen Durchmessers
52 die Aufnahmetiefe der Aufnahmekammer 40 wesentlich oder ganz reduziert hat. Beim Rückhub des Vereinzelungsschiebers
erfolgt dann der umgekehrte Vorgang in die beschriebene Ausgangslage.
- 27 η
Die an den Eingang 45 anschließende Gleitschiene 59 ist gemäß
Fig. 1 schräg nach unten geneigt, so daß die einzelnen Kanülenrohre 4 unter Beibehaltung ihrer magazinierten Lage allein
unter der Schwerkraft weitergefördert werden. An die Stelle der Gleitschiene 5 9 kann auch ein geneigter Rohr- oder Schlauchförderer
oder gegebenenfalls auch ein Fluidförderer, insbeson-
ß dere pneumatischer Förderer,. treten. Beispielsweise kann man
h den Gleitkanal rohrförmig schließen und den Eingang 46 mit ■
(\ Druckluft beaufschlagen.
Fluchtend mit der Gleitschiene 5 9 ist ein Spannbacken 60 so angeordnet, daß das auf der Gleitschiene 59 ankommende Kanülenrohr
4 in einen Aufnahmekanal 66 zwischen zwei Backenteilen und 64 eintritt.· Der untere Backenteil 64 ist dabei gemäß Fig.
l| in Richtung zur Gleitschiene 5 9 verlängert und am Grund des
^ Aufnahmekanals 66 etwas nach außen zu angeschrägt oder ge- ,
krümmt, um einen guten Eintritt des ankommenden Kanülenrohres
h f in den Aufnahmekanal zu gewährleisten. Eine entsprechende
trichterartige Krümmung kann auch an dam kürzeren Backenteil vorgesehen sein.
Der Spannbacken 6 0 ist fluchtend mit der Gleitschiene 59 in strichpunktierten Linien gezeichnet und befindet sich hierbei
in einer unteren geneigten Stellung. Er kann in die obere voll ausgezeichnete und geschnitten dargestellte Stellung in
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- 28 -
Fig. 1 angehoben und gleichzeitig geschwenkt werden. Die Hubstrecke
ist durch die strichpunktierte Linie 68 angedeutet. Die Schwenkung erfolgt über Schwenkzapfen öder eine Schwenkwelle
70.
In der unteren strichpunktierten Stellung ist der Aufnahmekanal 66 des Spannbackens 60 zunächst offen, so daß das herabgleitende
Kanülenrohr mit seinem inneren Ende frei durch den Aufnahmekanal 66 hindurchfallen und gegen die Prallfläche einer
stationär angeordneten Prallplatte 72 fallen kann, die von einem Haltebalken 74 getragen ist. Zwischen der Prallplatte 72 und der
Gleitbahn 76 im unteren Backenteil 64, also dem Grund des Aufnahmekanals 66, ist im Wege des ankommenden Kanülenrohres 4
eine zweite Friktionswalze 78 drehbar stationär gelagert und in Richtung des Pfeiles 80 so angetrieben, daß sie ein etwa
von der Prallfläche zurückprallendes Kanülenrohr wieder in Anlage an die Prallfläche bringt und an dieser in Anlage
hält.
Im oberen Backenteil 62 ist ein pneumatischer .Zylinder 82 mit
einem in ihm geführten Kolben 84 ausgespart, der einen schmaleren Kolbenstößel 85 trägt, dessen freies Ende zusammen mit
dem oberen Backenteil 64 einen Spannbacken zum Festspannen des an der Prallfläche ausgerichteten Kanülenrohres 4 innerhalb
des Aufnahmekanales 66 bildet.
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- 29 -
Der Kolben ist durch eine Kolbenfeder 86 normalerweise so nach außen vorgespannt, daß der Aufnahmekanal 66A'frei bleibt. Seine
in der oberen ausgezogenen Stellung in Fig. 1 dargestellte Schließstellung erfolgt pneumatisch unter Beaufschlagung durch
Druckluft über einen Zuführungskanal 88 zur äußeren Stirnfläche des Kolbens 84.
r Bei Vielfachanordnung ist es möglich, und wie in der oberen Darstellung
in Fig. 1 durch eine zusätzliche Strichpunktlinie grob schematisch angedeutet, zwischen dem Körper 92 des oberen Backenteils
und einem gemeinsamen Zylinderdeckel 93, in welchem der Zuführungskanal 88 ausgespart ist, eine gemeinsame Betätigungsmembran 90 für die einzelnen nebeneinander in einzelnen Zylindern
angeordneten Kolben 84 einzuspannen.
Für die verschiedenen Kolben-Zylinder-Einheiten 82, 84 kann dann je ein einziger gemeinsamer oberer Backenteil 62 und unterer
^-' Backenteil 64 vorgesehen sein. 'Die Begriffe "oben" und "unten"
beziehen sich dabei auf die strichpunktierte untere Stellung des Spannbackens 60 nach Fig. 1 .
Sobald das in jedem zugeordneten Aufnahmekanal 66 angekommene Kanülenrohr an der gemeinsamen Prallplatte 72 .-ausgerichtet ist,
kann der Stößel 85 gegen das am Backenteil 64 widergelagerte Kanülenrohr 4 gedrückt werden, so daß dieses im Spannbacken
- 3o.
transportfest eingespannt ist. Der Spannbacken wird dann in
die obere ausgezogen dargestellte Stellung in Fig. 1 überführt. Dabei wird das Kanülenrohr 4 fluchtend auf die zentrale
Bohrung 10 im Ansatz 6 ausgerichtet und außerdem in einem Hubvorgang mit seinem inneren Ende 24 in die in Fig. 1 oben
dargestellte Endstellung im Ansatz 6 eingeschoben.
Oberhalb der Aufnahmeöffnung 28 in der Trägerplatte 26 ist
ein stabförmiger Stromleiter 94 entsprechend dem Doppelpfeil
auf und ab verschiebbar. Der Stromleiter 94 trägt eine Gegenelektrode 98 aus Wolfram, die unter weitgehender Ausfüllung
des schmalen Innenraums des Ansatzes 6 innerhalb von dessen becherförmigem Teil 12 auf das innere Ende 24 des Kanülenrohres
stumpf oder mit anderer geeigneter übergangswiderstandsarmer und definierter Position aufsetzt. Das Kanülenrohr 4
wird dabei zwischen der Gegenelektrode 98 und dem Spannbacken 60 eingespannt.
Eine in Fig. 2 mehr im einzelnen dargestellte Elektrodenzange 100 bildet die mit der Gegenelektrode 98 zusammenwirkende
andere Elektrode, mittels derer Schweiß spannung an den zwischen den beiden Elektroden liegenden Abschnitt des Kanülenrohres
angelegt und dieses so erhitzt werden kann, daß der angrenzende Kunststoff im Ansatz auf das Kanülenrohr aufgeschmolzen wird.
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ti . Beide Elektroden können hierzu an sinen Schweißspannungsgene-
!■? rator angeschlossen werden, der mit relativ niederen Spannungs
!' werten im Bereich einiger Volt, jedoch relativ hohen Stromwer
[jT q ten in der Größenordnung etlicher Ampere arbeitet.
Zweckmäßig wird eine nicht gezeigte Spannungsstabilisierungseinrichtung
vorgesehen, um die Betriebsbedingungen an jeder Schweißstelle, auch bei gleichzeitiger Schweißung an mehreren
Schweißstellen, zu gewährleisten. Wenn die spezifischen Widerstände und geometrischen Bedingungen sehr schwanken, kann man
alternativ oder zusätzlich auch in der jeweiligen Widerstandsschweißstrecke den Schweißstrom auf einen Sollwert einregeln.
Die Elektrodenzange ist in einem schwimmend allseitig frei nachgiebigen Lager 102 auf zwei Lagerstiften 104 so stationär
gehalten, daß die Elektrodenzange 100 horizontal ausgerichtet ist und mit ihren beiden Zangenhälften 106 um die beiden Lagerstifte
104 schwenkbar ist. Im Zangenkopf liegen sich zwei vorzugsweise austauschbare Kontaktbeläge 108 gegenüber, zwischen
denen das freie Ende 24 des Kanülenrohres 4 einspannbar ist. Es kann dabei eine beliebig geeignete Kontaktfiguration
gewählt werden, und zwar außer der dargestellten flachen Kontaktgabe, welche zwei linienförmige Kontaktflächen, srgibt, vorzugsweise
auch mit zwei' punktförmigen Kontaktflächen zur genauen
Festlegung der Kontaktstelle. Man kann allerdings auch in jedem Kontaktbelag eine an den Umfang des Kanülenrohres etwas
angepaßte ausgenommene Gestaltung vorsehen.
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Anstelle relativ weicher Kontaktbeläge 108, z.B. aus Ag, kann
man auch harte Beläge, z.B. aus W, vorsehen/, gegebenenfalls gar
auf gesonderte Kontaktbeläge verzichten und die ganze Zange, mindestens ihren Backenbereich, aus vorzugsweise hartem Kontaktmaterial
herstellen.
Der Kontaktdruck wird durch eine den Zangenkopf schließende leichte Druckfeder 110 aufgebracht, deren Kontaktdruck sehr
klein im Verhältnis zur Einspannkraft zwischen dem Backenteil
64 und dem Kolbenstößel 85 gewählt werden kann.
Zum öffnen der Elektrodenzange 100 weist diese an den beiden hinteren
Enden der Zangenhälften 106 je eine Kurve bzw. Keilfläche 112
auf, gegen die jeweils ein in Öffnungsrichtung der Zange verschiebbarer
Nockenzapfen 114 einwirken kann. Die zum öffnen
der Zange erforderliche Schwenkbewegung des Nockenzapfens ist durch den Doppelpfeil 116 in Fig. 1 kenntlich gemacht. Sie
erfolgt durch beschränkte Verschwenkung des Nockenzapfens 114
durch eine im Takt hin und her bewegte Betätigungswelle 118.
Manchmal wird es als nachteilig empfunden, wenn die öffnungs- und/oder Schließbewegungen der Zange zu schlagartig erfolgen.
Dann ist es empfehlenswert, Öffnung und/oder Schließung sanft über eine Steuerkurve, z.B. Kulissenführung, Schlitzführung
oder Nbckenbahn, zu steuern.
Der Spannbacken 60 führt zweimal einen vertikalen Arbeitshub i
durch. In der ersten Phase wird er zum Einführen des Kanülenrohres
in die in Fig. -\ dargestellte Stellung im Ansatz längs der Hubstrecke 68 nach oben bewegt und dabei, wie geschildert, in die |
Einführstellung geschwenkt. Die zweite Phase erfolgt während des Schweißstromdurchganges durch den an den Schweiß stromgenerator
angeschlossenen Kontaktbelag 108, dann durch den durch den Ansatz Γ ragenden Bereich des Kanülenrohres sowie die ebenfalls an den
Schweißspannungsgenerator angeschlossene Gegenelektrode 98. Diese zweite Hubphase ist durch den Doppelpfeil 120 übertrieben
kenntlich gemacht. Die Einspannfläche des Kolbenstößels 85 sowie die Einspannfläche am Backenteil 64 gleiten dabei unter
Überwindung der Einspannkraft längs des an der stationären Gegenelektrode 98 abgestützten Kanülenrohres um eine unbestimmte
Strecke, da während des Stromdurchgangs zugleich eine gewisse Erosion zwischen Gegenelektrode und innerem Ende 24 des
,- Kanülenrohres 4 erfolgt, welche jedoch durch die zweite Phase
der Aufwärtsbewegung des Spannbackens ausgeglichen wird. Da der Spannbacken keine stromübertragenden Aufgaben hat, kann :
man die am Kanülenrohr angreifenden Einspann- und Gleitflächen entsprechend optimal auslegen, z.B. aus einem geeigneten Gleitmaterial,
welches wenig Riefen hervorruft, gegebenenfalls sogar außer aus in Frage kommenden Metallen auch aus Kunststoff, z. B.
Polytetrafluoräthylen.
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- 34 -
Da auch die Elektrodenzange stationär angebracht ist, muß auch
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das freie Ende 22 des Kanülenrohres 4 relativ zu den Kontaktflächen
des Kontaktbelages 108 gleiten können. Die Gleitstrecke
ist dabei durch die Erosion zwischen innerem Ende 24 des Kanülenrohres
und Gegenelektrode bestimmt. Es entsteht dabei infolge
der schwachen Federkraft der Druckfeder 110 nur ein geringer
Gleitwiderstand, der wesentlich kleiner gehalten werden V kann als die Einspannkraft des Kanülenrohres im Spannbacken 60.
Andererseits befindet sich während des ganzen Stromdurchgangs zwischen Gegenelektrode 98 und Kontaktbelag 108 stets eine genau
vorbestimmte konstante Länge des Kanülenrohres zwischen den beiden Elektroden, so daß ihr wirksamer Heizwiderstand des
Einschmelzvorganges unabhängig von der Länge des Erosionsabbrandes am inneren Ende 24 des Kanülenrohres konstant bleibt.
Da die Elektrodenzange am Kanülenrohr unmittelbar unter dessen Austritt aus dem Ansatz 6 zwischen diesem und der höchsten
Stelle des Hubs des Spannbackens angreift, ist außerdem die Widerstandsstrecke außerhalb des Ansatzes minimal gehalten,
so daß das Kanülenrohr praktisch überhaupt nur noch im Bereich der. Einziehung 18 oder etwas unter dieser farblich anlaufen kann. Die
Einziehung kann man jedoch so wählen, daß sie beim Einschmelzvorgang durch Kunststoff geschlossen wird und'es praktisch
überhaupt nicht mehr zu einem ungenutzten Glühvorgang in solchen Bereichen kommt, die zwischen der Einstechspitze 8 des
Kanülenrohres 4 und dem Ansatz 6 liegen. Da gerade dieser · Bereich bei Benutzung der Spritze mechanisch stark beansprucht
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- 35 -
ist, kann man ihn viel mehr als früher von Versprödungen oder
Erweichungen freihalten und auch durch Glühen sonst entstehende Anlauffarben vermeiden.
|; Wenn das Kanülenrohr eingeschmolzen ist, kann der Spannbacken
60 wieder geöffnet und in seine strichpunktierte untere Ausgangsstellung
gemäß Fig. 1 wieder zurückgeführt werden, um f Γ den Zyklus zu wiederholen. Entsprechend wird der Stromleiter
't 94 so weit zurückgezogen, daß die Gegenelektrode 98 aus dem
X Ansatz heraustritt. Dann kann die fertige Einmalkanüle 2 mittels
der Trägerplatte 26, die beispielsweise an einem großen
f Drehteller angeordnet ist, zu einer weiterverarbeitenden
f Station abgeführt werden.
'An der abgebrochenen Darstellung von Fig. 3 ist bereits auf
eine Vervielfachung der Stationen gemäß Fig. 1 und 2 durch mehrfache Einzeichnung von-- Speicherräumen 32 des Kanülenrohrmagazins
30 und Eingängen 46 Bezug genommen, die jeweils zu einer Gleitschiene 59 gemäß Fig. 1 führen. Bei einer derartigen
vielfachen, z.B. zehnfachen, Anordnung sind dementsprechend natürlich auch zehn Elektrodenzangen 100, Zylinder 82, Aufnahmeöffnungen
28 usw. vorgesehen.
Um zu erfassen, ob jeweils ein Kanülenrohr in seine Betriebsstellung gelangt, kann man eine elektrische Widerstandsmessung
zwischen dem als eine Meßelektrode ausgebildeten Spannbacken und einzelnen gegeneinander isolierten Abschnitten der Prall-
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platte 72 vorsehen, wobei dann zweckmäßig die Friktionswalze 73 aus elektrisch nichtleitendem Material gebildet wird. Alternativ
könnte man auch die Friktionswalze 78 als Gegenmeßelektrode
wählen. Man kann dann abfragen, auf welchen Meß strecken ein elektrischer Widerstand vorhanden ist, und die für alle
Einschmelzungen erforderliche gesamte Schweißleistung entsprechend einstellen.
Eine entsprechende elektrische Schaltung des einerseits mit dem stromführenden Teil der Elektrodenzange 100 und andererseits
mit der Gegenelektrode 98 verbundenen Schweißspannungsgenerators zeigt Fig. 4.
In Fig. 4 sind zunächst als Beispiel einer Vielfachanordnung zehn Kontrollstellen 122 dargestellt; allgemein kann man eine
unbestimmte Anzahl η derartiger Kontrollstellen vorsehen ent- J-- . sprechend der Anzahl gleichseitig einzuschmelzender Kanülenrohre
in Ansätzen.
Die Kontrollstellen befinden sich zwischen dem Spannbacken 60 und den einzelnen gegeneinander isolierten Kontaktstellen an
der Prallfläche 72.
Bei Anlegung einer Spannung zwischen dem beispielsweisen positiven
Pol L+ und einem Gegenpol an der Verstärkereinrichtung 124 erfolgt durch alle die Kanülenrohre ein Stromdurchgang.
welche sich in ihrer eingespannten Stellung befinden. Die beim Stromdurchgang erfolgenden Signale werden-'in einem jeder Widerstandsmeßstrecke
zugeordneten Verstärker 126 so verstärkt, daß sie in einem Kontrollspeicher 128 jeweils ein RS-Flip-Flop
setzen können. Dort, wo kein Stromdurchgang erfolgt, wird das Flip-Flop nicht aus seiner Grundstellung gesetzt. Man kann
also mit einem einzigen Meßvorgang zunächst das tatsächliche Bild, wo Kanülenrohre vorhanden sind, im Kontrollspeicher
in den einzelnen Flip-Flops 130 abbilden.
Es ist ferner ein Taktgenerator G vorgesehen. Dessen Taktimpulse stellen einen Abfragezähler 132 schrittweise weiter,
so daß an seinen zehn Ausgängen nacheinander Abfrageimpulse abgegeben werden. Diese werden jeweils mit Hilfe einzelner
UND-Schaltungen 134 mit den Ausgangssignalen des zugehörigen Flip-Flops 130 des Kontrollspeichers 128 verknüpft und in
einem Kontrollzähler 136 registriert. In Abhängigkeit vom registrierten Zählergebnis wird ein Leistungssteiler 138 so
eingestellt, daß am Schweißgerät 140 jeweils eine an die Zahl der in der Betriebsstellung befindlichen Kanülenrohre angepaßte
Schweißleistung bereitgestellt wird. Dadurch kann man erreichen, daß für jede Kanüle, unabhängig davon, ob an den
anderen Betriebsplätzen noch Kanülen sind, jeweils eine vorbestimmte
Schweißleistung bereitgestellt wird.
Der für die Widerstandsschweißung erforderliche enge Kontakt zwischen Kanülenrohr 4 und Ansatz 6 wird zweckmäßig so hergestellt,
wie es an verschiedenen Modifikationen anhand der Fig.
5 bis 9 dargestellt ist.
In den Fig. 5 und 6 hat dabei der Ansatz S dieselbe Außenform wie in Fig. 1. Entsprechendes gilt für Fig.7 und Fig.9a .und 9b,
wo aber der becher- oder topfförmige Teil 12 fortgelassen ist
und die Basis 16 mit der stirnseitigen Anschlußfläche 150 direkt an den Zylinder einer Spritze, z.B. durch Schweißen,
angesetzt werden kann. Die Besonderheiten der Fig. 5 bis 9b liegen in der inneren Gestaltung der zentralen Bohrung in
der Basis 16, der dort-gewählten Form des Kanülenrohres 4 sowie in möglichen Außenformen des Ansatzes vor der endgültigen
Verbindung mit dem Kanülenrohr gemäß den Fig. 9a und 9b.
Die Besonderheiten der Fig. 5 und 6 lassen sich sinngemäß auch
und 9b
auf die Fig.7 und 9a und umgekehrt, übertragen. Ebenso sind die'Alternativen der Fig. 8a und 8b sowohl bei der Form des Ansatzes 6 ,gemäß Fig. 5 und Fig. 6 als auch bei den möglichen Ansatzformen der Fig. 7 und 9a und 9b einsetzbar.
auf die Fig.7 und 9a und umgekehrt, übertragen. Ebenso sind die'Alternativen der Fig. 8a und 8b sowohl bei der Form des Ansatzes 6 ,gemäß Fig. 5 und Fig. 6 als auch bei den möglichen Ansatzformen der Fig. 7 und 9a und 9b einsetzbar.
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- 39 -
Bei allen Fig. 5 bis 9 wird davon ausgegangen, daß das Kanülenrahr 4 zunächst lose in die zentrale Bohrung 10
eingesteckt wird und zur Herstellung einer engen Umfassung durch die Basis 16 des Ansatzes 6 anschließend aufgeweitet wird.
Abweichend von der Anordnung gemäß Fig. 1 ragt dabei das Kanülenrohr
4 nicht bis in den freien Raum des becher- oder topfförmigen Teils 12 hinein, sondern endet bereits vor einer Ein-
schnürung 152 der zentralen Bohrung 10 an deren übergang in
'- den becher- oder topfförmigen Teil 12 gemäß Fig. 5 oder Fig. 6
bzw. am Anschlußende 150 an eine Spritze gemäß Fig. 7 oder 9. Am vorteilhaftesten ist es, wenn gemäß Fig. 6 die lichte Weite
• der Kanüle 4 relativ zur lichten Weite der Einschnürung 152 und der sonstigen Bohrung 10 im Basisteil 16 so gewählt wird,
daß gemäß Fig. 6 die Stirnfläche 154 der Wand 156 des Kanülenrohres 4 nur. mit ihrer Außenend-Ringf lache auf einem ringförmigen Absatz
158 der Einschnürung 152 in der Bohrung 10 aufsitzt,
während die innenliegende■Ringzone der Wand 156 des Kanülen
rohres der lichten Öffnung der Einschnürung 152 gegenüberliegt.
Dies erfordert sehr enge Toleranzen der zusammenwirkenden Teile, da übliche Wandstärken eines Kanülenrohres bei etwa
1,0 oder 1,5 mm liegen, bei Kanülenaußendurchmessern zwischen 0,6 mm (und weniger) und 2,0 mm (und mehr). 0,6 mm und 2,0 mm
geben Unter- und Obergrenze der meistens verwendeten Kanülen an, wobei die tatsächlichen Maße eher noch im mittleren Bereich
der angegebenen Grenzzahlen liegen.
Alternativ kann man aber auch, wie es eher in Fig. 5 angedeutet ist, von vornherein die lichte Weite des Kanülenrohres nicht
kleiner als die lichte Weite der Einschnürung 152 wählen.
Im Gegensatz zu Fig. 1, also' gemäß den Ausführungsformen der
/ Fig. 5 bis 9, endet hier jeweils das innere Ende des Kanülenrohres
4 noch innerhalb des Basisteils 16 und ragt nicht, wie
in Fig. 1, in einen freien Raum an der Rückseite des Basisteiles
hinaus, wie es in Fig. 1 zur Erleichterung des stumpfen Aufsetzens der Gegenelektrode 98 vorgesehen ist.
Das an der Einschnürung 152 zunächst aufgelagerte Kanülenrohr wird dann im Ansatz durch Aufweiten mechanisch befestigt.
Zum Aufweiten dient ein Aufweitdorn 160, der zweckmäßig mit einer konischen Spitze 162 versehen ist. Der wirksame Teil des Aufweit-"^
dornes 160 wird zweckmäßig so bemessen, daß er entweder gerade durch die lichte Weite der Einschnürung 152 paßt (Fig. 6), oder etwas
gar erheblich im Durchmesser weiter (Fig. 5), als die.lichte Weite
der Einschnürung 152 bemessen ist. Im Fall einer überweite im Verhältnis zur lichten Weite der Einschnürung 152 wird beim
Aufweitvorgang davon ausgegangen, daß das Kunststoffmaterial
der Einschnürung so nachgiebig ist, daß der Aufweitdorn 160 nicht nur zum Aufweiten des Kanülenrohres 4 dient, sondern auch
- 41 -
zunächst das Kunststoffmaterial der Einschnürung 152 im Basisteil 16 des Ansatzes 6 verdrängen kann. Man""kann dann eine mehr
oder minder große Elastizität zur Rückstellung des Kunststoffmaterials in den Ausg.angszustand nach beendigter Aufweitung
des Kanülenrohres vorsehen.
Der Aufweitdorn 160 ist an einem außerhalb des Ansatzes 6 auch während des Aufweithubes verbleibenden Schaft 164 befestigt bzw.
mit diesem aus einem Stück bestehend. Der Schaft 164 ist mit einer nicht näher dargestellten konventionellen Hubbetätigung
verbunden. Der Aufweitdorn 160 ist so bemessen, daß er bei Ansätzen 6 mit becher- oder topfförmigem Teil 12 gemäß Fig. 5 oder
6 mit erheblichem Spiel noch in den inneren Freiraum des Teils 12 paßt. In diesem Freiraum kann gemäß Fig. 6 ein Haltestutzen
166 eines Halteteils 168 einer Montagemaschine greifen. Der Halteteil 168 kann dabei Bestandteil eines Schalttellers sein.
Die Anordnung kann dabei gemäß Fig. 6 so getroffen sein, daß die Außenfläche des Haltestutzens 166 mit der Innenfläche des
Teils 12 im wesentlichen formschlüssig zusammenwirkt und gegebenenfalls zusätzlich, oder alternativ, der becherförmige
Teil 12 mit seiner flanschförmigen Erweiterung 14 auf einer
zugewandten Stirnfläche 170 des Halteteils 168 aufliegt. Die
innere Bohrung des Haltestutzens 166 kann zugleich als Führung für den Aufweitdorn 160 dienen.
• U KIl Uli
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Es ist möglich, nur eine Aufweitung eines relativ kurzen Abschnittes
am inneren Ende des Kanülenrohres·. 4 vorzunehmen, indem man für den Aufweitvorgang nur die Spitze 162 des Aufweitdornes
160 benutzt. Dabei entsteht eine trompeten- oder glockenförmige Aufweitung 172 gemäß Fig. 5. Diese Aufweitung kann
entweder unter Verdrängung von Wandmaterial der zentralen Bohrung 10 im Basisteil 16 oder in eine vorgeformte, der Auf-
s weitungsform komplementäre Erweiterung 174 der zentralen Bohrung
gemäß Fig. 6 erfolgen.
Fig. 6 zeigt dabei das Kanülenrohr 4 im noch nicht aufgeweiteten Zustand, Fig. 7 im aufgeweiteten Zustand bei vorgeformter
Erweiterung 174 der Bohrung 10 und Fig. 5 das gegen eine elastische Verformung aufgeweitete Kanülenrohr.
Wenn auch in Fig. 5 bei der elastischen Verformung der Einfachheit
halber keine zugehörige Verformung der Außenkontur des Ansatzes 6 dargestellt ist", so kann doch durch Materialverdrängung
eine derartige Verformung der Außenkontur erfolgen. Zu deren völliger oder teilweiser Kompensation kann man
entweder gemäß Fig. 9a eine Anschrägung 176 oder gemäß Fig. 9b eine Taille
178 in der vorgefertigten Form des Ansatzes 6 dort vorsehen,
wo beim Aufweiten des Kanülenrohres Material des Ansatzes verdrängt wird. Im Idealfall erhält man dann im aufgeweiteten
Zustand die Konfiguration von Fig. 5, bei der man keinerlei
Materialverdrängung nach außen mehr an der Außenkontur des Ansatzes erkennen kann. Die Gestalt der am vorgefertigten Ansatz
vorgesehenen äußeren Aussparung hängt natürlich von der gewählten Verformung des Kanülenrohres und der Lage dieser Verformung
im Ansatz sowie von den Materialcharakteristika des Kunststoffes des Ansatzes ab.
; Anstelle einer im wesentlichen konischen Aufweitung am inneren
: Ende des Kanülenrohres 4 kann man dieses im Grenzfall /wie anhand von
; Fig. 9a und 9b auch dargestellt, auch über seine ganze Eingriff ΞΙ
·
i strecke der zentralen Bohrung 10 zwischen Einschnürung 152 und
i strecke der zentralen Bohrung 10 zwischen Einschnürung 152 und
I 6
I Austritt aus dem Ansatz/zylindrisch aufweiten. Ein sehr vorteilf
ha'fter Kompromiß zwischen zylindrischer Aufweitung und Aufweitung
jji nur am inneren Ende des Kanülenrohres zeigt Fig. 8a, wo das
I Kanülenrohr nicht nur mit der Spitze 162 des Aufweitdorns 160, |; sondern auch teilweise von dessen Schaft 164 aufgeweitet ist und
I r .
% vl-r dementsprechend an seinem inneren Ende einen zylindrischen Anja
'
I fangsabschnict 180 aufweist, der dann über einen konischen Übergangsabschnitt
182 -in einen nicht aufgeweiteten Bereich des Kanülenrohres 4 übergeht.
Bei der Anordnung gemäß den Fig.9a und 9b ist das Kanülenrohr 4 nur durch
Auflagerung auf der Schulter der Einschnürung 152 der zentralen Bohrung 10 formschlüssig gegen Druck in Richtung in die Spritze
IM«
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- 44 -
abgestützt, während die Abstützung gegen Zug nur reibschlüssig erfolgt. Bei den anderen Ausführungsformen erfolgt eine formschlüssige
Abstützung in beiden Richtungen, da auch die Zugfestigkeit durch Formschluß des Kanülenrohres im Basisteil 16
des Ansatzes 6 sichergestellt ist,
Alternativ zur dargestellten Aufweittechnik kann man auch eine ζ andere, beispielsweise von der Herstellung von Kugelschreiberminen
bekannte, Aufweittechnik verwenden, bei der innerhalb des im Basisteil 16 gelegenen Bereichs des Kanülenrohres eine Sicke
184 ausgeformt wird. Bei dieser Anordnung ist sogar die Einschnürung
152 entbehrlich.
Der Aufweitdorn 160 kann bei entsprechender Gestaltung des Schaftes
164 auch die Funktion der Gegenelektrode 98 gemäß Fig. 1 übernehmen.
Für eine Vorfixierung des Kanülenrohres 4 im Ansatz 6 reicht es beispielsweise aus, daß das Kanülenrohr mindestens gegen eine
Zugkraft von 6 kp zugfest montiert ist. Vorteilhafter sind noch
etwas größere Zugfestigkeiten. Im Grenzfall kann man Zugfestigkeiten von 6 kp, 8 kp oder weit mehr erreichen. Dies ermöglicht es
sogar, ein entsprechendes Kanülenrohr aus Metall mit Kunststoffansatz
hinreichend druck- und zugfest sowie hinreichend dicht zu erhalten und auf einen anschließenden Schweißvorgang zu
verzichten.
Voraussetzung dabei ist sorgfältiges Arbeiten mit genauen Toleranzen. Im allgemeinen reicht es aus,., bei der Aufweitung
den Außendurchmesser des Kanülenrohres etwa um 1/10 mm,in manchen Fällen auch weniger, zu erweitern. Vorzugsweise
erfolgt eine Erweiterung um mindestens mehrere zehntel Millimeter, zweckmäßig mehr als 20 % des Kanüleriaußendurchmessers.
Das Material des Ansatzes, z.B. auch ein Polycarbonat, muß mit einer solchen Aufweitung verträglich sein, falls es beim
Aufweiten, verdrängt wird.
Es ist zweckmäßig, beim Aufweiten den Aufweitdorn in das Kanülenrohr
unter Vibration einzuführen. Man kann den Dorn in Axialrichtung oder in Umfangsrichtung vibrieren. Man
kann auch einen rotierenden Dorn axial vibrieren. Zweckmäßig sind niederfrequente Vibrationen mit einer Frequenz
von 10 Hz an aufwärts.
Bei den Ausführungsformen des Ansatzes 6 gemäß den Fig. 5
bis 9b kann die Einschnürung 152 der Bohrung 10 vom Aufweitdorn 160 beim Aufweiten des Kanülenrohres 4 mehr oder
minder stark mit aufgeweitet werden, und es hängt dann von d'er Rückstellkraft und Güte der Elastizität des verdrängten
Materials der Einschnürung 152 ab, inwieweit diese sich nach Herausziehen des Aufweitdornes 160 wieder zurückstellt und
ihre Funktion als Abstützung des Kanülenrohres 4 gegen Druck und gegebenenfalls als Abdichtung des Kanülenrohres gegenüber
dem Ansatz wieder übernimmt.
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- 46 -
Diese Schwierigkeit kann man vermeiden, wenn die Bohrung zunächst ganz ohne Einschnürung 152, z.B. als Bohrung mit
über die Länge konstantem Querschnitt, oder mit einer so weit bemessenen Einschnürung 152 gefertigt'wird, daß diese
vorn Aufweitdorn nicht selbst aufgeweitet wird. In derartigen Fällen ist es möglich, die Abstütz- und Dichtfunktion der
Einschnürung 152 folgendermaßen zu verbessern:
Zunächst wird ein Abschnitt des Kanülenrohres 4, welches bis in die gewünschte Einbaulage in die Bohrung 10 eingesteckt
ist, aufgeweitet und so das Kanülenrohr zunächst mindestens gegen Zugbeanspruchung im Ansatz 6 festgelegt. Danach wird
Wandmaterial der Bohrung 10 im Ansatz 6 in einen verformbaren,
gegebenenfalls fluiden, Zustand erwärmt und vor das innere Ende des Kanülenrohres 4 geschoben, um dort eine das
Kanülenrohr gegen Druck abstützende Einschnürung 152 erst zu bilden oder eine schon vorhandene Einschnürung zu verstärken
bzw. mit einem kleineren lichten Querschnitt auszubilden. Das verschobene Wandmaterial kann dabei auch zu einer Verklebung
des Kanülenrohres 4 im Ansatz 6 verwendet werden.'
Es ist meist erforderlich, die Innenfläche des Kanülenrohres von Kunststoffmaterial freizuhalten und ferner einen lichten
Strömungskanal in der Bohrtipg 10 des Ansatzes 6 hinter
dem inneren Ende des Kanülenrohres freizulassen. Hierzu kann ein gesonderter Abdichtdorn verwendet werden, der
abdichtend in das innere Ende des Kanülenrohres 4 eingeführt werden kann, sobald das Kanülenrohr 4 aufgeweitet
ist. Zur Erwärmung des Kunststoffmaterials des Ansatzes 6 im .Wandungsbereich der Bohrung 10 hinter dem inneren Ende
des Kanülenrohres 4 kann dann ein auf dem Abdichtdorn, vorzugsweise thermisch isoliert, geführter hohler Heizstempel
dienen, der nach Abdichtung des inneren Endes
ι '!
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des Kanülenrohres 4 und hinreichender Erwärmung der zu verschiebenden
Kunststoffmasse diese dann in ihre gewünschte Endlage verschiebt.
Tn dem beschriebenen Fall ist es zweckmäßig, das Aufweiten des Kanülenrohres 4 an einer ersten Arbeitsstation und das
Verschieben des Kunststoffes an einer zweiten Arbeitsstation vorzunehmen, um so schnelle Taktzeiten zu erreichen.
Man kann aber auch den Aufweitdorn 160 zugleich als Abdichtdorn
verwenden und den Heizstempel auf dem Aufweitdorn 160 führen. In diesem Falle ist es zweckmäßig, Aufweitung
und Kunststoffverschiebung an derselben Arbeitsstation vorzunehmen.
Der Abdichtdorn bzw. der Aufweitdorn 160 verbleibt so lange
in Eingriff mit dem inneren.Ende des Kanülenrohres 4, bis sich der verschobene Kunststoff wieder hinreichend verfestigt
hat.'
Heizstempel und Abdichtdorn oder Aufweitdorn können ein einziges Werkzeug bilden, bei dem der Abdichtdorn oder
Aufweitdorn mit Vorlauf gegenüber dem Heizstempel aktiv wird.
Die Figuren 10 bis 15 zeigen eine Vorrichtung, bei der eine Aufweitung und nachfolgende Hinformung von Kunststoffmaterial
des Ansatzes vor das Kanülenrohr mit zwei aufeinanderfolgenden Werkzeugen 200 und 204, zweckmäßig an aufeinanderfolgenden Arbeitsstationen,
vorgenommen wird, während die Fig. 16 bis 18 eine alternative Möglichkeit unter Verwendung eines einzigen
Werkzeuges 220, zweckmäßig an derselben Arbeitsstation, zeigen.
Bei der ersten Alternative ist im Ansatz 6 eine durchgehende
Bohrung 10 vorhanden, die über die ganze Länge konstanten
/' Querschnitt haben kann. In diesem Falle kann die Positionierung
des Kanülenrohres 4 in seiner Montagelage im Ansatz durch äußere Haltemittel sichergestellt werden. Man kann aber auch, wie hier
gezeigt, zur Festlegung der Endlage einen kleinen Absatz 10a
in der Bohrung vorsehen.
Zum Aufweiten des Kanülenrohres wird ein Aufweitdorn 200, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung 10 hinter der
Endlage des inneren Endes des Kanülenrohres 4 wenigstens annähernd entspricht (passend in Bohrungsabschnitt 10b), aus der
Ausgangslage von Fig. 10 (nach Einschieben des Kanülenrohres gegen den Absatz 10a in Pfeilrichtung), in die Aufweitstellung
gemäß Fig. 11 axial in Pfeilrichtung verschoben, bis sich das innere Ende 201 des Kanülenrohres 4 trompetenartig entweder
gegen das Material des Ansatzes oder in eine Aussparung in demselben aufgeweitet hat. Dann wird der Aufweitdorn 200 gemäß '
Fig. 12 wieder in eine Ausgangslage außer Eingriff zurückgezogen.
In der nächsten Arbeitsstation wird das zweite Werkzeug 204 gemäß Fig. 13 in Position gebracht.Es weist einen vorsprungartigen Dichtansatz
205 und einen ringförmigen Heizansatz 206 auf. Ziel ist es, die Zone durch-Kunststoffmaterial aufzufüllen, welches sich in der vorgeformten
Form des Ansatzes 6 in der Zone 20 3 befindet. Hierzu wird der Dichtansatz 205 zunächst gemäß Fig. 14 in das innere
Ende des Kanülenrohres 4 abdichtend eingeschoben. Obwohl der
B · I
- 49 -
Dichtansatz 205 hier mit der heizkolbenartigen Heizeinrichtung integral ausgebildet sein kann, kann man auch den Dichtungsstift 205 axial innerhalb eines gesondert angefertigten Heizkolbens
führen. Sobald die Heizeinrichtung die Stellung gemäß Fig. 14 erreicht hat, ist das Kunststoffmaterial aus dem Ansatz
in Richtung der Pfeile 207 in die Endstellung verformt. Man erkennt, daß der Dichtungsdorn 2 05 sogleich auch Kalibrierdorn
für die Fortsetzung des Innenkanals des Kanülenrohres ist.
Fig. 15 zeigt die entformte Endstellung.
Bei der alternativen Konstruktion gemäß Fig. 16 bis 18 weist das einzige Werkzeug 220 einen axial innenliegenden Aufweitdorn
210, eine diesen umgebende, gegebenenfalls aus thermisch
isolierendem Material bestehende Schiebehülse 211 sowie einen auf dieser wiederum axial geführten hohlen Heizkolben 212 auf.
Gemäß Fig. 16 wird in einer ersten Betriebsphase das Kanülenrohr 4 im vorher beschriebenen Sinne durch die Einheit 210,
211, die zusammen als Aufweitdorn dient, aufgeweitet.
In der nächsten Betriebsphase gemäß Fig. 17 wird der innere
Teil des Aufweitdornes 210 in eine abdichtende Position in das Kanülenrohr
weiter eingeschoben, während im wesentlichen gleichzeitig die Formhülse 211 axial etwas zurückgezogen wird. Dadurch
entsteht zwischen dem aufgeweiteten inneren Ende des Kanülenrohres 4 und dem gegenüber liegenden Ende der Hülse 211
ein Freiraum 202, der gegebenenfalls durch nicht dargestellte Öffnungen mit einem auch nicht dargestellten inneren Entlüftungskanal
innerhalb des Stempels 210 in Verbindung treten kann. Man kann auch andere Entlüftungen vorsehen, beispielsweise.
Längsrinnen in der Führung zwischen Hülse 211 und Dorn 210.
In dritter Phase erfolgt dann ein Fließ-Preßvorgang unter thermischer Mitwirkung des aufgeheizten Heizstempels 212. Dabei
wird wiederum entsprechend dem Pfeil 217 "'Material vor das innere Ende des Kanülenrohres 4 geformt.
Der Aufweitdorn hat vorzugsweise einen zylindrischen Querschnitt und eine kegelförmige oder nach innen geschwungene scharfe Spitze.
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Herstellen von Einmalkanülen aus je
einem metallischen Kanülenrohr und je einem Ansatz aus thermoplastischem Kunststoff, bei der das Kanülenrohr in
den Ansatz einschiebbar und zwischen einer an dem im Ansatz liegenden Ende des Kanülenrohres anliegenden Gegenelektrode
und am freien Endabschnitt des Kanülenrohres angreifenden Spannbacken einspannbar ist, das Kanülenrohr
auf einem Längsabschnitt mittels einer zwischen der Gegenelektrode
und dem freien Endabschnitt des Kanülenrohres zeitweise anliegenden Widerstandsheizspannung auf Einschmelztemperatur
des Kunststoffes erhitzbar ist, und insbesondere während des Anliegens der Widerstandsheizspannung
die Spannbacken und die Gegenelektrode relativ aufeinander zu verschiebbar sind und das Erhitzen des mit der
Widerstandsheizspannung beaufschlagten Längsabschnittes des Kanülenrohres, gegebenenfalls im Genauigkeitsbereich
des Abbrandes des Kanülenrohres längs einer konstant bleibenden Strecke erfolgt, die kürzer ist als der Abstand
zwischen der Gegenelektrode und den Spannbacken, g te ke -Anzeichnet durch eine den im Ansatz (6)
verlaufenden Abschnitt des Kanülenrohres (4) vor dessen
Einschmelzen in den Ansatz in reib- oder formschlüssigen Eingriff mit dem Ansatz bringende Aufweiteinrichtung (160;
200; 210).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vorgeformte Aussparung (174) im Ansatz (6) für die Aufnahme
des aufgeweiteten Abschnittes des Kanülenrohres (4).
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an. der Außenseite des Ansatzes (6)
eine Materialaussparung (178) vorgeformt ist, die bei dem Aufweiten des Kanülenrohres (4) durch verdrängtes Material
des Ansatzes (6) auffüllbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kanülenrohr (4) vor seineip Aufweiten
auf der Schulter einer Einschnürung (152) einer axialen Bohrung (10) durch den Ansatz (6) auf lager bar ist und daß
zum Aufweiten ein Dorn (160; 200; 210) durch die Einschnürung hindurchführbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanülenrohr (4) vor dem Aufweiten auf der Schulter der
Einschnürung (152) nur mit der Außenzone seiner Wandstärke aufgelagert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (98) an der Innenfläche
des Kanülenrohres (4) anlegbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein für das Aufweiten des Kanülenrohres
(4) verwendeter Dorn (160,200; 210) auch die Gegenelektrode bildet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufweiteinrichtung (160; 200; 210) mit einer Rüttel- oder Dreheinrichtung versehen ist.
9. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine nach der Aufweiteinrichtung (160;
200; 210) betätigbare Verformeinrichtung (212), mittels derer Kunststoffmaterial des Ansatzes (6) in eine Lage vor
dem inneren Ende des Kanülenrohres (4) verformbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine
vor dem Verformen des Kunststoffmaterials in Betriebsstellung bringbare Abdichtung (210) für das innere Ende des
Kanülenrohres (4) gegen Eintritt von Kunststoff.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß "die Abdichtung ein in das innere Ende der Bohrung (10)
im Ansatz (6) einführbarer Abdichtdorn (21OX ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen mit dem Abdichtdorn (210) koaxialen Heizstempel (212),
der später als der Abdichtdorn (210) seine Betriebsstellung einnimmt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abdichtdorn (210) zugleich als ein Aufweitdorn vorgesehen
ist.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808035087 DE8035087U1 (de) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Vorrichtung zum herstellen von einmalkanuelen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19808035087 DE8035087U1 (de) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Vorrichtung zum herstellen von einmalkanuelen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8035087U1 true DE8035087U1 (de) | 1982-09-23 |
Family
ID=6721893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19808035087 Expired DE8035087U1 (de) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Vorrichtung zum herstellen von einmalkanuelen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8035087U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016125587A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Düsenaufbau für das thermische Spritzen mittels einer Suspension oder einer Präcursorlösung |
-
1980
- 1980-12-02 DE DE19808035087 patent/DE8035087U1/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016125587A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Düsenaufbau für das thermische Spritzen mittels einer Suspension oder einer Präcursorlösung |
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