EP3215294A1

EP3215294A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kanülen

Info

Publication number: EP3215294A1
Application number: EP15801342.5A
Authority: EP
Inventors: Philipp Bauer; Sascha KUNER; Werner Saule; Frank Schienle; Martin Weber; Robert ZSCHALER
Original assignee: Rena GmbH
Current assignee: Rena GmbH
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-09-13
Also published as: TW201628747A; WO2016071441A1; KR20170117017A; US20180317959A1; JP2017537798A; TWI677391B; CN107073616A; DE102014116287A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kanülen sowie Kanülen, die unter Anwendung des Verfahrens hergestellt worden sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, welche zur Herstellung der Kanülen unter Anwendung des Verfahrens geeignet ist. Das Verfahren betrifft die Herstellung einer Kanüle aus einem hohlen Rohrsegment (1), mit einem schrägen Eindringende, das einen vorderen Eindringteil und einen hinteren Öffnungsteil aufweist, wobei der vordere Eindringteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von einer Eindringspitze erstreckt und innere Seitenkanten aufweist, und wobei der hintere Öffnungsteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von der abgeschrägten Fläche des vorderen Teils erstreckt und innere Seitenkanten sowie eine gerundete hintere Kante (10, 12) aufweist, wobei die Rundung der hinteren Kante (10, 12) durch elektrochemisches Abtragen (ECM) in Anwesenheit eines Elektrolyten erfolgt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kanülen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kanülen sowie Kanülen, die unter Anwendung des Verfahrens hergestellt worden sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, welche zur Herstellung der Kanülen unter Anwendung des Verfahrens geeignet ist.

Kanülen weisen gewöhnlich eine scharfe Einstechspitze sowie äußere Schneidkanten auf, können aber auch ohne scharfe Spitze sowie ohne äußere Schneidkanten ausgestaltet sein, wie es z.B. bei Epiduralkanülen der Fall ist. Das hintere Ende der Kanülenöffnung, welches häufig auch als Fersenende oder Auge bezeichnet wird, ist üblicherweise elliptisch. Da die inneren Seitenkanten und die hintere elliptische Kante des Auges scharf sind, haben insbesondere medizinische Kanülen, mit denen durch die Haut oder auch durch andere Materialien gestochen wird, stets die Tendenz, Stanzpartikel aus der Haut oder aus anderen Materialien herauszutrennen.

Im Stand der Technik sind zahlreiche Techniken wie z.B. Glasperlen- und Feinsandstrahlen sowie besondere Kanülenschliffe bekannt, mit denen sich die Stanzneigung verringern lässt.

Die DE-OS 26 00 299 offenbart eine Kanüle sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu ihrer Herstellung. Die Kanülen werden mittels Anwendung eines üblichen Schrägschliffes aus einem Rohrabschnitt gewonnen und weisen im hinteren Bereich der Kanülenöffnung (Eindringkante) abgerundete innere Kanten auf, wobei diese Abrundungen durch den Einsatz von Bürsten mit abrasiven Eigenschaften geschaffen werden. Hierzu umfasst die Vorrichtung eine sich drehende Bürste mit mehreren, mit einem abrasiven Mittel versehenen Borsten, oder eine Bürste, der abrasives Material zugeführt wird, sowie eine Klemmplatte zur lösbaren Befestigung einer Vielzahl von Kanülen an einer Tragplatte als Aufnahmefläche. Die Borsten bearbeiten nacheinander die Öffnungen mehrerer Kanülen, um die inneren Seitenkanten im hinteren Bereich der Kanülenöffnungen und die hinteren Kanten (Augen) derselben abzurunden und stumpf zu machen. Es erfolgt somit ein begrenztes Bürsten der Kanülenöffnungen nur im Bereich der Eindringkanten. Nachteilig an dieser Lösung ist allerdings, dass es nicht möglich ist, die Kanülen in der Vorrichtung zu drehen, um neben dem Schrägschliff auch ein beidseitig seitliches Anschleifen im vorderen Abschnitt der Kanülenöffnung durch sogenannte Facettenschliffe zu ermöglichen. Ein weiterer wesentlicher Nachteil des vorgeschlagenen Verfahrens ergibt sich aus den mechanischen Behandlungsschritten durch Verwendung von Schleifscheiben und Bürsten. Hierbei werden die Kanülen im Innern mit Schleifabrieb verschmutzt und erfahren zudem eine mechanische Belastung durch den direkten Kontakt mit der Schleifscheibe bzw. den Borsten der Bürste, wodurch zusätzliche Schritte der Bearbeitung erforderlich werden .

In der Offenlegungsschrift DE-OS 32 30 735 AI wird ein Verfahren zur Herstellung von Kanülen durch abschnittweises Abschneiden von Kanülenrohren beschrieben, wobei das Abschneiden elektroerosiv vorgenommen wird. Die für das Verfahren vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht ein automatisiertes Abschneiden einer Vielzahl von Kanülenrohren, wobei die gebündelt bereitgestellten Kanülenrohre während des elektroerosiven Abschneidens in Bezug auf ihre Längsachse nicht verdreht werden, da die anschließend erforderliche Schaffung einer Kanülenspitze durch Anwendung üblicher Schleifverfahren erfolgt, weshalb auch hier die obigen Nachteile einer mechanischen Behandlung vorliegen.

Die Patentschrift DE 103 27 067 B4 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Kanülen, welche nebeneinander und zueinander beabstandet auf einer Haltevorrichtung gehalten werden. Der Anschliff der Kanülen erfolgt nacheinander oder gleichzeitig durch Schleifen und/oder Erodieren. Es wird vorgeschlagen, den Anschliff durch Feinsandstrahlen oder Glasperlenstrahlen zu entgraten, wobei es zu Verschmutzungen der Kanülen kommt, die in anschließenden Arbeitsschritten aufwendig entfernt werden müssen. Auf eine Bearbeitung (Abrunden) des hinteren Endes der Kanülenöff ung (Fersenende, Auge) wird in dieser Druckschrift nicht eingegangen. In der Patentschrift DE 10 2011 112 021 B4 wird die Herstellung einer stanzarmen Kanüle unter Anwendung eines neuartigen Kanülenschliffs beschrieben. Es wird angegeben, dass das Stanzproblem durch Anwendung der dargelegten Schnitttechnik, die zu einer besonderen Spitzengeometrie führt, gelöst wird, weshalb auf eine gesonderte oder integrierte Bearbeitung des hinteren Endes der Kanülenöffnung zum Abrunden oder Entgraten desselben nicht eingegangen wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe derer Kanülen, insbesondere solche mit abgerundetem hinteren Ende der Kanülenöffnung, einfacher hergestellt werden können. Ein weiterer Teilaspekt der Aufgabe wird durch Bereitstellung einer entsprechend hergestellten Kanüle gelöst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Kanülen durch Abtrennen von Segmenten eines hohlen Rohres sowie durch Anwendung einer meist mehrstufigen Schliff- oder Schnitttechnik an jeweils einem Ende der Segmente bereitgestellt, wobei das Abtrennen auf herkömmliche Weise mittels spanabhebender Verfahren wie z.B. Trennschleifen oder Sägen, oder durch Elektroerodieren (Funkenerodieren, Senkerodieren, Drahterodieren; vorliegend auch mit EDM bezeichnet) erfolgen kann.

Die Ausgestaltung der Kanülenspitze wird vorliegend als Spitzenschliff bezeichnet und umfasst gewöhnlich drei aufeinander folgende Schliffe, nämlich den Einfachschliff, welcher bei allen Kanülen vorhanden ist und mit welchem ein stumpfes Ende eines abgetrennten Rohrsegmentes eine erste Abschrägung erfährt, sowie, in Abhängigkeit des späteren Anwendungsbereichs der fertigen Kanüle, gewünschtenfalls einen linken und einen rechten Facettenschliff oder Hinterschliff zur Erzeugung der äußeren Eindring- oder Schneidkanten, wobei die beiden Facettenschliffe in Abhängigkeit der hierfür angewendeten Technik auch gleichzeitig erfolgen können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können der Einfachschliff wie auch die beiden seitlichen Facettenschliffe mittels spanabhebender Verfahren wie insbesondere durch Verwendung von Schleif- oder Trennscheiben, mittels Elektroerodieren (EDM) wie insbesondere Draht- oder Senkerodieren, durch elektrochemisches Abtragen (vorliegend auch mit ECM bezeichnet), oder durch Anwendung einer Kombination der zuvor genannten Techniken bereitgestellt werden.

Unabhängig von der konkreten Auswahl der Technik zum Erzeugen einer Kanülenspitze aus der vorstehenden Auflistung besteht der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, die Bearbeitung (Abrundung, Rundung) des hinteren Endes der Kanülenöffnung, die auch als Fersenende oder Auge derselben bezeichnet wird, mittels ECM elektrochemisch durchzuführen, was zu zwei Verfahrensalternativen führt, die nachfolgend näher erläutert werden.

Die Abkürzung ECM steht hierbei für elektrochemische Metallbearbeitung ( ' electrochemical machining') . ECM gehört wie das Elektropolieren ('electrochemical polishing') zur Gruppe der elektrochemischen Abtragverfahren, jedoch unterscheiden sich beide Verfahren in wesentlichen Punkten voneinander. Während beim Elektropolieren überwiegend saure Elektrolyte (z.B. Gemische aus Schwefelsäure und Phosphorsäure) zum Einsatz kommen, werden beim ECM überwiegend neutrale Elektrolyte (Salzlösungen, z.B Natriumnitrat) verwendet. Der Abstand von Elektrode zu Werkstück ist beim ECM-Prozess sehr klein, üblicherweise im Bereich 0,05 bis 1 mm, beim Elektropolieren demgegenüber deutlich größer 1mm. Des Weiteren sind die Stromdichten beim ECM üblicherweise signifikant höher als beim Elektropolieren (A/cm² im Vergleich zu mA/cm²) . Diese Unterschiede resultieren letztendlich aus einem unterschiedlichen Zweck der beiden Verfahren. Das Elektropolieren dient zum flächigen Glätten, das ECM zum lokalen Abtrag.

Wie bereits zuvor ausgeführt worden ist, entstehen unter Verwendung von Trenn- oder Schleifscheiben zur Erzeugung des Einfachschliffes und/oder der beiden seitlichen Facettenschliffe Grate, welche in herkömmlicher Weise nachfolgend mechanisch wie z.B. durch Glasperlen- oder Feinsandstrahlen beseitigt werden müssen. Zusätzlich müssen das Auge verrundet und die Verunreinigungen an und/oder in der Kanüle vom Schleifen und Strahlen abgereinigt werden. Um die geschliffenen Flächen zu glätten und verbliebene Grate zu entfernen, können die Kanülen alternativ oder anschließend einem Elektropolieren (vorliegend auch mit EP bezeichnet) zugeführt werden.

Alternativ können der Einfachschliff und/oder die seitlichen Facettenschliffe im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels Anwendung von EDM wie insbesondere durch Draht- oder Senkerodieren herbeigeführt werden, während das Auge anschließend erfindungsgemäß elektrochemisch mittels ECM bearbeitet wird. Im Rahmen dieser alternativen Vorgehensweise entstehen zwar keine Grate, welche nachfolgend z.B. durch Strahlen wieder zu beseitigen wären, und es entstünden auch keine Verunreinigungen oder Verstopfungen der Kanüle durch mechanische Schleif- oder Trennarbeiten, weshalb neben dem Strahlen auch das übliche Elektropolieren entfallen könnte; allerdings ist die EDM-Technik ein langsames Verfahren und geeignete Vorrichtungen sind vergleichsweise teuer, weshalb diese Technik für eine preiswerte Massenherstellung von Kanülen nur bedingt geeignet, gleichwohl aber von der vorliegenden Erfindung umfasst ist.

Im Vergleich zur EDM-Technik (insbesondere Draht- und Senkerodieren) als kontaktlose Alternative zum mechanischen Schleifen können unter Anwendung des ebenfalls kontaktlosen ECM- Prozesses relativ große Materialmengen in relativ kurzer Zeit flächig abgetragen werden, wobei die Abtragsmenge durch Vergrößerung von Elektrodenfläche und Stromfluss in begrenztem Umfang frei skaliert werden kann, wohingegen der Materialabtrag bei der EDM-Technik mittels Funken lediglich punktuell erfolgt. Da das Material unter Anwendung von EDM jedoch immer dort abgetragen wird, wo der Abstand zwischen dem Draht und dem Werkstück am kleinsten ist, können Rauigkeiten wirksam geglättet und sehr präzise Konturen erzeugt werden, was insbesondere bei der Erzeugung scharfer Kanten und Spitzen vorteilhaft ist. Demgegenüber erfolgt der Materialabtrag unter Anwendung des elektrochemischen Abtragens (ECM) prinzipiell dort, wo die elektrischen Feldlinien am dichtesten sind, was insbesondere im Bereich der Kanten einer Kanülenspitze der Fall ist, wodurch bestimmte Bereiche derselben in gewünschter Weise verrundet werden können.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird daher vorgeschlagen, die elektrochemische Bearbeitung (ECM) für den groben, zeitaufwendigen Materialabtrag des Einfachschliffes einzusetzen und gewünschtenfalls die finale Formgebung mittels Facettenschliffe unter Anwendung von EDM zu erreichen, wobei während der Erzeugung des Einfachschliffes mittels ECM auch gleichzeitig das Verrunden des Auges als hinteres Ende der Kanülenöffnung erfolgt. Im Falle der erfindungsgemäß bevorzugten Kombination aus ECM und EDM (in dieser Reihenfolge oder umgekehrt) können vereinfachte Vorrichtungen eingesetzt und auf zeitaufwendiges Umspannen einer Mehrzahl von zu bearbeitenden Rohrsegmenten verzichtet werden, da die zu bearbeitenden Werkstücke lediglich einmal in einen Werkstückträger, der Bestandteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist oder als kompatible Systemkomponente in die unterschiedlichen Bearbeitungsstationen oder -module einer solchen Vorrichtung eingebracht werden kann, eingespannt zu werden brauchen.

Eine für diese Ausführungsform geeignete Vorrichtung umfasst nach einer bevorzugten Ausführungsform zwei (für ECM/EDM; EDM/ECM) polarisierbare Werkzeug-Elektroden, Mittel zur Kontaktierung und Polarisierung der zu bearbeitenden Kanülen oder Rohrsegmente (Werkstücke), sowie die zur Durchführung von ECM und ggfs. EDM erforderlichen Flüssigkeiten (Elektrolytlösung; Dielektrikum) oder zumindest funktionelle Elemente oder Module, mit Hilfe derer die Flüssigkeiten dem beabsichtigten Wirkort zugeführt werden können. Sofern EDM nicht (allein) zur Anwendung kommt, umfasst die Vorrichtung alternativ oder zusätzlich geeignete Mittel zum Schleifen. In alternativen, von der vorliegenden Erfindung gleichsam umfassten Verfahren, bei denen ECM, nicht aber EDM angewendet wird, umfasst eine geeignete Vorrichtung bevorzugt lediglich eine ECM-kompatible Werkzeug-Elektrode sowie nur die Elektrolytlösung und/oder Mittel zur Zuführung derselben. Sofern beabsichtigt ist, bestimmte Bereiche der Kanülenspitze vollständig oder eingeschränkt vor der Einwirkung von ECM auf das Material der Kanüle zu schützen, was insbesondere bei der sukzessiven Anwendung von EDM und ECM oder der Anwendung von ECM nach alternativ durch z.B. herkömmliches Schleifen erzeugtem Einfach- und/oder Facettenschliff, oder bei der Anwendung von ECM für sämtliche Schliffe (Einfach- und gewünschtenfalls Facettenschliffe) der Fall sein kann, umfasst die Vorrichtung ferner ein geeignetes Mittel, mit dem die nicht oder nur abgeschwächt durch ECM zu bearbeitenden Bereiche derart maskiert, abgeschattet oder geschützt werden können, dass sie von der für die Bearbeitung mittels ECM eingesetzten Elektrolytflüssigkeit nicht oder nur in abgeschwächter wie z.B. verdünnter Form kontaktiert werden können.

In Abhängigkeit der konkreten Ausführungsform kann bzw. können die Flüssigkeit (en) in einem oder im Falle der Kombination beider Techniken (ECM, EDM) alternativ auch in zwei Behältern bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine oder können beide Flüssigkeiten im Bearbeitungsspalt zwischen Werkstück und Werkzeug auch in anderer Weise bereitgestellt werden, wie nachfolgend noch ausführlich beschrieben wird.

Für den erfindungsgemäß bevorzugten Fall der Erzeugung des Einfachschliffes bei gleichzeitiger Verrundung des Auges mittels ECM und der nachfolgenden Erzeugung der finalen Formgebung der Kanülenspitze mittels beidseitiger Facettenschliffe durch EDM und/oder Schleifen ist keinerlei Beeinträchtigung der finalen Formgebung und Beschaffenheit der Kanülenspitze zu befürchten, da die Bearbeitung mittels ECM bereits zuvor abgeschlossen wurde und demgemäß keine unerwünschte Verrundung oder Abstumpfung im Spitzenbereich stattfinden kann. In diesem Fall kann das zu bearbeitende Ende eines gegebenen Rohrsegmentes ohne weitere Maßnahmen von dem Elektrolyten um- und/oder durchströmt werden.

Für den erfindungsgemäß alternativ vorgeschlagenen Fall der Erzeugung des Einfachschliffes und der beiden Facettenschliffe durch mechanisches Schleifen/Trennen und/oder EDM und der dann nachfolgenden Bearbeitung des Auges mittels ECM ist dafür zu sorgen, dass der Materialabtrag durch ECM örtlich beschränkt, d.h. selektiv in der Region des Auges erfolgt, da die gewünschte, zuvor erzeugte Beschaffenheit (Geometrie) und Schärfe der Spitze und der Kanten ansonsten beeinträchtigt werden könnten. Dies gilt ebenfalls für die zuvor dargelegte Ausführungsform der Anwendung von EDM zur Erzeugung sämtlicher Schliffe und für den Fall einer Kombination aus EDM und mechanischem Schleifen/Trennen zur Erzeugung der Kanülenspitze, da die elektrochemische Bearbeitung dann jeweils nachfolgend durchgeführt wird.

Bei dem Verfahren des elektrochemischen Abtragens (ECM) werden das Werkstück (Kanüle) als Anode (positiv) und die Werkzeug- Elektrode als Kathode (negativ) polarisiert. Grundsätzlich wird die Form der Werkzeugkathode durch die Form des Werkstückes vorgegeben, weshalb ECM allgemein auch als abbildendes Verfahren bezeichnet wird, bei welchem am Werkzeug prozessbedingt kein Verschleiß stattfindet. Zwischen Werkzeug und Werkstück (Kanüle) muss in Abhängigkeit von den elektrischen Parametern und von den Strömungsverhältnissen des Elektrolyts ein Spalt (Bearbeitungsspalt) eingestellt werden, wobei die Spaltweite zwischen 0,05 und 1 mm beträgt. Den Ladungstransport im Bearbeitungsspalt übernimmt eine Elektrolytlösung, z.B. eine wässrige Lösung von Natrium- chlorid (NaCl) oder bevorzugt Natriumnitrat (NaN0₃) . Durch den bei der Anwendung von ECM entstehenden Elektronenstrom erfolgt der gewünschte Materialabtrag, indem Metallionen von der Kanüle gelöst werden. Die gelösten Metallionen gehen dann an der Anode (Kanüle) Reaktionen mit Teilen des gespaltenen Elektrolyts ein, während der Elektrolytrest an der Kathode (Werkzeugelektrode) mit Wasser reagiert, wodurch als Endprodukte unerwünschte Ablagerungen wie Metallhydroxid anfallen.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, dient das elektrochemische Abtragen (ECM) im Rahmen der Herstellung von Kanülen erfindungsgemäß insbesondere dazu, das durch den wie auch immer erzeugten Einfachschnitt entstandene, elliptische Auge im hinteren Bereich der Kanülenöffnung an der Innenseite zu verrunden. Da die kleinsten Kanülen jedoch einen Außendurchmesser von etwa 0,25 mm aufweisen, ist es derzeit äußerst schwer bis unmöglich, nach der oben erwähnten allgemeinen Lehre eine Elektrode als Werkzeugkathode zu fertigen, die klein genug ist, dass sie ihre elektrochemische Aktivität nur im Inneren des Auges entfaltet und entsprechend genau am gewünschten Wirkort positioniert werden kann. Ist die Elektrode größer oder breiter als der zu verrundene Bereich im hinteren Abschnitt der vorderen, abgeschrägten Kanülenöffnung, kann es zu einem unerwünschten Materialabtrag außerhalb des Auges und zu Ablagerungen kommen.

Erfindungsgemäß wird daher für Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen nicht bereits der Einfachschnitt und die Verrundung des entstandenen Auges mittels ECM herbeigeführt worden sind, vorgeschlagen, die Kanülen oder abzuschattende (zu maskierende) Bereiche derselben, wie etwa zuvor durch Schleifen/Trennen und/oder Erodieren erzeugte Kanülenspitzen während ihrer ggfs. weiteren Bearbeitung mittels ECM von außen mit einer nichtleitenden Flüssigkeit wie deionisiertes Wasser (DIW) , mit einer Flüssigkeit, die eine ausreichend niedrige Leitfähigkeit aufweist, oder mit Wasser anzuströmen und den Elektrolytström im Lumen der Kanülen bereitzustellen, weshalb eine geeignete Vorrichtung über Mittel oder Elemente wie z.B. eine Druckkammer verfügt, mit Hilfe derer der Elektrolyt bevorzugt vom nicht zu bearbeitenden Ende des Rohrsegmentes in das Lumen desselben eingeleitet werden kann. Somit findet nur dort ein Abtrag statt, wo die Konzentration des Elektrolyten ausreichend hoch ist. Bevorzugt findet dieser Abtrag an der Innenseite des Auges statt. Durch die sich aufgrund der graduellen Vermischung des Elektrolyten mit der als Maskierungsmittel eingesetzten, z.B. nicht-leitenden Flüssigkeit ergebenden Verdünnung des Elektrolyten außerhalb der Region des Auges erhält man im Bereich der seitlichen Schnittkanten vorteilhaft einen sanften, stufenlosen Übergang von Bereichen mit Abtrag (abgerundete Kanten) zu Bereichen ohne Abtrag (scharfe Kanten, Spitze), wobei sich der Bereich mit Abtrag von der Region des Auges bis zu den Facettenschliffen erstrecken kann, zumindest aber die hintere Kante der Kanülenöffnung (Auge) sowie unmittelbar beidseitig benachbarte Bereiche der durch den Einfachschliff entstandenen Kanten des Öffnungsteils betrifft. Durch die Flüssigkeitsströmung an der Außenfläche der Kanüle werden die Reaktionsprodukte somit verdünnt und weggespült, weshalb es auch zu keinen Ablagerungen an oder in der Kanüle kommt. Als Alternative zur Verdünnung mit Wasser können zur Maskierung oder Abschattung nicht mittels ECM zu bearbeitender Bereiche der Kanülenspitze auch komprimierte Gase (z.B. Druckluft) oder eine mit dem Elektrolyten nicht mischbare Flüssigkeit (z.B. langkettige flüssige Alkane wie Dodecan) zur vollständigen oder teilweisen Verdrängung des Elektrolyten eingesetzt werden. Im Rahmen einer alternativ bevorzugten Ausführungsform, bei der die Erzeugung der Facettenschliffe mittels ECM erfolgt, wird die Spül- oder Maskierungsflüssigkeit durch die Kanüle oder das Werkstück geleitet, während die Kanüle oder das Werkstück von außen mit Elektrolyt angeströmt oder umströmt wird.

Grundsätzlich kann eine Abschattung oder Maskierung nicht zu bearbeitender Bereiche auch unter alternativer oder zusätzlicher temporärer Verwendung von physikalischen Mitteln wie z.B. Kissen, Stempel, Dichtungen oder dergleichen aus z.B. Elastomeren, Silikonen, Gummi etc. erfolgen und z.B. die Spitzengeometrie unter nachfolgender Behandlung mit ECM geschützt werden, indem die (scharfe) Spitze z.B. in ein Kissen eingeführt und auf diese Weise nicht mehr vom Elektrolyt kontaktiert werden kann. Beispielsweise kann das Kissen über eine Gewindestange oder einen pneumatischen Zylinder derart gegen das spitze Ende der Kanüle oder des Werkstückes gedrückt werden, dass deren bzw. dessen Spitze mit ihren zu schützenden Bereichen in das Kissen eindringt, sodass diese Bereiche vor einem Kontakt mit dem Elektrolyten geschützt sind. In gleicher Weise zielführend wäre eine Bewegung der Kanüle oder des Werkstückes über eine Positionsveränderung des Werkstückträgers in Richtung Kissen oder eine Bewegung beider Objekte (Kissen, Kanüle) aufeinander zu. Das Kissen, der Stempel oder die Dichtung (en) kann dabei an der Vorrichtung oder einem Modul derselben einschließlich des Werkstückträgers befestigt oder fest mit der Elektrode verbunden sein. Um die Aktivität der ECM-Elektrode und des aus der Kanüle austretenden Elektrolyten nicht zu behindern, kann es vorteilhaft sein, die Kanüle nur soweit wie nötig in das Kissen einzuführen. Das Kissen kann als bevorzugt flache Platte oder noch bevorzugter als Walze ausgestaltet sein, sodass den Kanülen oder Werkstücken im Laufe der fortlaufenden Bearbeitung durch entsprechende Drehung der Walze stets unbestochene Arreale des Kissens bereitgestellt werden können. Um durch Einstechen verursachte Beschädigungen des Kissens zu vermeiden, kann das Kissen ggf. derart vorgeformt sein, dass die Kanülen oder Werkstücke daran anliegen können, ohne jedoch in das Kissen einzustechen.

Vor dem Hintergrund der vorherigen Ausführungen ist es klar, dass man diese bereichsweise Maskierung oder Abschattung grundsätzlich nur in den Fällen oder Ausführungsformen benötigt, bei denen ECM angewendet wird, nachdem die Kanülenspitze bereits ihre abschließende Formgebung erhalten hat. Sofern, weshalb erfindungsgemäß am meisten bevorzugt, bereits der Einfachschnitt sowie damit einhergehend auch die Verrundung des Auges mittels ECM erzeugt werden, kann auf ein nachfolgendes Maskieren verzichtet werden. In Ausnahmefällen, bei denen z.B. ein zu starkes Abtragen im Bereich des Auges zu einer unerwünschten Verschärfung der Kante führt, oder in Fällen, bei denen die Erzeugung der Facettenschliffe mittels Anwendung von ECM erfolgt (s.o.), kann ein entsprechendes Maskieren oder Abschatten bzw. Spülen, insbesondere am Ende der ECM-Prozessdauer, gleichwohl angezeigt sein.

Soweit vorstehend auf Spülen, Verdrängen, Maskieren oder Abschatten verwiesen wird, betrifft diese Maßnahme grundsätzlich die äußere Wandung des Rohrsegmentes, und der Elektrolyt wird innerhalb der Kanüle (im Lumen derselben) bereitgestellt. Je nach gewünschter Geometrie der zu fertigenden Kanülenspitze und/oder der zur Erzeugung der Schliffe eingesetzten Technik kann das Spülen, Verdrängen, Maskieren oder Abschatten aber auch das Innere des Rohrsegmentes oder Bereiche der Kanülenöffnung wie insbesondere solche im Eindringteil betreffen, während der Elektrolyt das Äußere oder äußere Bereiche des Segmentes oder der Kanüle umströmt.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Kanüle mit durch ECM abgerundetem Auge ist im Stand der Technik nicht bekannt, weshalb die Erfindung auch eine derartige Kanüle, bei welcher die hintere Kante (Auge) sowie zumindest beidseitig benachbarte Bereiche des Auges (durch Einfachschliff entstandene seitliche Kanten) bis hin zu den gegebenenfalls vorhandenen Facettenschliffen abgestumpft oder verrundet sind, als solche umfasst.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die vorliegend dargelegte Vorrichtung sind somit für eine einfache und kostengünstige Herstellung von Kanülen für medizinische Zwecke gut geeignet. Einfach ist dieses Verfahren durch den Wegfall der herkömmlich zusätzlichen Bearbeitungsschritte und der Notwendigkeit mehrfachen Ein- und Umspannens von Kanülen in unterschiedliche Vorrichtungen oder in Werkstückträger als Bestandteil oder funktionell zugeordnete Komponente der Vorrichtung. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren noch einen weiteren Arbeitsschritt des Elektropolierens zum Entgraten, Schärfen und/oder Polieren umfassen, wobei auch in diesem Fall bevorzugt lediglich eine entsprechend ausgerüstete Vorrichtung eingesetzt wird, welche neben den zuvor erwähnten Komponenten oder Modulen zusätzlich einen Behälter mit einer Elektrode (Kathode aus z.B. Edelstahl) zur Aufnahme eines sauren Elektrolyten (beispielsweise Gemische aus H₂SO₄/H₃PO₄/H₂O) umfasst.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Soweit zweckdienlich, sind hierin gleich wirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figurenbeschreibung

In Figur 1 sind die bekannten Schritte zur Herstellung einer Kanülenspitze 2 aus einem Rohrsegment 1 dargestellt. Zur Erzeugung eines Spitzenschliffes erfolgt zunächst der Einfachschliff 3 (links in Seitenansicht, rechts in Draufsicht), gefolgt von den beiden seitlich zum Einfachschliff anzubringenden Facettenschliffen 4 (links) und 5 (rechts) . Zur Erzeugung des Einfachschliffes 3 befindet sich das Rohrsegment 1 in Bezug auf seine Längsachse in Nullstellung, während es zur Erzeugung der beiden Facettenschliffe 4 und 5 jeweils in einem definierten Winkel, jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung, um die eigene Längsachse gedreht wird, wobei die Winkel zwischen 10° und 90° von der Nullstellung betragen und kundenspezifisch gewählt werden können.

In Figur 2 ist schematisch die Arbeitsweise des elektrochemischen Abtragens (ECM) veranschaulicht. Ein in Figur 2A links dargestelltes Rohrsegment 1, welches als Werkstück 8 als Anode polarisiert wird, wird mittels einer als Kathode polarisierten Elektrode 6 in Anwesenheit eines Elektrolyten 7 (z.B. NaN0₃) elektrochemisch bearbeitet, wodurch im Ergebnis ein verrundetes Ende 10 erzeugt wird, da die elektrischen Feldlinien 8 an Kanten und Spitzen dichter sind und dort den Abtrag von Material begünstigen .

In Figur 2B ist der durch ECM im hinteren Bereich der Kanülenöffnung herbeigeführte Effekt der Verrundung dargestellt. Im linken Teil der Abbildung ist eine Kanüle in Seitenansicht dargestellt, welche nach Anwendung von EDM und/oder herkömmlichem Schleifen lediglich einen Einfachschliff oder aber einen fertigen Spitzenschliff einschließlich zweier Facettenschliffe besitzt, wobei der hintere Bereich der Kanülenöffnung ein scharfes Auge 11 aufweist, wohingegen unter Anwendung von ECM ein abgerundetes oder verrundetes Auge 12 erhalten wird. Aus der rechten Abbildung geht ebenfalls hervor, dass die Spitze der Kanüle, d.h. das vorstehende Ende der durch Einfachschliff oder Spitzenschliff erhaltenen Kanülenspitze 2, nach wie vor scharf ausgestaltet ist.

In bestimmten Anwendungen der ECM-Technik kann es dazu kommen, dass es nicht nur im Bereich des Auges, sondern auch im Bereich der (eigentlichen) Spitze durch Streuelektrolyse zu Materialabtrag kommt, wenn eine Elektrolytbrücke in diesem Bereich vorhanden ist. Dies kann neben dem gewünschten Verrunden des Auges auch dazu führen, dass die Wandung um das Auge herum ausgedünnt oder aufgeraut wird und sich verfärben kann. Da der Durchmesser der Kanülen sehr klein ist, ist es darüber hinaus schwierig, die Elektrode (z.B. Kamm- oder Balkenelektrode) exakt nur über dem Auge zu positionieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass ein Abtrag nur hier erfolgt, sodass nicht zu bearbeitende Bereiche bevorzugt maskiert, abgeschattet oder in sonstiger Weise vor einem Abtrag geschützt werden. Ein derartiges Maskieren oder Abschatten zum Unterbinden des Stromflusses und damit zum Schutz unerwünschten Abtragens kann aber dazu führen, dass im Übergangsbereich zwischen ungeschützten und geschützten Bereichen unerwünscht Stufen ausgebildet werden. Zudem ist auch eine exakte Positionierung einer Maske oder Abdeckung bei kleinen Kanülen schwierig. Diese gegebenenfalls entstehende Problematik kann gelöst werden, indem die nicht zu bearbeitenden, also zu schützenden Bereiche mit z.B. Wasser derart angeströmt oder gespült werden, dass diese Bereiche vom Elektrolyten nicht oder lediglich verdünnt kontaktiert werden können.

Wie in Figur 3 dargestellt ist, werden die nicht zu bearbeitenden Bereiche in diesem Fall von außen mit Wasser 13 angeströmt oder gespült, während die Kanüle z.B. über eine Druckkammer von innen mit Elektrolyt 7 beaufschlagt oder durchströmt wird. Die Elektrode wie z.B. eine Balkenelektrode 14 wird vor dem Auge positioniert, und der am Auge aus dem hinteren Bereich der Kanülenöffnung austretende Elektrolyt 7 bildet eine Elektrolytbrücke zwischen Auge und Elektrode 14. Je weiter man sich vom Auge in Richtung Spitze entfernt, desto stärker wird der Elektrolyt 7 durch die Wasserspülung verdünnt, wodurch ein sanfter, stufenloser Übergang zwischen Bereichen mit Abtrag und solchen ohne Abtrag erhalten wird. Im Bereich des Auges liegt der Elektrolyt 7 demgemäß (weitgehend) unverdünnt vor, weshalb hier der Abtrag am größten ist, was zum Verrunden des Auges auch erwünscht ist. Die längliche Ausdehnung dieser unterschiedlich zu behandelnden Bereiche lässt sich durch Einstellung des Verhältnisses zwischen Elektrolytfluss und Wasserfluss beeinflussen, wobei in jedem Falle sicherzustellen ist, dass die durch die Schliffe erhaltene Spitzengeometrie des Eindringteils weitgehend erhalten bleibt. Dies wird erreicht, indem diese Bereiche vom Elektrolyt 7 nicht oder nur in sehr verdünnter Weise kontaktiert werden, sodass hier kein nennenswerter Abtrag stattfinden kann. Anstelle der hier dargestellten Balkenelektrode 14 kann bei größerem Rohrdurchmesser alternativ auch eine Kammelektrode 15 verwendet werden, die in das Auge hineinragt.

Wie bereits dargelegt, ist der Materialabtrag sowie die Schnittlänge des Einfachschliffes als erstem Schritt zur Herstellung einer Kanülenspitze am größten, weshalb hierfür die ECM-Technik gegenüber der EDM-Technik bevorzugt wird. Um einen schnellen und gleichmäßigen Abtrag zu erhalten, sollte das Rohrsegment 1 gemäß Darstellung in Figur 4 im abzutragenden Bereich von einem möglichst unverdünnten Elektrolyt 7 ausreichend angeströmt werden, wozu das Innere (Lumen) des Rohrsegmentes 1 mit Elektrolyt 7 beaufschlagt oder durchströmt wird. Alternativ oder zusätzlich kann eine Elektrode 6 eingesetzt werden, die mit Elektrolyt 7 durchströmbar ausgestaltet ist und Bohrungen aufweist, durch welche Elektrolyt 7 dem Werkstück 9 zugeführt werden kann. Auch im Falle der Anwendung von ECM zur Erzeugung des Einfachschliffes unter gleichzeitiger Verrundung des Auges kann es erforderlich sein, das Rohrsegment in bestimmten Bereichen mit z.B. Wasser zu spülen, um unerwünschten oder zu starken Abtrag, beispielsweise um das Auge herum, zu vermeiden. Um die Verdünnung des Elektrolyten durch die Wasserspülung jedoch gewünschtenfalls zu verringern, kann es sinnvoll sein, die Wasserspülung nur teilweise zu aktivieren, wie beispielsweise zum Ende des ECM-Prozesses . Wie in Figur 4 dargestellt, wird der Spalt zwischen Elektrode 6 und Rohrsegment 1 bzw. Werkstück 9 während des elektrochemischen Abtragens durch Nachführen der Elektrode 6 weitgehend konstant gehalten. Da die Kanten mittels ECM prinzipiell verrundet werden (s. Figur 2), erfolgt gleichzeitig zur Erzeugung des Einfachschliffes ein Verrunden des Auges. Die Erzeugung der Facettenschliffe erfolgt anschließend vorzugsweise mittels Elektroerodieren (EDM) . Wie zuvor bereits ausgeführt worden ist, können sämtliche Schliffe des Spitzenschliffes (Einfachschliff, Facettenschliffe) mittels ECM erzeugt werden. Dazu erfolgt nach dem zuvor beschriebenen ECM-Einfachschliff ein oder zwei weitere ECM- Schritte zur Erzeugung der Facettenschliffe. Da das elektro- chemische Abtragen allerdings prinzipiell Kanten und Spitzen verrundet, wären sämtliche Kanten wie insbesondere auch die durch den Einfachschliff erzeugte Spitze, sofern mit dem Elektrolyt kontaktiert, rund. Um eine "spitze" Spitze mit scharfen Kanten zu erhalten, kann es auch im Rahmen dieser Ausführungsform erwünscht sein, eine entsprechende Spülung mit Wasser vorzusehen, was beispielsweise unter Bezugnahme auf Figur 5 erfolgen kann, indem man die Spitze mit Wasser 13 anströmt oder anspült und somit den Abtrag an der Spitze verhindert. Werden die Rohrsegmente in einem gewissen seitlichen Abstand zueinander in den Werkstückträger der Vorrichtung eingespannt, ist es möglich, die Facetten auf beiden Seiten gleichzeitig in einem Schritt zu erzeugen, wobei die räumliche Gestaltung der Elektrode 6 dann entsprechend der gewünschten Spitzengeometrie vorzunehmen ist, wie in Figur 5A dargestellt ist. Alternativ oder zusätzlich zum Spülen, Maskieren oder Abschatten kann die gewünschte Schärfe der Spitze und der Kanten im Eindringteil mittels Elektropolieren (EP) herbeigeführt werden. Eine alternative Vorgehensweise zur gleichzeitigen Erzeugung beider Facettenschliffe nach bereits erfolgtem Einfachschliff ist in Figur 5B dargestellt. Nach dieser Ausführungsform wird die Kanüle von innen mit z.B. Wasser durchspült, während sie von außen mit Elektrolyt umströmt wird. Sobald der im Lumen der Kanüle geführte Wasserstrom aus der Kanülenöffnung in Richtung Spitze austritt, wird er in Richtung der Spitze, sowie von außen nach innen immer stärker mit dem Elektrolyten vermischt, wodurch dessen Konzentration im für die Erzeugung der Facettenschliffe gewünschten Bereich am stärksten ist, was durch die Verwendung einer gewinkelten Elektrode positiv unterstützt wird. Der Bereich des reinen Wassers im Flüssigkeitsstrahl ist am Auge demgemäß so breit wie der Rohrinnendurchmesser und verringert sich zur Spitze hin sukzessive sowie gleichmäßig. Durch ein geeignetes Verhältnis zwischen Wasser- und Elektrolytström kann hinsichtlich des Elektrolyten entlang des Eindringteils der Kanüle eine ansteigende Konzentration erreicht werden, wodurch die Erzeugung der gewünschten Spitzengeometrie unterstützt wird.

In Figur 6 sind die herkömmlich hergestellten Kanülenspitzen überlegenen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Kanülenspitze vergleichend dargestellt. Figur 6A ist eine Abbildung einer herkömmlich erzeugten Kanülenspitze mit deutlich vorhandenen Gratresten, während in der Abbildung gemäß Figur 6B zusätzlich die weiterhin elliptische (scharfe) Ausformung des hinteren und deutlich nach innen gebogenen Bereichs der Kanülenöffnung (scharfes Auge 11) einer herkömmlichen Standardkanüle dargestellt ist. Die Abbildung gemäß Figur 6C stellt demgegenüber den Bereich eines erfindungsgemäß mittels ECM verrundeten Auges 12 dar. Wie ferner aus Figur 6D und Figur 6E ersichtlich, ist der jeweilige vordere Eindringteil mit seiner Spitze und seinen scharfen Kanten (Spitzengeometrie) in beiden Versionen gleichwertig ausgestaltet. Umso deutlicher sind die Unterschiede jedoch im hinteren Öffnungsteil. Während dieser in herkömmlicher Weise (EDM und/oder Schleifen) erzeugte Öffnungsteil flächig ausgestaltet ist und sowohl scharfe innere Kanten wie auch eine scharfe hintere Kante (Auge) aufweist (s. Figur 6D) , weist der mittels ECM bearbeitete Öffnungsteil sowohl eine verrundete oder abgestumpfte hintere Kante (verrundetes Auge) als auch verrundete oder abgestumpfte innere Kanten auf, welche die dem Auge unmittelbar benachbarten Bereiche betreffen oder sogar, wie dargestellt, bis zu den Facetten reichen. Somit sind die inneren Kanten des gesamten Öffnungsteils einer Standardkanüle weiterhin scharfkantig, während diese Einfachschliffkanten 17 bei einer erfindungsgemäßen Kanülenspitze gemäß Abbildung in Figur 6E ebenfalls verrundet sind, wobei eine zumindest bereichsweise flächige Ausgestaltung des Öffnungsteils kein Widerspruch zur erfindungsgemäßen Lehre darstellt, sofern zumindest die hintere Kante (Auge) verrundet ist, ohne dass hierzu mechanische Mittel wie z.B. Bürsten, die im fraglichen Bereich Riefen oder Schleifspuren etc. hinterlassen, eingesetzt wurden.

In Figur 7A ist ein Werkstückträger 18 zum Halten, ggfs. Verdrehen, und Kontaktieren von Rohrsegmenten 1 sowie zum Transport von Werkstücken zwischen einzelnen Prozessstationen oder -modulen einer Vorrichtung in seitlicher Ansicht dargestellt. Die Rohrsegmente 1 werden zwischen zwei Leisten 19 und 20 eingespannt, wobei eine dieser Leisten, vorliegend als verschiebbare Leiste 20 bezeichnet, vorzugsweise in entgegen- gesetzte Richtungen, senkrecht zu den Werkstücken verschoben werden kann, wodurch die in Nullstellung in Bezug auf ihre Längsachse eingespannten Werkstücke nach Erzeugung des Einfachschliffes zur Schaffung der beiden Facettenschliffe nach links bzw. rechts verdreht werden können. Um Toleranzen der Rohrsegmente 1 auszugleichen und die Reibung zwischen der verschiebbaren Leiste 20 und den Werkstücken zu erhöhen, ist diese bevorzugt mit einem Polymer 21 beschichtet. Das Verschieben der Leiste 20 erfolgt mittels eines pneumatischen oder elektrischen Aktuators (nicht dargestellt) und wird durch eine Messeinrichtung 22 überwacht. Die der verschiebbaren Leiste 20 gegenüberliegende Kontaktleiste 19 besteht aus einem leitfähigen Material oder weist zumindest eine leitfähige Beschichtung auf und dient neben dem Halten und ggf. Verdrehen der Rohrsegmente 1 der Kontaktierung der Rohrsegmente 1 oder Werkstücke für das elektrochemische Abtragen (ECM) und ein ggf- vorgesehenes Elektroerodieren (EDM) . Um ein sicheres Kontaktieren und Verdrehen der Rohrsegmente 1 oder Werkstücke zu gewährleisten, müssen die Leisten 19 und 20 mit einer definierten Anpresskraft gleichmäßig zusammengedrückt werden, was beispielsweise mit Hilfe von Federn oder pneumatisch erfolgen kann. Um eine ausreichend genaue Positionierung des Werkstückträgers 18 in den einzelnen Bearbeitungsstationen der Vorrichtung zu erzielen, verfügt der Werkstückträger 18 über mindestens ein Positionierelement (nicht dargestellt), beispielsweise in Form eines Zapfens oder Stabes. In den jeweiligen Stationen oder Bearbeitungsmodulen der Vorrichtung befinden sich mit dem oder den Positionierelementen kompatible Aufnahmevorrichtungen wie beispielsweise eine Nullspannungsvorrichtung oder ein Prisma. Die Anordnung des Werkstückträgers 18 in einer Station oder in einem Modul der Vorrichtung kann hierbei je nach Beschaffenheit der- bzw. desselben horizontal bis vertikal sein. Somit ist es möglich, die Rohrsegmente 1 oder Werkstücke in unterschiedlichen Bearbeitungsstationen oder -modulen (z.B. ECM; EDM; EP) zu bearbeiten, ohne ein Umspannen derselben zwischen den Stationen durchführen zu müssen. Die Figur 7B zeigt einen Werkstückträger mit eingespannten Rohrsegmenten in vertikaler Anordnung mit einer Druckkammer 24, mit welcher Elektrolyt 7 in das Lumen der Rohrsegmente eingebracht sowie ggfs. eine Spülung, Maskierung oder Abschattung nicht zu bearbeitender äußerer Bereiche der Rohrsegmente oberhalb der Elektrode 6, welche ggfs. auch mit einem Mediumstrom beaufschlagt werden kann, mit Wasser 13 vorgenommen werden können. Im Falle der erfindungsgemäßen Anwendung von ECM zur Erzeugung des Einfachschliffes bei gleichzeitiger Verrundung des entstehenden Auges werden die Rohrsegmente bevorzugt sowohl von innen als auch durch die Elektrode von außen mit Elektrolyt durch- bzw. angeströmt, während sie oberhalb des Auges gewünschtenfalls mit Wasser angeströmt oder angespült werden kann, wobei das Wasser hierzu vorzugsweise laminar am Werkstück entlang strömt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass ein mit Rohrsegmenten oder Werkstücken bestückter Werkstückträger nicht in ein Medium eingetaucht zu werden braucht.

In Figur 7C ist ein Segment einer solchen Druckkammer bzw. der Druckkammer 24 gemäß Figur 7B mit einem Rohrsegment 1 dargestellt. Sie besteht aus zwei Halbschalen 25 mit einer Elastomerdichtung an den Dichtflächen, wobei die Halbschalen 25 zum Wechseln eines Werkstückträgers geöffnet (links) und während einer Bearbeitung geschlossen (rechts) sind. Die Druckkammer 24 ist bevorzugt Bestandteil einer jeden ECM-Prozesstation, kann aber auch als Modul bereitgestellt sein, welches zusammen mit dem Werkstückträger zwischen den verschiedenen Stationen oder Modulen der Vorrichtung transportiert wird und von dort vorhandenen, kompatiblen Aufnahmemitteln mit der gewünschten Flüssigkeit gespeist werden kann. In Figur 7D ist die Anordnung von Druckkammer 24, Werkstückträger 18, Elektrode 6 und Spüleinrichtung 27 in Seitenansicht dargestellt. Im Rahmen der hier dargestellten Anwendung erfolgt die Durchströmung des Rohrsegmentes 1 oder Werkstückes 9 mit Elektrolyt über die Druckkammer 24 von innen, während die Spülung mit Wasser über eine Spüldüse 27 oberhalb des Auges von außen geschieht, wobei das Wasser laminar den vor Abtrag und Ablagerung zu schützenden Bereich umspülen sollte. Es ist jedoch ggf. darauf zu achten, dass der Elektrolyt durch die Wasserspülung an dem für ihn vorgesehenen Wirkort nicht oder zumindest nicht zu stark verdünnt wird. Der Umfang der Spülung hängt demgemäß von den konkreten Anforderungen an die zu bearbeitenden und die ggf. zu schützenden Bereiche ab und kann selektiv wie z.B. auf bestimmte Bereiche der Kanülenöffnung beschränkt oder auf die gesamte Kanülenspitze angewendet werden. Unterhalb des Werkstückträgers 18 ist ein Antrieb zum Verdrehen 26 der Rohrsegmente 1 innerhalb des Werkstückträgers 18 dargestellt.

Zum Elektroerodieren (EDM) kann eine herkömmliche Draht- oder Senkerodiermaschine eingesetzt werden, wobei ein entsprechendes Modul auch Bestandteil der Vorrichtung oder dieser funktionell zugeordnet sein kann.

Vorzugsweise ist die Maschine oder das Modul mit einer Spannvorrichtung zur wahlweise horizontalen oder vertikalen Aufnahme des Werkstückträgers sowie optional mit einer vorbeschriebenen Druckkammer zur Durchspülung der Rohrsegmente oder Werkstücke von innen ausgerüstet .

Bezugszeichenliste

1 Rohrsegment, Rohrsegmente

2 Kanülenspitze, Eindringspitze

3 Einfachschliff 4 Erster Facettenschliff

5 Zweiter Facettenschliff

6 Elektrode (Kathode) , Werkzeug-Elektrode

7 Elektrolyt

8 Feldlinien 9 Werkstück (Anode)

10 Verrundetes Ende, gerundete hintere Kante, Rundung der hinteren Kante

11 Scharfes Ende/Auge

12 Verrundetes Auge, gerundete hintere Kante, Rundung der hinteren Kante

13 Wasser, Spülflüssigkeit

14 Balkenelektrode, Elektrode, Werkzeug-Elektrode

15 Kammelektrode, Elektrode, Werkzeug-Elektrode

16 Fläche des Einfachschliffes 17 Einfachschliffkanten verrundet

18 Werkstückträger

19 Kontaktleiste , Leiste

20 Verschiebbare Leiste, Leiste Polymerbeschichtung

Messeinrichtung

Definierte Anpresskraft Druckkammer

Halbschale

Antrieb zum Verdrehen Spüleinrichtung, Spüldüse

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer Kanüle aus einem hohlen Rohrsegment (1) unter Anwendung eines Einfachschliffes (3) zur Schaffung eines schrägen Eindringendes, das einen vorderen Eindringteil und einen hinteren Öffnungsteil aufweist, wobei der vordere Eindringteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von einer Eindringspitze erstreckt und innere Seitenkanten aufweist, und wobei der hintere Öffnungsteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von der abgeschrägten Fläche des vorderen Eindringteils erstreckt und innere Seitenkanten sowie eine gerundete hintere Kante (10, 12) aufweist, wobei sowohl der Einfachschliff (3) als auch die Rundung der hinteren Kante (10, 12) durch elektrochemisches Abtragen (ECM) in Anwesenheit eines Elektrolyten (7) erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt (7) während des elektrochemischen Abtragens durch das Rohrsegment (1) geleitet wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringspitze des Eindringendes durch seitliche Facettenschliffe (4, 5) eine scharfe Spitzengeometrie erfährt, wobei die Facettenschliffe (4, 5) durch Schleifen und/oder Elektroerodieren erzeugt werden.

Verfahren zur Herstellung einer Kanüle aus einem hohlen Rohrsegment (1) unter Anwendung eines Einfachschliffes (3) zur Schaffung eines schrägen Eindringendes, das einen vorderen Eindringteil und einen hinteren Öffnungsteil aufweist, wobei der vordere Eindringteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von einer Eindringspitze erstreckt und innere Seitenkanten aufweist, und wobei der hintere Öffnungsteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von der abgeschrägten Fläche des vorderen Eindringteils erstreckt und innere Seitenkanten sowie eine gerundete hintere Kante (10, 12) aufweist, und wobei die Eindringspitze des Eindringendes durch seitliche Facettenschliffe (4, 5) eine scharfe Spitzengeometrie erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfachschliff (3) sowie die seitlichen Facettenschliffe (4, 5) unter Anwendung von Schleifen und/oder Elektroerodieren erfolgen, bevor die hintere Kante (10, 12) durch elektrochemisches Abtragen (ECM) in Anwesenheit eines Elektrolyten (7) gerundet wird, wobei Bereiche des Eindringendes, welche die scharfe Spitzengeometrie kennzeichnen und kein elektrochemisches Abtragen erfahren sollen, derart abgeschattet oder maskiert werden, dass diese Bereiche vor einer Kontaktierung mit dem Elektrolyten (7) geschützt sind.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschatten oder Maskieren wahlweise geschieht, indem die Bereiche mit einer Flüssigkeit angeströmt oder umspült werden, die aus der Gruppe bestehend aus deionisiertem Wasser, Wasser, und einer nicht mit dem Elektrolyten (7) mischbaren Flüssigkeit ausgewählt wird, und/oder indem der Elektrolyt (7) in den Bereichen durch Anströmen derselben mit einem komprimierten Gas verdrängt wird.

Vorrichtung zur Herstellung einer Kanüle aus einem hohlen Rohrsegment (1) unter Anwendung eines Einfachschliffes (3) zur Schaffung eines schrägen Eindringendes, das einen vorderen Eindringteil und einen hinteren Öffnungsteil aufweist, wobei der vordere Eindringteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von einer Eindringspitze erstreckt und innere Seitenkanten aufweist, und wobei der hintere Öffnungsteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von der abgeschrägten Fläche des vorderen Eindringteils erstreckt und innere Seitenkanten sowie eine gerundete hintere Kante (10, 12) aufweist, wobei sowohl der Einfachschliff (3) als auch die Rundung der hinteren Kante (10, 12) durch elektrochemisches Abtragen (ECM) in Anwesenheit eines Elektrolyten (7) erfolgt, und wobei die Eindringspitze des Eindringendes durch seitliche Facettenschliffe (4, 5) eine scharfe Spitzengeometrie erfährt, wobei die Vorrichtung die folgenden Komponenten oder Module als Bestandteile oder funktionell zugeordnete Einheiten umfasst:

(a) Werkzeug-Elektrode (6) zur Erzeugung des Einfachschliffes (3) des Rohrsegmentes (1) und zur Rundung der hinteren Kante (10, 12) des Öffnungsteils durch elektrochemisches Abtragen;

(b) Werkzeug-Elektrode (6) zur Erzeugung der seitlichen Facettenschliffe (4, 5) des Rohrsegmentes (1) durch Elektroerodieren, und/oder Mittel zum Schleifen;

(c) Werkstückträger (18) zur Aufnahme und zum Einspannen mehrerer zu bearbeitender Rohrsegmente (1); und

(d) Behälter zur Bereitstellung der für das elektrochemische Abtragen und das gegebenenfalls erforderliche Elektroerodieren benötigten Flüssigkeiten (Elektrolyt; Dielektrikum) , oder Mittel, mit denen die jeweilige Flüssigkeit einem beabsichtigten Wirkort zuführbar ist.

Vorrichtung zur Herstellung einer Kanüle aus einem hohlen Rohrsegment (1) unter Anwendung eines Einfachschliffes (3) zur Schaffung eines schrägen Eindringendes, das einen vorderen Eindringteil und einen hinteren Öffnungsteil aufweist, wobei der vordere Eindringteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von einer Eindringspitze erstreckt und innere Seitenkanten aufweist, und wobei der hintere Öffnungsteil eine abgeschrägte Fläche aufweist, die sich nach hinten von der abgeschrägten Fläche des vorderen Eindringteils erstreckt und innere Seitenkanten sowie eine gerundete hintere Kante (10, 12) aufweist, wobei die Rundung der hinteren Kante (10, 12) durch elektrochemisches Abtragen (ECM) in Anwesenheit eines Elektrolyten (7) erfolgt, und wobei die Eindringspitze des Eindringendes durch seitliche Facettenschliffe (4, 5) eine scharfe Spitzengeometrie erfährt, wobei die Vorrichtung die folgenden Komponenten oder Module als Bestandteile oder funktionell zugeordnete Einheiten umfasst:

(a) Werkzeug-Elektrode (6) zur Erzeugung des Einfachschliffes (3) des Rohrsegmentes (1) und der seitlichen Facettenschliffe (4, 5) durch Elektroerodieren, und/oder Mittel zum Schleifen;

(b) Werkzeug-Elektrode (6) zur Rundung der hinteren Kante (10, 12) des Öffnungsteils durch elektrochemisches Abtragen;

(c) Mittel zum Abschatten oder Maskieren von Bereichen des Eindringendes, welche die scharfe Spitzengeometrie kennzeichnen und kein elektrochemisches Abtragen erfahren sollen;

(d) Werkstückträger (18) zur Aufnahme und zum Einspannen mehrerer zu bearbeitender Rohrsegmente (1); und

(e) Behälter zur Bereitstellung der für das elektrochemische Abtragen und das gegebenenfalls erforderliche Elektroerodieren benötigten Flüssigkeiten (Elektrolyt; Dielektrikum) , oder Mittel, mit denen die jeweilige Flüssigkeit einem beabsichtigten Wirkort zuführbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Abschatten oder Maskieren eine aus der Gruppe bestehend aus deionisiertem Wasser, Wasser und einer nicht mit dem Elektrolyten (7) mischbaren Flüssigkeit ausgewählt oder ein komprimiertes Gas ist.