ITMI971040A1 - Morsetto a rulli migliorato per gruppi di somministrazione endovenosa e procedimento per produrre lo stesso - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda morsetti a rulli per gruppi di sommi-nistrazione endovenosa (I.V.) e più in particolare un morsetto a rulli migliorato per gruppi I.V. con vantaggi unici di costi di fabbricazione ridotti e conservazione inaspettata di buone prestazioni.

Un momento durante il periodo di approssimativamente 1940-1950, i gruppi per la somministrazione endovenosa si sono evoluti da essere riuti-lizzabili fino ad essere usa e getta. In precedenza, era stata sviluppata una tecnica per produrre e conservare fluidi di tipo medico per l'infusione umana, ad esempio acqua, nonché soluzioni diluite di soluzione salina, destrosio e altre sostanze nutritive fluide come alcuni medicinali. Questi fluidi venivano conservati in contenitori di vetro sigillati e venivano somministrati utilizzando tubatura di gomma chirurgica sterile. La tubatura e gli altri componenti di somministrazione venivano solitamente risterilizzati e riutilizzati. Il controllo della velocità di somministrazione dei fluidi veniva regolato variando il grado di presa sulla tubatura di gomma. Vari morsetti a pinza o di presa erano sviluppati per questa applicazione.

Con l'uso crescente, l'avvento di tubatura di polivinilcloruro (PVC) di tipo medico e la necessità di ridurre o eliminare il serio problema della contaminazione incrociata paziente/ospedale, sono stati introdotti gruppi di somministrazione monouso. Ciò ha risolto il problema della contaminazione incrociata ma ne ha introdotto uno nuovo; cioè quello delle portate variabili nel tempo, cioè variazioni rispetto all'impostazione iniziale della portata desiderata rispetto al tempo. Il tubo di plastica pinzato o stretto presentava il problema dello scorrimento plastico o scorrimento a freddo quando pinzato e faceva sì che la portata variasse nel tempo, solitamente questa variazione era grande (dell'ordine del 40 percento durante i primi dieci minuti e cresceva) e più spesso vi era una diminuzione nella portata.

Il primo morsetto di presa (che non aveva azione parallela) per affrontare il problema della portata variabile nel tempo è stato descritto circa nel 1967 e negli anni seguenti sono stati introdotti una serie di morsetti ad azione parallela migliorati nonché una pluralità di perfezio-namenti significativi. La spinta principale di tali nuovi morsetti appena sviluppati era, prima del 1967, la facilità di regolazione e successivamente al 1967 solitamente una combinazione di facilità d'impiego e/o portate regolabili che cambiassero pure poco nel tempo.

Un'altra categoria di perfezionamenti era quella di un morsetto che offrisse una miglior presa sul tubo perchè se il morsetto fosse rilasciato accidentalmente, l'aumento risultante nel flusso o in caso estremo lo scorrimento libero potrebbe essere pericoloso per la vita o anche mortale.

Il costo di fabbricazione era solitamente un fattore importante come si verifica con la maggior parte dei prodotti di impiego su vasta scala. I fattori di riduzione dei costi tipici disponibili ed impiegati erano (1) realizzare parti piccole per conservare materiale, (2) utilizzare i materiali con costo minore, e (3) realizzare parti facili da assemblare per mantenere bassi i costi della manodopera.

La plastica stampata per iniezione è un approccio popolare per produrre un morsetto. La combinazione di pressioni economiche per tener bassi o ridurre i costi nella sanità, il volume crescente d'impiego di gruppi per infusione e il costo sempre crescente della resina di plastica si combinano per aumentare fortemente l'interesse nel trovare un morsetto che soddisfi la necessità menzionata sopra di: (1) facilità d'impiego, (2) ri-durre la portata variabile nel tempo, e (3) presa più salda sulla tubatura, nonché uno che consente una produzione ad un costo ancora inferiore rispetto a quello ottenuto con le fasi ovvie di realizzare le parti più piccole, aumentare il numero di cavità di produzione e/o utilizzare una resina a costo inferiore.

I morsetti a rullo per gruppi d'infusione per somministrazione endovenosa, talvolta indicati come gruppi per I.V. e tipicamente smaltiti, insieme al gruppo per I.V., dopo un impiego, sono ben noti e sona destinati principalmente a regolare il flusso di liquido passante per un tubo deformabile e pieghevole di plastica morbida, solitamente polivinilcloruro con un basso grado di sostanze estraibili. Il grado di presa del tubo viene normalmente utilizzato per diminuire e quindi regolare la portata ad un volume desiderato, normalmente misurato in gocce al minuto, quest'ultima rappresentando la portata prescritta alla quale si desidera somministrare per via endovenosa un fluido d'interesse. Questi morsetti di presa vengono anche utilizzati come dispositivo di on/off, cioè per consentire o per fermare il flusso. Ovvio che il morsetto di presa dovrebbe, una volta predisposto, controllare accuratamente la portata nel tempo e dovrebbe anche essere in grado di interrompere completamente il flusso quando lo si desidera.

Tipici morsetti della tecnica nota sono quelli nei miei brevetti precedenti, come segue: brevetti statunitensi 4.047.694 del 1977; 4.013.263 del 1977, 3.685.787 del 1972; 5.014.962 del 1991; 4.725.037 del 1988 e Re 31.584 del 1984 alle cui descrizioni si fa riferimento e qui incorporati a titolo di riferimento.

In generale, vi sono due gruppi fondamentali di morsetti di presa a rulli per gruppi per endovenosa IV, uno essendo il morsetto "a rampa inclinata", e l'altro essendo quello qui indicato come morsetto "ad azione parallela" o un morsetto la cui rotella si sposta in relazione generalmente parallela a quella indicata in generale come superficie di serraggio. In ogni caso, il morsetto comprende sostanzialmente un alloggiamento in cui è ricevuta una rotella (rullo) supportata tipicamente dall'alloggiamento con un tubo di plastica ricevuto nell'alloggiamento e posto fra una base o superficie di serraggio nell'alloggiamento e il rullo.

Indipendentemente dal tipo di morsetto, in una posizione estrema del rullo vi è "flusso pieno", cioè flusso non regolato a capacità di flusso totale del gruppo per I.V. In un'altra posizione del rullo, tipicamente distanziata dell'intera posizione di flusso, vi è una posizione con flusso nullo in cui non vi è alcun flusso attraverso la tubatura. Questa è tipicamente la posizione chiusa. In alcuni morsetti, vi è un'altra posizione chiusa, più propriamente una posizione di bloccaggio in cui il movimento del rullo viene impedito positivamente, come si descriverà, e non vi è alcun flusso attraverso la tubatura. Fra la posizione a flusso pieno e la posizione senza flusso, esiste tipicamente una regione di escursione del rullo su cui si può controllare il flusso, cioè la regione del cosiddetto "controllo del flusso". La lunghezza della regione di controllo del flusso può essere minore, in una direzione assiale, della distanza massima su cui viaggia il rullo, in particolare se vi è una posizione di bloccaggio.

Nel caso di un morsetto a rampa inclinata, il controllo del flusso viene ottenuto mediante il principio della "rampa inclinata" in cui il rullo viene forzato dal pollice dell'operatore a risalire una rampa, provocando la diminuzione nel gioco fra il rullo e la superficie di alloggiamento opposta su cui poggia la tubatura, creando così il grado desiderato di pinzatura e controllando dunque la portata. All'avanzare del rullo o rotella, il gioco fra il rullo e la superficie dell'alloggiamento su cui poggia il tubo diminuisce e, nella posizione estrema, crea un'interruzione completa (tubo pinzato). Per regolazioni tipiche della portata del morsetto, il lumen nel tubo è completamente collassato nella grande regione centrale (ove il raggio di curvatura del tubo è grande), mentre una coppia di lumen si formano in corrispondenza di entrambi i lati, ove il raggio di curvatura del tubo pinzato è più piccolo e offre quindi la maggiore resistenza alla presa. Il fenomeno di scorrimento a freddo o scorrimento plastico nel tubo di plastica si spiega per il fatto che i lumen appena formati continuano a collassare e fanno sì che la portata diminuisca, dopo che il rullo è stato portato alla nuova posizione e vi rimane.

Nel morsetto ad azione parallela (azione duplice), gli effetti dello scorrimento a freddo o scorrimento plastico sono ridotti o idealmente eliminati avendo in qualsiasi posizione nella regione di controllo del flusso dell'alloggiamento, una sezione dell'alloggiamento che guida la rotella in modo tale che si forma un gioco nel tubo che fa sì che almeno uno, e solitamente entrambi "i lumen" che si tendono a formare in corrispondenza di uno o di entrambi i bordi esterni, vengano chiusi completamente schiacciandoli. Un controllo di portata fine viene ottenuto variando il rapporto della porzione completamente chiusa schiacciandola del tubo pinzato rispetto all'altra porzione che rimane aperta, poiché vi è una porzione di sgravio alla base o alloggiamento o rotella in cui non si applica pinzatura.o se ne applica meno. L'azione o escursione del rullo non deve essere precisamente parallela e neppure quasi parallela alla superficie di pinzatura opposta dell'alloggiamento. Il criterio per un morsetto ad azione parallela è di aver un gioco fra-il rullo e l'alloggiamento che faccia sì che la porzione locale del tubo venga completamente chiuso schiacciato o pinzato e di avere la porzione restante della superficie dell'alloggiamento a contatto o vicino al tubo in modo da avere una porzione di rilascio che consenta e/o incoraggi la formazione di un lumen aperto nel tubo.

Nel tipo di morsetto ad azione parallela, il rullo chiude totalmente pinzandola una parte della tubatura e solitamente si utilizza un rilascio nell'alloggiamento per ottenere il grado desiderato di pinzatura o parziale chiusura del tubo.

Sebbene si utilizzi il termine "parallelo", non è destinato a descrivere un parallelismo di geometria o una disposizione in cui il rullo viaggià in un modo precisamente parallelo sull'intero intervallo di spostamento; e tale azione "parallela" è necessaria solamente nell'intervallo di controllo di flusso dell'escursione del rullo. Infatti, un rullo ad azione parallela può, e solitamente lo fa, comprendere un piccolo angolo relativo fra l'escursione del rullo e la superficie opposta su cui poggia la tubatura ed è serrata ad esempio come risultato dello sformo impiegato nella progettazione dello stampaggio ad iniezione come si discuterà. Tuttavia, questo angolo relativamente piccolo è in sé stesso insufficiente e neppure è destinato ad effettuare controllo primario o la variazione nella portata di flusso, poiché la variazione del gioco se il rullo e la superficie su cui è serrato il tubo è insufficiente a variare direttamente l'area in sezione trasversale di flusso in contrapposizione ad un rullo a rampa inclinata. Si verifica inoltre che nella regione dell'alloggiamento prima del controllo del flusso e dopo la posizione di chiusura o assenza di flusso, in contrapposizione con la posizione bloccata, l'azione di serraggio possa anche essere non parallela in struttura. Poiché queste sono le regioni diverse da quelle in cui si ottiene il controllo di flusso, la necessità di un'azione anche approssimativamente parallela come qui descritta non è né rilevante né necessaria.

Sebbene una struttura a morsetto a rullo ad azione parallela in cui solamente una parte del tubo viene pinzata o serrata completamente chiudendola può costituire un miglioramento nei morsetti progettati per buone prestazioni rispetto a portate variabili. nel tempo (flusso che varia rispetto al tempo), pinzando completamente un lumen che altrimenti si formerebbe e tenderebbe a presentare scorrimento o a freddo o plastico, progettazioni più avanzate chiudono completamente pinzando entrambi i lati del tubo di plastica morbida pinzato o stretto.

La caratteristica che distingue un morsetto a rullo ad azione parallela (azione duplice) da un morsetto a. rullo inclinato è come viene ottenuto il controllo del flusso. I morsetti a rullo ad azione parallela ottengono il controllo della portata pinzando completamente un lato, e solitamente entrambi i lati del tubo sull'intero intervallo del controllo di flusso e variando un rapporto della porzione completamente chiusa pinzandola fino a porzione aperta e non pinzata in base alla posizione del rullo nella regione di controllo di flusso. E' evidente che chiudere una o entrambe le superfici pinzandole completamente, ma non la sezione di tubo adiacente, è necessario in quell'intervallo di spostamento del rullo che è effettivamente l'intervallo di controllo di flusso. Nel caso di un morsetto a rampa inclinata, il controllo del flusso viene ottenuto variando il gioco fra il rullo e la superficie di pinzatura opposta. E' così evidente che anche se può non esistere un vero parallelismo in un morsetto "ad azione parallela", la quantità di non parallelismo è insufficiente a variare il gioco di una qualsiasi quantità che influenzi in modo sostanziale una variazione di portata. Ciò è particolarmente vero se uno o entrambi i lati o superfici sono completamente chiuse pinzandole sull'intervallo di escursione del rullo nella regione di controllo di flusso.

Una disposizione tipica per garantire che una o entrambe le superfici del tubo siano completamente chiuse pinzandole è di fornire un gioco fra il fondo del rullo e la superficie opposta dell'alloggiamento contro il quale viene pinzato o stretto il tubo che è generalmente non più del doppio dello spessore di parete della tubatura non pinzata e, in alcuni casi, meno del doppio dello spessore della parete del tubo. In generale, un gioco meno del doppio dello spessore di parete opera in modo soddisfacente a garantire che una o entrambe le superfici siano completamente chiuse pinzandole. Di nuovo, si deve comprendere che questo gioco definito deve esistere solamente nella regione di controllo di flusso. Infatti, il gioco è maggiore in corrispondenza dell'estremità d'ingresso dell'alloggiamento e può essere alquanto minore vicino all'estremità di uscita dell'alloggiamento, in particolare se vi è un blocco di intercettazione o chiusura separato.

Nel morsetto "ad azione parallela", il gioco fra il rullo e la super-ficie di serraggio dell’alloggiamento opposta può o meno variare con la posizione del rullo ma questa variazione di gioco non controlla in modo sostanziale le dimensioni del lumen formato. In questi casi, il controllo viene ottenuto variando il rapporto fra la porzione di parete serrata chiusa rispetto alla porzione non serrata.

Nella struttura del morsetto a rampa inclinata, all'avanzare del rullo, la sezione centrale del rullo pinzato può cedere e essere chiusa completamente collassandola, ma il gioco fra il rullo e la superficie opposta dell'alloggiamento: (1) è grande a sufficienza da consentire che si formino lumen e solitamente in corrispondenza di una o di entrambe le superfici del tubo, e (2) varia per creare la dimensione (le dimensioni) desiderata del lumen e la portata corrispondente.

In una versione meno popolare di un rullo ad azione parallela, lo sgravio è nella superficie del rullo. E* una caratteristica generale di questi tipi di morsetti che l'area aperta in sezione trasversale della tubatura sia variata al progredire del rullo lungo la sua escursione o spostamento, la quantità dell ' area aperta essendo correlata con la configurazione dello sgravio . Come è noto , l ' elemento di sgravio può assumere un' ampia varietà di configurazioni e può essere spostata ad un lato dell'alloggiamento oppure al disotto della tubatura o in qualche altra posizione. La sua funzione è di variare l'area aperta di flusso in risposta al movimento del rullo.

Virtualmente in tutti i modelli e tutti i tipi di morsetti di pinzatura che impiegano un rullo e un alloggiamento, l'assale del rullo poggia contro una superficie di guida mentre la posizione della rotella o rullo viene cambiata nonché quando è in posizione creando il grado di pinzatura desiderato.

Nei morsetti a pinzatura cui si riferisce la presente invenzione, vi sono requisiti speciali e alcuni dei più importanti sono i seguenti: (1) le superfici superiori dell'alloggiamento dovrebbero essere progettate per resistere alla compressione da parte dell'assale del rullo. (2) La superficie superiore dell'alloggiamento dovrebbe essere progettata in modo da resistere alla flessione quando sottoposta ad una forza verso l'alto quale quella provocata dall'assale di una rotella di pinzatura. (3) Le pareti laterali dell'alloggiamento dovrebbero essere progettate per resistere alla tensione. (4) La superficie inferiore dell'alloggiamento dovrebbe essere progettata per resistere alla flessione nonché per operare in compressione, fornire un'azione di sgravio a larghezza variabile nonché una posizione ideale per elementi rialzati costruiti appositamente. Gli elementi rialzati, se impiegati, hanno altezza, larghezza e distanza variabili. (5) L'alloggiamento dovrebbe essere fatto di plastica che può essere stampata ad iniezione, dovrebbe avere un'area di sezione trasversale progettata a facilitare il flusso della plastica stampata ad iniezione per riempire l'intera cavità dello stampo di acciaio.

Quando sono stati introdotti morsetti ad azione parallela sul mercato in volumi commerciali circa nel 1975, gli alloggiamenti misuravano circa due pollici di lunghezza. Gli alloggiamenti di morsetti a rampa inclinata della concorrenza misuravano circa 1,4 pollici di lunghezza. I morsetti ad azione parallela hanno catturato un'ampia fetta del mercato a causa delle loro migliori prestazioni rispetto ai morsetti a rampa inclinata e per il 1978, costituivano essenzialmente tutto il volume di vendite di una Abbott Labs delle due (Baxter Travenol è l'altra) società più grandi negli Stati Uniti interessate a prodotti che richiedono morsetti per l'impiego in gruppi endovenosi. Nel 1986 circa, Baxter ha iniziato ad utilizzare un morsetto più lungo brevettato. Successivamente, altri come ad esempio Cutter (che in effetti ha iniziato in data precedente), McGaw, 1VAC e Boria, hanno introdotto morsetti con alloggiamenti da due pollici e la tendenza si è così stabilita.

Con l'impiego più diffuso di morsetti più lunghi, i costi di fabbricazione aumentavano sostanzialmente per una grande parte del mercato, anche se molti dei morsetti più lunghi non offrivano le prestazioni migliorate del morsetto ad azione parallela brevettato. Alcune di queste società hanno seguito semplicemente la tendenza ad una lunghezza maggiore di alloggiamento. Nel caso di morsetti ad azione parallela della Abbott, vi era una ragione funzionale per la lunghezza, oltre a fornire una portata non variabile nel tempo, e una presa salda sulla tubatura, l'escursione di un rullo più lunga consente una regolazione più precisa del grado di pinzatura e quindi della portata.

Pertanto, nello sforzo di adattarsi alla tendenza ad una maggiore lunghezza, il mercato ha introdotto morsetti più pesanti, apparentemente mostrando scarso interesse o dando una priorità minore al conseguente aumento nei costi di fabbricazione dei morsetti relativamente più pesanti. Questi aumenti nei costi rappresentano una somma sostanziale visto il numero di morsetti utilizzato su una base annua.

Recentemente, il costo per la produzione di un morsetto di presa a rullo e di molti altri oggetti di plastica è aumentato drasticamente da una porzione di resina di plastica che è una frazione del 50 percento del costo di produzione fino alla situazione attuale in cui il costo della resina di plastica costituisce una parte grande o dominante del costo di fabbricazione. Attualmente, la frazione del costo di stampaggio è relativamente piccola e la frazione del costo per il materiale grezzo è relativamente grande e crescente. Pertanto, se la parte utilizzabile stampabile può essere riprogettata per fornire una funzione almeno altrettanto buona ma che utilizzi una quantità significativamente minore di resina per plastica, si possono realizzare grandi risparmi nei costi di produzione.

La maggior parte delle forme di morsetti hanno un alloggiamento la cui sezione trasversale di parete è piuttosto uniforme dappertutto. Un tale parametro di struttura è semplice da specificare durante la progettazione di un morsetto focalizzandosi dapprima su poche configurazioni importanti della superficie: la superficie di pinzatura o presa dell'alloggiamento, la guida per l'assale della rotella, la larghezza della fessura per la rotella, eccetera e quindi completando la struttura specificando semplicemente uno spessore di parete uniforme dappertutto.

La nuova forma di morsetto della presente invenzione non solo fornisce il tipo desiderato di presa (pareti laterali del tubo completamente pinzate) ma in aggiunta incorpora anche resistenza (modulo di flessione, eccetera) e struttura dello stampo (plastica iniettata con passaggi completamente pieni) e presenta una struttura per ottenere una riduzione sostanziale del materiale richiesto per ogni morsetto.

Attualmente, i morsetti a rulli tipici hanno dimensioni negli intervalli che seguono:

(1) Larghezza del diametro principale della rotella di 1,3-1,8 rispetto al diametro esterno nominale del tubo, e

(2) Spessore della parete dell'alloggiamento di due e generalmente tre e anche più volte lo spessore delle pareti del tubo di plastica morbido indeformato, e

(3) Spessore di parete uniforme sull'intera sezione trasversale, e tale sezione trasversale essendo la stessa sull'intera lunghezza operativa dell'alloggiamento in cui si verifica regolazione del flusso (la regione di controllo di flusso).

Un approccio ovvio per ridurre il peso della parte è di ridurre la lunghezza dell'alloggiamento. Tuttavia, ciò non è auspicabile poiché una parte della lunghezza dell'alloggiamento, solitamente la sua estremità più larga è necessaria per facilitare l'introduzione della rotella così da rendere la combinazione funzionale. La porzione restante serve principalmente a fornire un intervallo di spostamento ragionevole per la rotella in modo da pinzare gradualmente il tubo in corrispondenza di una qualsiasi posizione lungo la sua sezione di sgravio o controllo dell'alloggiamento.

Non è pratico diminuire la larghezza complessiva o principale o l'altezza della sezione trasversale dell'alloggiamento del morsetto poiché così facendo diventa difficile circondare e pinzare un tubo di plastica morbida di diametro dato.

Gli alloggiamenti attuali per i morsetti di presa hanno uno spessore di parete uniforme nell'intervallo di 0,3-0,5 volte il diametro esterno del tubo che il morsetto è destinato a pinzare.

Vi è una lunghezza minima pratica per l'alloggiamento. Per una tuba-tura di dimensioni popolari con un diametro esterno nell'intervallo com-preso fra 3e 1/4 e 4e 1/2 mm, la lunghezza minima dell'alloggiamento è nell'intervallo di 23-55 mm, oppure approssimativamente 7-25 volte il diametro esterno. Lo spessore di parete dell'alloggiamento del morsetto è ti-picamente 1,2-1,7 mm oppure circa 0,2-0,5 volte il diametro esterno del tubo. In modo altamente importante, l'alloggiamento del morsetto ha sezione trasversale solitamente uniforme. Ciò viene apparentemente fatto (che lo spessore di parete sia uniforme) poiché:

1. E' semplice da specificare.

2. E' un parametro di progettazione convenzionale per le parti stampate ad iniezione. Lo spessore di parete uniforme facilita il riempimento dello stampo di acciaio con la plastica iniettata.

3. La maggior parte delle strutture di morsetto hanno scarsa o nessuna considerazione per le variazioni in deflessione meccanica prevista dell'alloggiamento di plastica quando sottoposto alle sollecitazioni associate con il serraggio del tubo.

La deflessione (deformazione) meccanica dipende da molti parametri e per un dato materiale di resina di plastica, ad esempio ABS (acrilonitrile butadiene stirene) dipende in parte dalla sollecitazione e dal tipo di sollecitazione (tensione, piegatura, compressione, torsione eccetera). Una buona struttura minimizza le deflessioni sotto carico oppure per struttura consente la deflessione, ma tale deflessione deve essere entro il limite elastico, oppure qualora si superi il limite elastico, deve minimizzare la quantità di deflessione o il grado di eccesso oltre il limite elastico.

Quando si deve porre in uso un alloggiamento di morsetto, cioè assem-blato con un tubo pinzato e gli altri componenti di un gruppo per somministrazione endovenosa, ha luogo la deflessione prevista e la quantità di-pende in parte dal tipo (tensione, piegatura, eccetera) di sollecitazione che si applica. Le pareti laterali dell'alloggiamento del morsetto sono principalmente sotto tensione mentre il bordo di sommità o parete di sommità viene sottoposta principalmente a piegatura o flessione, con una componente secondaria di compressione locale, a causa della pressione applicata dall'assale della rotella a rullo ove è a contatto con questa superficie superiore. La distorsione o deflessione meccanica dell'alloggiamento quando utilizzato per pinzare il tubo sarà dovuto a:

1. Principalmente flessione o piegatura del bordo di sommità o parete di sommità dell'alloggiamento.

2. Secondariamente la tensione della parete laterale dell'alloggiamento.

3. In misura ancora minore alla forza di compressione nel locale esercitata direttamente dall'assale della rotella sul bordo superiore dell'alloggiamento ove è attuato il contatto.

4. Pressione applicata dalla circonferenza principale della rotella contro la porzione inferiore della superficie dell'alloggiamento, attraverso il doppio spessore di parete del tubo di plastica morbida pinzato.

Ora se si esaminano i brevetti precedenti riguardanti i morsetti, la maggior parte dei brevetti non fa alcuna menzione di pareti laterali più sottili delle pareti di sommità o di fondo dell'alloggiamento. Inoltre, i disegni di alcuni brevetti che riguardano i morsetti a rullo tendono a descrivere una varietà di configurazioni ma non danno alcun insegnamento sul perchè le dimensioni della parete sono come illustrato. Ad esempio, i brevetti U.S. 1.411.731; 1.959.074; 2.595.511; 3.135.259; 3.189.038 e 3.289.999 sembrano illustrare strutture con pareti uniformi. I brevetti U.S. 3.099.429; 3.215.394; 3.215.395; 3.297.558 e 4.340.201 comprendono disegni che potrebbero essere interpretati come illustranti una struttura con pareti sottili. Di questi, il brevetto 3.099.429 concesso a Broman merita un commento particolare.

Broman illustra un morsetto con una parete laterale più sottile e la superficie di serraggio appare più spessa delle pareti laterali. Tuttavia, per essere coerenti con questa invenzione, come si discuterà, la superficie di guida dell'assale della rotella dell'alloggiamento nel brevetto Broman dovrebbe essere più spessa della superficie di serraggio e anche più spessa della parete laterale. Nel brevetto Broman, la superficie di guida ha lo stesso spessore della parete laterale sottile ed è molto più sottile della superficie di serraggio. Broman non dice niente su risparmi di peso, considerazioni di resistenza (flessione, tensione, eccetera). Non si spiega neppure perchè lo spessore di parete è come illustrato e sembre-rebbe che lo spessore di sezione trasversale in corrispondenza delle varie posizioni fosse semplicemente un'illustrazione arbitraria.

E' quindi uno scopo della presente invenzione fornire una nuova struttura a morsetto di presa che presenti le stesse caratteristiche di prestazione dei migliori morsetti, come quelli indicati nei brevetti del medesimo inventore e che hanno un aspetto analogo, siano adatti per lo stampaggio ad iniezione e tuttavia in questa nuova invenzione ottengano costi di produzione inferiori.

E' pure uno scopo fornire un morsetto con l'impiego di sostanzialmente meno materiale.

Una altro scopo è di fornire tali morsetti migliorati con impiego di tempi di ciclo di stampaggio più brevi.

Nel caso di morsetti ad azione parallela, un ulteriore scopo è di fornire un morsetto migliorato, come descritto, con portate di flusso va-riabili nel tempo ridotte o minimizzate.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un morsetto migliorato in cui sulla tubatura pinzata vi sia una presa salda.

Un altro scopo della presente invenzione è di fornire un procedimento unico ed economico per modificare uno stampo di alloggiamento esistente per ottenere gli obiettivi indicati sopra.

Questi ed altri scopi vengono conseguiti in conformità con la presente invenzione fornendo morsetti a rulli migliorati per gruppi di somministrazione endovenosa e più in particolare un morsetto a rullo migliorato per gruppi di somministrazione endovenosa che presenta vantaggi unici di costi di fabbricazione ridotti e di conservazione imprevista di buone prestazioni e strutturato secondo le dimensioni relative esposte nel seguito al fine di conservare buone prestazioni e al tempo stesso ridurre sostanzialmente i suoi costi di fabbricazione.

Pertanto, l'approccio preferito e pratico della presente invenzione è di specificare selettivamente le porzioni della sezione trasversale dell'alloggiamento. Un perfezionamento secondo la presente invenzione è di variare inoltre la sezione trasversale a seconda della sua posizione lungo l'asse di lunghezza dell'alloggiamento. Ad esempio, la sezione trasversale in corrispondenza della regione della parte dell'alloggiamento progettata a consentire l'inserimento della rotella ha ridotte esigenze di resistenza. In questa regione, l'assale della rotella non poggia a forza sulla superficie opposta dell'alloggiamento in un'azione di serraggio sulla tubatura. Inoltre, vi è solitamente scarsa o molto spesso nessuna azione di presa sulla tubatura in questa regione. D'altra parte, nella sezione operativa generalmente più lunga dell'alloggiamento, la cosiddetta regione di controllo di flusso, la struttura deve anticipare grandi forze che deriva-no dall'interazione della rotella, dell'alloggiamento e del tubo pinzato.

Pertanto, prendendo in considerazione tutti i fattori discussi in connessione con le sollecitazioni e la deflessione e simili, una nuova struttura di alloggiamento di morsetto unico è un nuovo morsetto a rullo perfezionato per l'impiego con gruppi di somministrazione endovenosa in conformità con la presente invenzione, la porzione di controllo di flusso, un alloggiamento, avente:

a. un bordo o parete di sommità con sezione trasversale spessa per l'alloggiamento;

b. un alloggiamento con pareti laterali sottili;

c. una parete con fondo spesso (ma non altrettanto spesso della pare-te del bordo di sommità) dell'alloggiamento.

E' importante la relazione del rapporto di spessore in sezione tra-sversale della parete di sommità rispetto allo spessore in sezione tra-sversale della parete laterale in conformità con la presente invenzione è nell'intervallo di 1,5-4,0.

Si noti che un bordo di sommità con sezione trasversale spessa come per (a) viene utilizzato per minimizzare il grado di piegatura o flessione in quanto tale deflessione può essere grande e una sezione trasversale spessa minimizza ciò. Una seconda giustificazione per (a) indicato sopra è di minimizzare il grado di deflessione o rientranza locale della superfi-cie dell'alloggiamento proprio dove l'assale della rotella applica una forza locale relativamente grande.

Il punto (b) indicato sopra viene utilizzato per ridurre il peso del materiale e per avvantaggiarsi del fatto che vi è una deflessione relativamente piccola quando sotto tensione e anche per il fatto che sottili pareti di plastica sono in grado di maneggiare forze di trazione relativamente grandi.

Il precedente punto (c) viene utilizzato per irrigidire (ma non più del necessario) la parete di fondo per minimizzare la flessione e la piegatura.

Il parametro (a) indicato sopra è progettato perchè l'alloggiamento sia sottoposto ad una forza relativamente grande che provoca flessione e piegatura, la quale forza è applicata dall'assale della rotella. Il para-metro (c) è progettato per rispondere ad una simile forza opposta che pure provoca flessione e piegatura, ma questa forza è maggiormente distribuita poiché viene trasmessa ed applicata dalla sezione presa o afferrata del tubo di plastica morbida.

Il grado massimo di flessione avverrà quando la rotella è posta in posizione centrale fra di loro e quindi approssimativamente equidistante dai supporti di estremità dell'alloggiamento. Pertanto, la porzione cen-trata assialmente della porzione di parete superiore deve essere corri-spondentemente più spessa che alle due estremità.

Tuttavia, ciò non è pratico per parti stampate ad iniezione in quanto un "angolo di inclinazione o draft" della parte non consentirà la rimozio-ne della parte appena stampata che quando stampata ad iniezione in modo convenzionale si contrae afferrando saldamente il nucleo dello stampo. Un compromesso pratico tuttavia è una struttura in cui lo spessore di parete dell'alloggiamento diminuisce in prossimità all'estremità piccola dell'alloggiamento ma non altrettanto all'estremità aperta dell'alloggiamento.

Scorrimento a freddo o scorrimento plastico può aver luogo nella rotella e nell'alloggiamento del morsetto di presa (solitamente ha luogo in maggiore estensione nella tubatura di plastica morbida pinzata). Per esistere, il carico applicato deve far sì che la parte superi il suo limite elastico. Se esiste scorrimento a freddo o scorrimento plastico, la dimensione delle parti può cambiare nel tempo senza variazione nel carico e ciò contribuisce ad una portata variabile nel tempo del fluido attraverso il tubo pinzato. Per evitare questo fenomeno indesiderabile, il carico dovrebbe essere limitato oppure le sezioni trasversali delle pareti dovreb-bero essere sufficientemente grandi (e robuste di conseguenza) per impedire di superare il limite elastico o per minimizzare la sollecitazione.

D'altra parte, le deflessioni devono essere previste poiché deformazione solitamente accompagna le sollecitazioni. E' meglio solitamente operare entro il limite elastico.

Poiché la parte descritta nella presente invenzione è costituita di plastica e preferibilmente è stampata, per uno stampaggio ad iniezione corretto, è necessario una sezione o tunnel di "riempimento" nella parte per garantire che la resina di plastica sfusa solitamente ad una temperatura compresa nell'intervallo di 350-500'F, scorra liberamente in modo dà riempire rapidamente e completamente la cavità. Se il tunnel o sezione trasversale di riempimento è troppo piccolo, la plastica fusa si raffredda troppo rapidamente e "si congela" prima di un riempimento completo. A tem-perature minori, la viscosità della resina di plastica iniettata, che dipende molto dalla temperatura, sarà così elevata da poter dare origine ad un riempimento parziale. Un tunnel o sezione trasversale di riempimento troppo grande elimina il problema del riempimento parziale ma ha come risultato una parte che impiega una resina di plastica eccessiva (e costosa) ed inoltre un aumento non necessario del tempo (e quindi il costo di produzione) necessario a raffreddare la plastica iniettata ad una temperatura che consenta l'espulsione della parte formata dalla cavità di stampo e ancora sia in grado di mantenere la forma appena sagomata (senza incurvatura). Un lungo tempo di permanenza nello stampo aumenta il costo di stam- ·paggio solitamente in modo lineare. Cioè, se il tempo di ciclo per produrre la parte stampata dalla macchina di stampaggio viene raddoppiato, il costo dello stampaggio raddoppia.

Per quanto riguarda l'operazione di stampaggio e la struttura dello stampo, è importante per la presente invenzione selezionare correttamente e combinare le dimensioni e le posizioni della sezione trasversale di riempimento o tunnel di riempimento con sezione trasversale progettata correttamente così da fornire sia la necessaria resistenza quando la parte viene chiamata ad operare nel seguito essendo sufficientemente rigida o robusta alla piegatura, flessione o trazione nonché per fornire una parte completamente formata. Pertanto, la forma preferita dello stampo per uno stampaggio corretto ha cavità interna e superfici di nucleo esterne dimen-sionate e posizionate e che servono ai requisiti indipendenti di avere:

(1) Un tunnel di riempimento o sezione trasversale di riempimento di dimensioni appropriate adeguate ma non così grandi da aumentare in un modo superfluo il peso della parte e/o rallentare il ciclo di produzione.

(2) Sezione trasversale di flessione o trazione dimensionata e posizionata correttamente per fornire la rigidità o la flessione desiderate, solo adeguata ma non troppo grande.

(3) Pareti con sezione trasversale sottile che soddisfano altre esigenze di resistenza alla trazione e integrità della parte e tuttavia impieghino plastica in quantità minima così da mantenere il peso totale basso e inoltre facilitare un breve tempo di raffreddamento e un tempo di produzione più rapido. Un tempo di produzione più rapido rende possibile volumi di produzione più grandi per un dato intervallo di tempo e per una data macchina., tipicamente il raddoppio della sezione trasversale aumenta il tempo di raffreddamento della parte stampata e il costo corrispondente di stampaggio di quattro volte.

Come spiegato sopra, la parete di sommità dell’alloggiamento è resa più spessa così da presentare la robustezza necessaria per avere la necessaria rigidità alla flessione e per impedire penetrazione eccessiva (rien-tranza) a causa della forza locale dell'assale della ruota.

Tuttavia, una sezione a parete spessa in generale richiede un tempo di raffreddamento più lungo, una fase necessaria nello stampaggio ad iniezione. Questo tempo di raffreddamento più lungo dà origine a costi di fabbricazione più alti a causa del tempo di ciclo di stampo più lungo. Tutto quanto sopra è corretto e veritiero nel caso di raffreddamento monodimensionale, come è il caso per una parte con uno spessore piccolo rispetto alle sue altre dimensioni.

Tuttavia, qualora un'altra dimensione, perpendicolare alla dimensione di spessore, si confronta con lo spessore, il raffreddamento in effetti è bidimensionale e di conseguenza richiede molto meno tempo. Pertanto, per evitare tempi di.raffreddamento eccessivi, il lato di sommità della parete spessa deve avere una larghezza che sia confrontabile con la sua larghezza. Ciò serve nella doppia funzione di fornire raffreddamento bidimensionale più rapido nonché fornire un passaggio di flusso generoso per la plastica fusa iniettata facilitando riempimento completo della porzione a parete laterale sottile adiacente dell'alloggiamento.

Un altro aspetto della presente invenzione è la relativa facilità con cui si possono modificare gli stampi attualmente esistenti per ottenere i vantaggi della presente invenzione. Una caratteristica comprende una variàzione relativamente semplice alla cavità di stampaggio ad iniezione avvicinando le due metà di cavità insieme per produrre pareti laterali più sottili (che devono resistere alle forze di trazione nell'uso).

Un'altra caratteristica comprende: (1) spostare il nucleo di stampo rispetto alla cavità per (a) aumentare lo spessore della porzione di guida dell'assale della rotella dell'alloggiamento (per fornire la necessaria resistenza alla flessione nonché resistenza alla penetrazione da parte dell'assale della rotella), (b) posizionare la porta di stampaggio ad iniezione così da garantire una buona distribuzione della plastica fusa, (c) ridurre in misura significativa lo spessore di parete della superficie di serraggio dell'alloggiamento (a causa della sua area di sezione trasversale di parete intrinsecamente maggiore), (d) introdurre o conservare il trasferimento termico bidimensionale (raffreddamento) ove la guida per l'assale della rotella nell'alloggiamento ha la sua sezione trasversale di parete più spessa (così da mantenere basso il tempo di ciclo per lo stampaggio in produzione).

Nel caso dell'alloggiamento, sull'intervallo di controllo di flusso, la sezione trasversale dell'alloggiamento in conformità con la presente invenzione è tale che:

1. Lo spessore della parete laterale è nell'intervallo di 1,2-2,2 volte lo spessore della parete del tubo di plastica morbida non deformato (nominale) (e non compreso fra 2,2 e tre volte).

2. Lo spessore della parete di sommità (guida per l'assale) della rotella è pari a 2-3,5 volte la parete del tubo di plastica morbida non<'>de formato (che è nell'intervallo tipico o più spesso).

3. Lo spessore della parete di fondo è minore o uguale a quello del (in contrapposizione ad essere generalmente uguali).

4. Lo spessore di parete laterale di 0,3-0,6 volte lo spessore di parete di sommità (in contrapposizione ad essere generalmente uguali).

Come indicato in precedenza, il rapporto dello spessore in sezione trasversale della parete di sommità rispetto allo spessore in sezione tra-sversale della parete laterale è nell'intervallo di 2-5.

Ulteriori dettagli saranno esposti nel seguito. In questo modo, si conseguono gli obiettivi indicati in precedenza.

La presente invenzione ha inoltre molti altri vantaggi e altri scopi che possono essere più chiaramente evidenti considerando le varie forme in cui può essere realizzata. Alcune versioni di tali forme sono mostrate nei disegni acclusi e fanno parte del presente testo. Queste forme saranno ora descritte in dettaglio allo scopo di illustrare i principi generali del-l'invenzione ma si deve comprendere che tale descrizione dettagliata non deve essere considerata in un senso limitante.

La figura 1 è una vista prospettica di un morsetto tipico della tec-nica nota;

la figura 2 è una vista in sezione della forma attuale di morsetti di presa come utilizzati nella tecnica nota;

la figura 3 è una vista in sezione di un alloggiamento di morsetto in conformità con la presente invenzione;

la figura 4 è una vista schematica dello stampo della tecnica nota; la figura 4A è una vista analoga a quella della figura 4 che illustra uno stampo in conformità con la presente invenzione; e

la figura 5 è una vista schematica che confronta una forma di modifi-ca (lato sinistro) della nuova parte per illustrare il suo effetto (il lato destro illustra una sezione trasversale convenzionale per confronto).

Facendo riferimento alle figure 1 e 2, un morsetto 10 ad azione parallela della tecnica nota è illustrato a scopi esplicativi sebbene si debba comprendere che la presente invenzione può anche essere applicata ad un morsetto a rampa inclinata. Il morsetto 10 comprende un alloggiamento 12, una rotella sotto forma di un rullo 14 con un assale di rotella 16 ri-cevuta in scanalature formate nella porzione superiore dell'alloggiamento. In questa vista esplicativa, l'alloggiamento comprende una superficie in-feriore 17, quest'ultima essendo dotata di una scanalatura 18, una scana-latura a V essendo mostrata a scopi illustrativi, lo spazio 19 fra il fon-do del rullo e la superficie 17 ricevendo un tubo 20 attraverso il quale scorre fluido.in un modo controllato in base alla posizione del rullo. Il materiale del tubo è solitamente polivinilcloruro plastificato del tipo utilizzato finora in gruppi di somministrazione endovenosa, sebbene si potrebbero anche utilizzare altri tubi di plastica di tipo medico. Tipicamente, tali tubi hanno un diametro interno di circa 2,3-3,0 mm e un diametro esterno di circa 3,5-4,5 mm e una durezza Shore D di circa 68 e solitamente minore di 80. La scanalatura è una con sezione trasversale variabile lungo la sua lunghezza per variare l'area del tubo in sezione trasversale attraverso il quale può scorrere fluido.

Per questa illustrazione di morsetto ad azione parallela, la rotella funziona in modo da chiudere completamente pinzandole le pareti laterali del tubo per le ragioni discusse e la scanalatura con sezione trasversale variabile serve a variare la porzione aperta della tubatura per controllare il flusso di fluido. Nella forma illustrata, la regione del controllo di flusso si estende da circa la regione 22 fino alla regione 23, la superficie inferiore comprendendo un elemento perpendicolare rialzato 25 che opera come blocco per garantire la chiusura completa, anche se la zona di chiusura è immediatamente a monte dell'elemento 25. In effetti, non vi è alcun flusso con il rullo posto nella regione all'estremità della scanalatura e prima della protuberanza. In questa forma, lo spostamento della rotella lungo il suo percorso è generalmente quasi in relazione parallela, ma non in modo necessariamente preciso, sulla regione di controllo di flusso fornendo scanalature per l'assale nella periferia esterna, come è mostrato, che sono sostanzialmente in relazione quasi parallela o esattamente parallela alla superficie 17 nella regione di controllo di flusso. Lo spostamento della rotella sull'elemento 25 è in un parallelo, ma non vi è controllo di flusso in questa regione, come discusso. Tipicamente, il gioco fra il fondo della rotella e la superficie 17 non è maggiore del doppio dello spessore di parete nominale della tubatura 20 utilizzata con il morsetto. Poiché si può utilizzare tubatura di una varietà di dimensio-ni, il gioco fra la superficie 17 e il fondo della rotella nella regione di controllo di flusso può variare da un tipo di morsetto utilizzando tubatura di una dimensione ad un'altra per conservare la presa totale su ciascun lato della tubatura. Vi sono inoltre strutture a morsetti non illustrate in cui solamente un lato della tubatura viene pinzato saldamente chiudendolo poiché in tale struttura, il lumen di flusso è spostato ad un lato.

Facendo riferimento alla figura 2, si può vedere che l'alloggiamento 12 ha sezione trasversale sostanzialmente uniforme di circa 0,3-0,5 volte il diametro esterno della tubatura, tipicamente fra 1,2 e 1,7 mm, la lunghezza dell'alloggiamento essendo compresa fra 20 mm e circa 55 mm. La se-zione trasversale uniforme può essere vista dalla sezione trasversale del-la parete di fondo 17a che forma la superficie 17 e la parete 18a nella porzione della scanalatura 18. Le pareti laterali 27 e 28 dell'alloggiamento hanno essenzialmente lo stesso spessore in sezione trasversale della parete di fondo 17a e della parete di scanalatura 18a. Vi è una zona di transizione 29 fra le pareti 27 e 28 che comprende una porzione avente una sezione trasversale delle pareti 27 e 29 e le porzioni di parete 31 e 32 che formano le pareti delle scanalature di perno in cui si muove l'assale di rotella 16. Questa zona di transizione comprende e forma gli spallamenti inferiori 31a e 32a delle scanalature su cui si sposta l'assale di rotella 16. Al disopra degli spallamenti 31a e 32a vi sono bordi di sommità o pareti di sommità 36 e 37 dell'alloggiamento, questi ultimi formando la porzione superiore della scanalatura di perno. Come si vede, questi bordi o pareti di sommità hanno spessore in sezione trasversale sostanzialmente uguale a quello delle pareti laterali 27 e 28.

Facendo riferimento alla figura 3, si illustra una forma preferita della presente invenzione, ancora sotto forma di un morsetto ad azione parallela, avente le parti, alloggiamento, scanalatura V, rotella, tubatura, eccetera già descritte. Per scopi descrittivi tuttavia si discuterà solamente l’alloggiamento 50. La sezione trasversale dell'alloggiamento del morsetto può essere divisa in tre zone ciascuna per soddisfare singoli requisiti specifici in conformità con la presente invenzione.

La zona di sommità che comprende la regione comprendente i bordi o pareti di sommità 51 e 52, la porzione al disopra degli spallamenti di perno 53 e 54 e le pareti 61 e 62 dovrebbero essere in grado di resistere a carico di flessione (formazione di arco) a causa del serraggio del tubo e imposto mediante un assale di rotella la cui posizione varia sulla lun-ghezza dell'alloggiamento. Il perno della ruota poggia contro i lati infe-riori 51a e 52a dei bordi di sommità o pareti di sommità durante un'operazione di serraggio. I lati inferiori dovrebbero essere in grado di resistere alla penetrazione da parte dell'assale o perno della ruota in conseguenza all'azione di serraggio e imposta dall'assale della ruota che ha un raggio di curvatura relativamente piccolo. Questa penetrazione tipicamente è sotto forma di rientranza locale da parte dell'assale della rotella. Un requisito meno ovvio è che durante lo stampaggio sia fornito un passaggio di flusso per l'iniezione di plastica fusa perchè scorra attraverso un gran parte o idealmente l'intera lunghezza assiale della parte senza essere esposta ad un'area di contatto grande, la quale area di contatto provoca raffreddamento e se troppo grande provoca solidificazione prematura. Vi è inoltre flusso laterale per formare le pareti laterali 57 e 58. In aggiunta, per facilitare il flusso, la sezione trasversale dei bordi di sommità 51 e 52 è quasi circolare in sezione trasversale, come è illustrato.

La seconda zona è la zona laterale che comprende sostanzialmente le pareti laterali 57 e 58 e la porzione di parete comprendente gli spallamenti 53 e 54 e le pareti di scanalatura o sezioni di parete 61 e 62 di guida per l'assale della ruota superiore. Questa zona laterale deve possedere robustezza sufficiente a resistere correttamente alle forze di trazione che derivano dall'azione dì serraggio generata entro l'alloggiamento del morsetto. La zona laterale deve possedere una sezione trasversale di flusso minore ma nondimeno sufficiente perchè la plastica stampata iniettata scorra nella distanza verticale per riempire correttamente la porzione di zona laterale dell'alloggiamento senza raffreddamento prematuro e quindi solidificarsi prima per riempire questa regione. In base alla posizione delle "porte" che ammettono per prime la plastica fusa nella cavità, può anche essere necessario che il fianco abbia una sezione trasversale di flusso per riempire una zona adiacente, non servita da una sua propria porta.

Una zona di fondo che comprende sostanzialmente la parete di fondo 60 e la porzione di parete formata dalla scanalatura di sgravio 65 dovrebbe essere in grado di resistere a carichi di flessione, analogamente alla zona di sommità. Il carico di flessione della zona di fondo è analogo a quello della zona di sommità, tuttavia, poiché il carico di flessione applicato alla zona di fondo è applicato attraverso il diametro maggiore della rotella che a sua volta preme attraverso un doppio strato di tubatura di plastica morbida, si riduce enormemente la necessità di resistere ad un carico di penetrazione.

Inoltre, poiché l'area in sezione trasversale della zona di fondo ha una larghezza maggiore delle larghezze combinate delle zone di sommità sinistra e destra, la dimensione di profondità della zona di fondo deve essere più piccola per ottenere l'area in sezione trasversale richiesta per resistere al carico di flessione.

Dovrebbero essere soddisfatti ancora altri carichi e requisiti. Tuttavia, questi sono solitamente fronteggiati (con un ragionevole margine di sicurezza) se sono soddisfatti correttamente i requisiti menzionati sopra.

Questi requisiti possono essere soddisfatti con le dimensioni per l'alloggiamento espresse in varie relazioni negli intervalli approssimati-vi come esposti di seguito:

(1) Spessore delle pareti laterali di 0,8-2,5 volte lo spessore della parete di tubo di plastica morbida non deformato (nominale);

, (2) Spessore di parete di sommità pari a 2-3,5 volte lo spessore indeformato della parete del tubo di plastica morbida;

(3) Spessore della parete di fondo di 0,4-1,0 volte lo spessore della parete di sommità;

(4) Spessore della parete laterale di 0,3-0,8 volte lo spessore della parete di sommità;

(5) Un rapporto di peso rispetto alla lunghezza dell'alloggiamento del morsetto minore di 1,6 grammi per centimetro e una resistenza in grado di chiudere completamente pinzandolo un tubo di PVC con un diametro inter-no di 2,3-3,0 mm e un diametro esterno di 3,5-4,5 mm, avente durezza Shore D superiore a 68 e non maggiore di circa 80;

(6) Uno spessore di parete laterale minore di due terzi dello spessore della parete nella sezione di guida di rotella superiore in quella regione dell'alloggiamento che forma la regione di controllo di flusso;

(7) Uno spessore di parete laterale minore dello spessore della parete di fondo;

(8) Uno spessore di parete laterale minore di 1/4 della larghezza del diametro maggiore della rotella;

(9) Uno spessore di parete laterale minore di 2,5 volte lo spessore di parete nel tubo pinzato quando il tubo è in uno stato indeformato;

(10) Rapporto dello spessore della parete laterale rispetto allo spessore della parete di sommità minore di 0,7 sulla lunghezza dell'allog-giamento del morsetto ove è controllato il flusso attraverso il tubo; e (11) Una parete di sommità dimensionata in modo tale che la sua di-mensione di spessore rispetto a larghezza in sezione trasversale sia nell'intervallo di 0,5-1,0.

L'alloggiamento di morsetto può anche avere una sezione di guida per la rotella di parete superiore la cui sezione trasversale ha un rapporto di larghezza rispetto all'altezza minore di 2,0.

Da quanto sopra è evidente che la presente invenzione comprende un alloggiamento di morsetto lo spessore delle cui pareti di sommità, laterali e/o di fondo è ridotto nella regione non di controllo (sezione di in-gresso e presso quella di chiusura completa) quando tale spessore di pare-te (tali spessori) sono confrontati con lo spessore di una parte corri-spondente nella regione in cui il tubo può essere pinzato per ottenere controllo di flusso o arresto.

Un altro aspetto della presente invenzione è la capacità di migliorare uno stampo esistente e implementare la presente invenzione per uno stampo che produca alloggiamenti per un morsetto di presa di tipo a rullo che può ora essere modificato per comprendere molte caratteristiche auspicabili della presente invenzione. L'approccio descritto può essere applicato sia ad un morsetto a rullo inclinato che ad un morsetto ad azione parallela.

Sezioni trasversali tipiche per l'alloggiamento di morsetto sono illustrate nella figura 2. La figura 3 illustra un intervallo della forma di realizzazione preferita. Si noti che confrontando la struttura della figura 2 con quella della figura 3, nella struttura della presente invenzione, la superficie di guida di rotella superiore 51 e 52 ha sezione trasversale ingrandita, la superficie di serraggio inferiore 60 è essenzialmente invariata o leggermente più sottile, e lo spessore della parete laterale 57 e 58 è fortemente diminuito. La figura 5 è un'illustrazione che facilita il confronto.

La superficie di serraggio inferiore può e dovrebbe essere fatta più sottile di quella superiore. Ciò dipende dal fatto che la sua larghezza è maggiore di quella della superficie di guida dell'assale di rotella superiore. Entrambe le superfici superiore e inferiore sono sottoposte approssimativamente a forze di flessione uguali. La resistenza alla flessione è, a parità delle altre dimensioni, nominalmente proporzionale all'area di sezione trasversale. Pertanto, una sezione più sottile è preferita per la superficie di serraggio di fondo per un progetto strutturale equilibrato.

La superficie di guida di rotella superiore ha, grazie all'apertura per consentire lo spostamento della rotella, una larghezza minore della superficie inferiore e per garantire una resistenza corretta alla flessione e anche resistenza all'intaccatura da parte dell'assale della rotella, questo spessore di guida di rotella superiore e la sezione trasversale dovrebbero essere aumentati.

L'area di sezione trasversale della parete laterale è fortemente di-minuita utilizzando una parete sottile..Ciò dipende dal fatto che il carico principale quando il morsetto è in uso, è di trazione. Per l'ABS, polistirene e altre termoplastiche di uso popolare, la resistenza alla trazione è grande e il loro modulo di allungamento è piccolo. Pertanto, proget-tando in modo corretto per l'applicazione si ottiene un considerevole ri-sparmio di peso.

Nella fabbricazione, quasi tutte le strutture a morsetto a rulli (nonché a vite) per i gruppi d'infusione sono destinate allo stampaggio ad iniezione. Le loro superfici interne ed esterne sono rastremate (hanno un'inclinazione) per facilitare un'agevole estrazione dallo stampo, possono essere fatte con due semplici stampi a piastra, eccetera. Nel caso di un morsetto ad azione parallela questa inclinazione fornisce un piccolo angolo su quella che è talvolta detta superficie di serraggio. Tuttavia, questo piccolo angolo (ad esempio nell'intervallo di mezzo grado) non gioca alcuna parte nel controllo di flusso come già discusso. La funzione prevista, facilità d'impiego, facilità di regolazione, presa sul tubo stretta, eccetera, è tutto determinato dalla struttura del nucleo di stampo. E' il nucleo che forma la configurazione interna e le dimensioni dell'alloggiamento. Le dimensioni, la forma, le tolleranze dimensionali del nucleo, eccetera, determinano le prestazioni della parte stampata. Appare quindi probabile che per quasi tutti i morsetti, la funzione della parte progettata si focalizza sul nucleo; e la forma di cavità, le dimensioni, eccetera, sono solitamente derivate specificando semplicemente uno spessore di parete uniforme per la parte che è tipicamente nell'intervallo di 0,045-0,060 pollici.

Viceversa, secondo la presente invenzione, gli elementi chiave che costituiscono il miglioramento influenzano notevolmente la struttura della cavità e poco, supposto che lo facciano, la struttura del nucleo. Per convertire uno stampo esistente, le metà cavità vengono leggermente sbarbate o scavate, come si è discusso e si discuterà ulteriormente e quindi riuni-te. La cavità viene pure leggermente spostata rispetto al nucleo. Il nu-cleo è lasciato essenzialmente invariato ma la porta (le porte) è/sono ri-posizionate per consentire l'alimentazione della plastica iniettata alla superficie di guida della rotella ora ispessita.

Una cavità di alloggiamento tipica in uno stampo è costruita in un modo a bivalve e spesso le due metà 70 e 75 sono quasi o esattamente simmetriche, si veda la figura 4. Come è noto, un nucleo di stampo e pure utilizzato posto nella cavità 76 in un'operazione di stampaggio. Per una tale struttura di uno stampo della tecnica nota utilizzato per produrre uno dei morsetti della tecnica nota, sono necessari due passi relativamente semplici per produrre uno stampo modificato per la produzione di mor-setti migliorati in conformità con la presente invenzione.

1. Le metà coniugate della cavità devono essere rifilate di una quantità relativamente piccola, dell'ordine del 40-80 percento rispetto allo spessore originale della parete. Nella figura 4a questo è mostrato rifi-lando via le superfici 70A e 70B e 75A e 75B. Nel caso in cui lo spessore della parte di parete della parte abbia già una rastrematura tipicamente modesta (leggermente più sottile in corrispondenza -dell'estremità piccola dell'alloggiamento e tipicamente leggermente più grande in corrispondenza dell'estremità maggiore dell'alloggiamento) allora tale rastrematura do-vrebbe restare; un'inclinazione tipica ha uno spessore di parete che varia di pochi millesimi di pollice per ciascun pollice di lunghezza. Un'incli-nazione viene utilizzata per facilitare la rimozione della parte dallo stampo). Questa leggera rastrematura solitamente può essere conservata ti-rando via (rifilando o sbarbando) una profondità uguale di materiale tutta attorno alla superficie di contatto della metà della cavità.

2. Con le metà cavità separate, come si vede nella figura 4A, si può rimuovere una piccola quantità di materiale da quella parte della superfi-cie di stampo che forma la porzione esterna della guida per la rotella sull'alloggiamento stampato. Nella figura 4A, queste superfici sono iden-tificate come 70C e 75C. Poiché ciò viene fatto solamente su questa area speciale, alcune dimensioni importanti della parte stampata come ad esem-pio la forma critica formata mediante l'anima o nucleo dello stampo, non vengono alterate.

L'effetto di quanto sopra è di spostare ciascuna metà delle metà ca-vità più vicine di una quantità uguale al 25 percento fino al 60 percento dello spessore della parete laterale della parte stampata originale. Lo spostamento verticale del nucleo è tipicamente nell'intervallo del 20-70 percento rispetto allo spessore di parete di sommità originale.

Queste due fasi sono relativamente semplici da compiere e possono essere effettuate in modo rapido e a basso costo. Seguendo questo approccio, vi è una piccola necessità di modificare la porzione di nucleo solitamente più costosa dello stampo. La porzione di cavità già meno costosa dello stampo deve solo subire una procedura relativamente minima. Tutto ciò può essere in contrapposizione con i costi molto più alti di costruzione di uno stampo nuovo a cavità multipla.

Un altro confronto di costi sarebbe il costo di produzione della parte appena modificata rispetto al costo della parte originale. Risparmi di peso del 30 percento ad esempio si trasferiscono tipicamente in un risparmio dei costi di produzione complessivi del 20 percento. La ragione è che il costo del materiale grezzo è una grande parte del costo di produzione totale. Un ulteriore risparmio significativo nel costo di produzione viene realizzato anche poiché la nuova struttura funziona con un ciclo di produzione più rapido. Ciò dipende dal fatto che la parte a causa delle porzioni di parete che sono più sottili ed anche poiché la parte ispessita è soggetta a raffreddamento bidimensionale e non raffreddamento monodimensionale richiede tempo di raffreddamento più breve.

Tutti i vantaggi della nuova struttura vengono conservati posto che la porta (le porte) sia correttamente posizionata. Una posizione logica sarebbe per iniettare la plastica nella cavità ad una estremità della superficie di guida dell'assale della rotella dell'alloggiamento (porta di bordo). Per questa posizione, il passaggio di flusso della plastica iniettata ha una sagoma prossima a quella ideale, che è una sezione trasversale approssimativamente circolare e non troppo piccola. Questo canale di flus-so può quindi "alimentare" le pareti laterali più sottili e le restanti porzioni della cavità di alloggiamento come richiesto. Una posizione alternativa per la porta (le porte) sarebbe di avere l'ingresso della plastica ad una estremità della superficie di serraggio di fondo dell'alloggiamento (si può anche considerare di praticare aperture sul bordo). Anche qui la sezione di flusso è generosa ed ha un eccellente accesso alle pare-ti sottili. Per garantire una parte con proprietà simmetriche, solitamente si utilizzano due porte sui lati opposti della cavità oppure una porta più grande in posizione centrale, tale posizione centrale essendo solitamente in corrispondenza di un centro della superficie di serraggio inferiore.

Essenzialmente, il miglioramento a costo basso richiede un cambiamen-to relativamente modesto nella cavità che implica la sbarbatura della su-perficie di contatto delle due metà e il lieve allargamento della superfi-cie dell'assale della rotella. Inoltre, il lieve spostamento del nucleo rispetto alla cavità dell'intervallo del 25-70 percento rispetto allo spessore originale della parete di sommità in direzione tale da ispessire la parete di sommità e da assottigliare la parete di fondo.

I potenziali vantaggi economici derivati da un approccio di cambia-mento di stampo, in opposizione alla costruzione di nuovi stampi per riflettere la struttura migliorata sono relativamente grandi. Ciò dipende dal fatto che quelle società che possono derivare vantaggi immediati hanno già stampi per grande produzione e hanno fette di mercato sostanziali. La modifica dei loro stampi può essere effettuata ad un costo molto modesto e con un tempo morto o di fermo molto modesto richiesto per la conversione.

Si dovrebbe comprendere che la presente invenzione non è limitata alle descrizioni dettagliate esposte qui che descrivono in dettaglio forme di realizzazione preferite della presente invenzione. Modifiche di essa saranno evidenti agli esperti del ramo in base alla descrizione dettagliata data sopra, ma tali modifiche basate su questa descrizione possono rientrare nello spirito e ambito di protezione della presente invenzione come esposta nelle rivendicazioni accluse.

Claims (28)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Alloggiamento per un morsetto di presa di tipo a rullo stampato in plastica avente almeno una superficie di fondo e una parete di sommità, in cui il rapporto dello spessore in sezione trasversale della parete di som-mità e dello spessore in sezione trasversale della parete laterale è nel-l'intervallo di 1,5-4,0.
2. 2. Morsetto a rullo in plastica stampata secondo la rivendicazione 1, in cui detto morsetto è un morsetto ad azione parallela.
3. 3. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica con un alloggiamen-to, una rotella a rullo e una tubatura di plastica che è serrata fra la rotella a rullo e l'alloggiamento, in cui detto alloggiamento ha un rapporto di peso e lunghezza minore di 1,6 per centimetro e una resistenza in grado di serrarla chiudendola completamente una tubatura polivinilcloruro con un diametro interno di 2,3 mm e un diametro esterno compreso fra 3,5 e 4,5 mm, e una durezza Shore D superiore a 68.
4. 4. Morsetto a rullo di plastica secondo la rivendicazione 3, in cui detto morsetto è un morsetto ad azione parallela.
5. 5. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 3, in cui dette pareti laterali sono fra 0,8 e 2,5 volte lo spes-sore delle pareti di detta tubatura di plastica.
6. 6. Morsetto a rullo in plastica secondo la rivendicazione 3, in cui detto morsetto è un morsetto ad azione parallela.
7. 7. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica con un alloggiamento che comprende pareti laterali e una sezione di guida di assale di rotella superiore, una rotella a rullo avendo un assale di rotella, detto alloggiamento avendo una sezione che forma una regione di controllo di flusso e in cui la sezione trasversale delle pareti laterali in detta regione di controllo di flusso sono minori di due terzi rispetto allo spessore della sezione di guida superiore dell'assale della rotella.
8. 8. Morsetto di presa di tipo a rullo di plastica secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre tubatura di plastica che è presa fra la rotella a rullo e l'alloggiamento, e in cui detto spessore di parete è me-no del doppio dello spessore di parete del rullo pinzato quando quest'ul-timo è nel suo stato indeformato.
9. 9. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 7, in cui lo spessore di parete laterale è meno di metà della parete di sezione di guida dell'assale di rotella superiore.
10. 10. Morsetto a rullo di plastica secondo la rivendicazione 7, in cui detto morsetto è un morsetto ad azione parallela.
11. 11. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica con un alloggiamen-to comprendente pareti laterali e una parete di fondo, una rotella a rullo e una tubatura di plastica pinzata fra la rotella a rullo e la parete di fondo dell'alloggiamento, e in cui lo spessore di dette pareti laterali è minore di metà dello spessore di detta parete di fondo.
12. 12. Morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 11, in cui detto alloggiamento comprende una sezione di guida superiore dell'assale di rotella, e in cui detto spessore della parete laterale è minore di due terzi dello spessore o della sezione di guida superiore dell'assale della rotella o della detta parete di fondo.
13. 13. Morsetto a rullo di plastica secondo la rivendicazione 12, in cui detto morsetto è un morsetto ad azione parallela.
14. 14. Complesso di morsetto di presa di tipo a rullo in plastica per l'impiego in un gruppo di somministrazione endovenosa comprendente: un alloggiamento stampato ad iniezione di plastica comprendente pareti laterali distanziati, una parete di sommità, una superficie di fondo, una sezione di guida della rotella superiore e guide di rotella previste in esso, una rotella a rullo con un assale di rotella montato per il movimento in generale lungo l'asse di detto alloggiamento, detto assale di rotella essendo ricevuto in dette guide di rotella, detta rotella avendo una dimensione tale da lasciare uno spazio fra la superficie di fondo di detto alloggiamento e la sezione opposta di det-ta rotella, mezzi a tubo in plastica deformabili ricevuti in detto alloggiamento e comprendenti una porzione posta nello spazio e fra detta superficie di fondo e detta rotella, e il rapporto dello spessore in sezione trasversale della parete di sommità rispetto allo spessore di sezione trasversale della parete latera-le essendo nell'intervallo compreso fra 1,5 e 4,0.
15. 15. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica da impiegare in un gruppo endovenoso secondo la rivendicazione 14, in cui detto complesso di morsetto ha un intervallo di spostamento di rotella su cui può essere regolato il flusso attraverso detto tubo, detto rullo di rotella viaggiando in una relazione parallela rispetto a detta superficie di fondo sull'intervallo di spostamento della rotella in cui si può regolare il flusso attraverso detto tubo.
16. 16. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica da im-piegare in un gruppo di somministrazione endovenosa secondo la rivendica-zione 14, in cui detto gioco ha una dimensione minore del doppio dello spessore della parete indeformata di detta tubatura.
17. 17. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui detto alloggiamento ha un rapporto di peso e lunghezza minore di 1,6 grammi al centimetro e una forza in grado di serrare chiudendo completamente una tubatura di polivinilcloruro con diametro interno almeno di 2,3 mm e un diametro esterno compreso fra 3,5 e 4,5 mm e con una durezza Shore D superiore a 68.
18. 18. Complesso a morsetto di presa di tipo a rulli in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui detto spessore di parete laterale è minore del doppio dello spessore di parete del tubo pinzato quando quest'ultimo è nel suo stato indeformato.
19. 19. Complesso a morsetto di presa di tipo a rulli in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui dette pareti laterali sono fra 0,8 e due volte lo spessore delle pareti di detta tubatura di plastica.
20. 20. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui la sezione trasversale delle pareti laterali in detta regione di controllo di flusso sono minori di due terzi dello spessore della sezione di guida dell'assale di rotella superiore.
21. 21. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 20, in cui lo spessore della parete laterale è minore di metà della sezione di guida superiore dell'assale di rotella.
22. 22. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui lo spessore di dette pareti laterali è minore di metà dello spessore di detta parete di fondo.
23. 23. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica secondo la rivendicazione 14, in cui detto spessore di parete laterale è minore di due terzi dello spessore o della sezione di guida di assale di rotella superiore o di detta parete di fondo.
24. 24. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica da impiegare in un gruppo di somministrazione endovenosa, comprendente: un alloggiamento in plastica stampato ad iniezione comprendente pareti laterali distanziati, una parete di sommità, una superficie di fondo, una sezione superiore di guida di rotella e guide di rotella previste in esso, una rotella a rullo avente un assale di rotella montato per il movi-mento in generale lungo l’asse di detto alloggiamento, detto assale di rotella essendo ricevuto in dette guide di rotella, detta rotella avendo una dimensione tale da lasciare uno spazio fra la superficie di fondo di detto alloggiamento e la sezione contrapposta di detta rotella, mezzi a tubo di plastica deformabili ricevuti in detto alloggiamento e comprendenti una porzione posta nello spazio e fra detta superficie di fondo di detta rotella, detto morsetto avendo una regione non di controllo di flusso fra una sezione d'ingresso dell’alloggiamento e una posizione di chiusura, e lo spessore della parete di sommità, laterale e di fondo avendo uno spessore ridotto nella regione non di controllo di flusso rispetto alla parte corrispondente in cui il tubo è pinzato per ottenere controllo di flusso o chiusura.
25. 25. Complesso a morsetto di presa di tipo a rullo in plastica da im-piegare in un gruppo di somministrazione endovenosa, comprendente: un alloggiamento in plastica stampato ad iniezione comprendente pare-ti laterali distanziate, una parete di sommità, una superficie di fondo, una sezione superiore di guida di rotella comprendente una sezione di gui-da di rotelle di parete di sommità prevista in esso, una rotella a rullo avente un assale di rotella montato per il movi-mento in generale lungo l'asse di detto alloggiamento, detto assale di rotella essendo ricevuto in detta sezione di guida della rotella, detta rotella avendo una dimensione tale da lasciare uno spazio fra la superficie di fondo di detto alloggiamento e la sezione contrapposta di detta rotella, mezzi a tubo di plastica deformabile ricevuti in detto alloggiamento e comprendenti una porzione posta nello spazio e fra detta superficie di fondo e detta rotella, e la sezione di guida della rotella della parete di sommità avendo una sezione trasversale il cui rapporto fra larghezza e altezza è minore di 2,0.
26. 26. Procedimento per modificare uno stampo utilizzato nel fabbricare alloggiamenti di morsetti a rullo in plastica, in cui detto stampo è stato utilizzato per produrre alloggiamenti di morsetto a rullo aventi una sezione di parete di sommità, detto procedimento comprendendo la fase di spostare il nucleo in una direzione rispetto alla cavità così da ispessire la parete di sommità dell'alloggiamento-stampato, tale spostamento essendo nell'intervallo del 20-70 percento rispetto allo spessore originale della parete di sommità.
27. 27. Procedimento per modificare uno stampo utilizzato nella fabbricazione di alloggiamenti di morsetto a rullo in plastica, in cui detto stampo è stato utilizzato per produrre alloggiamenti di morsetto a rullo aven-ti una sezione di parete di sommità, detto procedimento comprendendo la fase di modificare la cavità di detto stampo per portare le pareti latera-li interne di esso più vicine l'una all'altra così da cambiare la parte stampata per avere pareti laterali più sottili di quelle prodotte mediante 10 stampo prima di tale modifica dello stampo, e la grandezza di tale spostamento essendo nell'intervallo del 25-60 percento rispetto allo spessore di parete originale di detto alloggiamento.
28. 28. Procédimento per una bonifica a basso costo di uno stampo compo-sto da due metà stampo e un nucleo per produrre alloggiamenti per un morsetto a rullo in plastica, detti alloggiamenti comprendendo una superficie portante dell'assale della rotella e una superficie di serraggio del tubo, 11 quale procedimento ha come risultato una grande riduzione di peso dell'alloggiamento pur producendo una struttura di alloggiamento ancora in grado di rispondere alla resistenza materiale e più sensibile ai requisiti di stampaggio ad alta velocità, comprendente le fasi di: trattare ciascuna di dette metà di cavità per spostare ciascuna metà più vicina all'altra di una quantità uguale al 25-60 percento dello spes-sore di pareti laterali della parte stampata originale così da ridurre il peso della parte stampata; e spostare il nucleo dello stampo di una quantità compresa fra il 20 e il 60 percento dello spessore di parete laterale della parte stampata ori-ginale rispetto alla sua cavità in una direzione perpendicolare allo spo-stamento della metà cavità così da aumentare la resistenza alla flessione della superficie di supporto di assale della rotella con una diminuzione corrispondente dello spessore della superficie di presa del tubo maggiore.