WO2023104739A1 - Filtermodul - Google Patents

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WO2023104739A1
WO2023104739A1 PCT/EP2022/084468 EP2022084468W WO2023104739A1 WO 2023104739 A1 WO2023104739 A1 WO 2023104739A1 EP 2022084468 W EP2022084468 W EP 2022084468W WO 2023104739 A1 WO2023104739 A1 WO 2023104739A1
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WO
WIPO (PCT)
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housing
end caps
housing end
hollow fibers
filter module
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/084468
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English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Tschentscher
Falk Kästner
Original Assignee
B. Braun Avitum Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by B. Braun Avitum Ag filed Critical B. Braun Avitum Ag
Publication of WO2023104739A1 publication Critical patent/WO2023104739A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/021—Manufacturing thereof
    • B01D63/022—Encapsulating hollow fibres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • A61M1/1621—Constructional aspects thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/243—Dialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/28—Apparatus therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2207/00—Methods of manufacture, assembly or production
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/21—Specific headers, end caps

Definitions

  • the present disclosure relates to a filter cartridge or a filter module for use in blood purification with a housing component composed of a middle part and two end pieces, a method for producing the filter module and a housing end cap for a filter module.
  • a known filter module essentially has a tubular housing with semi-permeable hollow fibers in the housing.
  • a first liquid blood
  • a second liquid dialysis liquid
  • the liquids flow into the filter module through separate inlets and out of the filter module through separate outlets. Both water and mass exchange take place through the semi-permeable membranes of the hollow fibers. In particular, water and pollutants are removed from a patient's blood.
  • the ends of the hollow fibers are encapsulated in the housing in such a way that the encapsulation compound represents a tight separation between the area of the first liquid and the area of the second liquid.
  • the separation of the liquid spaces is created by a material connection between the housing wall and the potting compound, as well as the outer diameter of the hollow fiber and the potting compound.
  • the potting compound thus represents a liquid space separation between the two liquids.
  • the potting compound can deform due to shrinkage of the potting compound and/or acting mechanical and/or thermal loads (Partially) detach from the housing, with the loss of the material connection being observed primarily at the connection point of the potting compound and the inside of the housing. That is to say, the integral connection between the casting compound and an inside of the housing is no longer completely present. As a result, the liquid space separation by the casting compound is no longer guaranteed and the two liquids may come into contact with one another.
  • EP 0 305 687 A1 solves the problem described above by means of a seal between the two liquid chambers.
  • a filter module with an additional ring is known from EP 1 323 462 A2.
  • the ring has such a geometry that the casting compound can be detached at defined (harmless) points in such a way that no connection between the liquid chambers is brought about.
  • JP 2010 - 234 308 A discloses a filter module with a housing end piece. This housing end piece has a section which runs parallel to the hollow fibers. This section is filled with potting compound during potting. However, the housing end piece cannot completely prevent a breakthrough.
  • a filter module with a housing end piece is also known from JP 2019-055 010 A. The housing end piece is designed as an elastic ring that centers the hollow fibers in the housing and is removed after potting.
  • the filter modules known from the prior art have in common that a breakthrough cannot be completely prevented by separating the liquid chambers when the sealing compound shrinks and/or when mechanical and/or thermal loads are applied.
  • the object of the disclosure is therefore to provide a filter module that overcomes the disadvantages of the prior art and, in particular, in which the liquid spaces continue even if the material connection between the housing and the hollow fibers embedded in the casting compound is (partially) lost remain separate or, in other words, liquid is prevented from breaking through, if necessary in the event of (partial) detachment of the casting compound from the inside of the housing.
  • the present disclosure accordingly relates to a filter module having a housing consisting of a cylindrical middle part and two housing end caps attached to the respective ends of the middle part and a bundle of semipermeable hollow fibers extending along the middle part, which is inserted within the housing. This results in a first liquid chamber inside the hollow fibers and a second liquid chamber inside the housing but outside the hollow fibers.
  • a sealing compound filled in the end area of the middle part of the housing and in the area of the housing end caps forms a separating seal between the first and the second liquid chamber.
  • the filter module has connection caps that are placed on the housing end caps.
  • the housing end caps are each formed in one piece.
  • the housing end caps each have a truncated cylinder that can be slipped on/outside over the cylindrical housing middle part to form an inner circumferential receiving contour (either the end face of the housing middle part itself or an inner circumferential receiving geometry for the end face of the housing middle part formed in the respective housing end cap accordingly form the circumferential receiving contour ), which merges via an outwardly convex rounding into a frontal, cylindrical or conical end contour, which has an axially extending, central through-opening.
  • an inner circumferential receiving contour either the end face of the housing middle part itself or an inner circumferential receiving geometry for the end face of the housing middle part formed in the respective housing end cap accordingly form the circumferential receiving contour
  • the through-opening is lined with a cylindrical or conical annular ring that accommodates the bundle of hollow fibers, which forms an annular extension that extends axially at least in the direction of the middle part of the housing, as a result of which a receiving space for the casting compound is created in the inner area of the convex rounding between the surrounding receiving contour and the annular extension shapes.
  • formed in one piece is intended to mean that the housing end caps are manufactured from an integral part.
  • the housing end caps do not have to be assembled or assembled from a number of separate (component) parts. As a result, manufacturing or assembly steps can be saved in the manufacture of the filter module.
  • the filter module has hollow fibers that are arranged in the longitudinal direction of the housing.
  • the housing has the cylindrical or tubular housing middle part and on each (end) side of the housing middle part the two housing end caps. Due to the structural design of the housing end caps, the annular receiving space (horseshoe-shaped in the longitudinal section through the filter) for the casting compound is formed between the annular extension and the truncated cylinder. This receiving space is filled with casting compound when the hollow fibers are cast. Viewed in a longitudinal section, the receiving space is therefore a potted pocket or free space.
  • the ring extension forms an undercut into which the casting compound can flow.
  • the receiving space is delimited by the middle part of the housing, the truncated cylinder and the ring extension.
  • the casting compound that has accumulated in the receiving space has no direct connection to the second liquid chamber. I.e. the casting compound in the receiving space is not in direct contact with the second liquid chamber or does not touch the second liquid chamber.
  • the sealing compound is shielded at the front by the housing end cap.
  • a housing head design has a specially designed inner contour.
  • the inner contour can better absorb the forces arising from the shrinkage of the casting compound and/or from acting mechanical and/or thermal loads.
  • the shape of the inner contour prevents the separation of the liquid spaces from being lost in the event of partial detachment of the casting compound in the area of the housing wall.
  • the housing head design is a housing composed of a middle part and two end pieces, into which the hollow fiber bundle is drawn.
  • the front-side tapering housing contour is filled with a special
  • the interior design is filled with the casting compound, with the housing ends also ensuring that the centric fiber bundle position is maintained.
  • the receiving space (potting pocket) filled with potting compound between the annular extension of the end cap and the cylinder stump of the middle section of the housing supports the block of potting compound in the direction of the middle of the housing and the inner contour (undercut) formed by the ring extension of the end caps secures this as a result of the contour and the shrinkage forces acting
  • the special shape of the potting pocket and the adjacent molded part geometries prevent liquid from breaking through if the potting compound (partially) detaches from the inside of the housing.
  • the housing end caps are designed in such a way that they combine the following functions:
  • the filter module according to the disclosure has the following advantages: • The configuration enables better absorption of the forces arising from the shrinkage of the casting compound and/or from acting mechanical and/or thermal loads;
  • the housing end areas When a cover is attached, the housing end areas also act as a potting cap;
  • the object of the disclosure is also achieved by a method for producing a filter module having the features of claim 1.
  • the procedure has the following steps. First, the housing end caps are placed on the middle part of the housing and connected to it in a materially, non-positively and/or form-fitting manner. The hollow fibers are then drawn into the housing. The fiber ends are preferably sealed using a method in which heat-initiated covers are applied to the housing end caps, the thermal effect causing the fiber ends to be closed and the cover to be welded/glued to the housing end cap end face in one process step.
  • the covers can be, for example, thin metal foils, especially aluminum foils.
  • the closing of the fiber ends and the placement of a cover for the formation of an outwardly sealed potting space is possible in two separate process steps, with other common sealing technologies and other cover assembly technologies in which the cover is non-positive, materially connected or be placed form-fitting on the respective front side of the housing end caps are used.
  • the hollow fibers are then cast/cast with the casting compound at the ends of the housing, ie at the ends of the middle part of the housing and the housing end caps.
  • the housing ends, which are closed and filled with the casting compound, and the hollow fibers are cut free.
  • connection caps/blood connection caps are placed on the housing end caps.
  • the connection caps are materially connected to the housing end caps.
  • the method according to the disclosure for producing the filter module provides a filter module which has the advantages mentioned above.
  • these are that the combination of the potting compound and the housing end caps maintains liquid separation even if (partial) detachment of the potting compound from the housing wall occurs.
  • the housing end caps are connected to the middle part of the housing in a force-fitting, form-fitting and/or cohesive manner.
  • the respective truncated cylinder together with the circumferential receiving contour on the housing end caps is designed in such a way that it closes the middle part of the housing radially from the outside.
  • the surrounding receiving contour fits the shape of the end of the middle part of the housing in a form-fitting manner.
  • the connection between the housing end cap and the housing middle part can be realized, for example, by gluing or welding or any other material joining technique. As a result, the housing end caps are firmly and permanently connected to the middle part of the housing and cannot fall off.
  • the housing end caps can also be designed in such a way that they can also be non-positively connected to the middle part of the housing. The tightness to the outside is given after the casting by the cavities that are subsequently filled with casting compound and the shape of the parts to be joined.
  • the hollow fibers or the hollow fiber bundle in the housing by the tapered design of the Housing end caps centered.
  • the front-side end contour of the housing end cap tapers on the front side, with a through-opening on the front side being formed.
  • the ring rim which is in contact with the hollow fibers, is formed on the end face of the housing end cap.
  • the bundle of hollow fibers is centered in the housing by the ring rim.
  • covers are placed on the housing end caps in a force-fitting, form-fitting and/or material-fitting manner.
  • the housing end caps together with the covers serve as sealing caps.
  • the housing end caps can therefore be designed in such a way that they function as cast caps after they have been closed at the front by means of a cover that has been put on.
  • the covers are preferably put on in a material-to-material manner, but depending on the fiber-sealing technology, they can also be force-fit or form-fit.
  • Closing of the hollow fibers can be done by laser sealing, heat sealing, round sealing or other common sealing technology.
  • the closed hollow fibers which are cast with the casting compound in the housing ends, and the housing ends are cut free in subsequent manufacturing process steps.
  • the cut can be made directly through the contour of the housing end caps or through the block of casting compound and closed hollow fiber bundle.
  • connection caps are placed on the cut-off housing end caps.
  • the connection flaps allow hoses, preferably blood hoses, to be connected to the filter module.
  • the connection caps can be connected to the housing end caps in a positive, material or positive manner. This allows the connection caps to be firmly seated on the housing end caps.
  • the frontally tapering housing end caps reduce/reduce the volume available for the potting compound in such a way that less potting compound is required to form the separating seal between the first and second liquid chambers.
  • the housing end caps taper towards the front. This reduces/reduces the volume that the potting compound fills when the hollow fibers are potted in the housing.
  • the casting compound forms the separating seal between the first and the second liquid chamber. Due to the housing end caps that taper at the front, less sealing compound is required to implement the separating seal. This saves material and thus costs.
  • the hollow fibers can be sealed before the lids are placed on the housing end caps. This means that the hollow fibers are not closed by the covers, but the hollow fibers are closed in a separate production step.
  • the hollow fibers can be closed, for example, by welding or gluing the hollow fibers together.
  • the ends of the hollow fibers can also be immersed in an adhesive or a melted plastic to close them.
  • the present disclosure further relates to a housing cap for use in a filter module according to any of the above aspects.
  • the housing end cap has a truncated cylinder, which forms an inner peripheral receiving contour and merges into an end contour on the end face via an outwardly convex rounding.
  • the front end contour has an axially extending, central passage opening, which is lined by an annular ring.
  • the annular rim is provided and designed to accommodate the hollow fiber bundle and forms an annular extension that extends axially at least in the direction of the truncated cylinder. This forms in the Interior of the convex curve between the surrounding recording contour and the ring extension from a receiving space for the potting compound.
  • FIG. 1 shows a filter module according to the prior art with hollow fibers which are cast in a housing of the filter module with casting compound
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a filter module according to the disclosure with a middle part of the housing
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of the filter module according to the disclosure with a cover
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the filter module according to the disclosure in a cut-away state
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of the filter module according to the disclosure with a connection cap
  • FIG. 6 shows a longitudinal section of an underside of the filter module according to the disclosure with a connection cap
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the filter module according to the disclosure with the two housing end caps and the two connection caps.
  • the filter module 1 shows a filter module 1 according to the prior art.
  • the filter module 1 has an essentially cylindrical housing 2 which is open at the ends.
  • the housing 2 has an inlet or outlet 8 through which a first liquid can flow in or out.
  • semipermeable hollow fibers 10 are arranged in the longitudinal direction.
  • the hollow fibers 10 are sealed in this way by a casting compound 12 cast in the housing 2 that the casting compound 12 represents a connection between the hollow fiber bundle and the inside of the housing 2.
  • the hollow fibers 10 form a first liquid chamber 11 .
  • a second liquid which differs from the first liquid, flows past the hollow fibers 10 .
  • a second liquid chamber 13 is formed.
  • the potting compound 12 separates the two liquids. That is, the casting compound 12 separates the two liquid chambers 11 and 13, in each of which a different liquid flows.
  • the liquids are, in particular, blood and dialysis liquid.
  • the casting compound 12 can partially detach from the interior of the housing as a result of shrinkage and/or under the action of mechanical and/or thermal loads, and thus enable a connection between the two liquid chambers 11 and 13 .
  • the known filter module 1 has the disadvantage that signs of detachment at the bonded areas can lead to breakthroughs (loss of the material connection) from one liquid chamber to the other liquid chamber, which prevent the filter cartridge/filter module from being used as intended.
  • the shrinkage behavior of the casting compound including the cast/glued fibers of the hollow fiber bundle, leads to the occurrence of compressive and tensile stresses at the connection point between the housing wall and the casting compound. These can lead to the adhesive force of the sealing compound at the joint to the housing wall not being sufficient, as a result of which it partially tears off and the seal fails.
  • the filter module 1 has a housing 2 with an outlet 8 and hollow fibers 10 which are cast into the housing.
  • the housing 2 is divided into a middle part 4 and two end caps 6 .
  • Each housing end cap 6 is substantially ring-shaped and is prepared to be attached to the housing center part 4 .
  • the end cap 6 On the side facing the middle part 4 of the housing, the end cap 6 has a truncated cylinder 14 which surrounds the middle part 4 radially outwards.
  • the truncated cylinder 14 forms an inner circumferential receiving contour 15 and connects the respective housing end cap 6 with the Housing center part 4.
  • the stub cylinder 14 and the housing center part 4 are materially connected to one another.
  • the front end of the housing end cap 6 tapers towards the center, ie in the direction of the hollow fibers 10 .
  • the housing end cap 6 forms a cylindrical end contour 16 which is essentially parallel to the hollow fibers 10 but tapers at the front.
  • the end contour 16 on the end face forms a through-opening, which forms a cylindrical or conical annular ring 17, which receives and centers the hollow-fiber bundle.
  • the front end contour 16 is extended by an annular extension 18 in the direction of the middle part 4 of the housing.
  • the housing end cap 6 forms a receiving space 20 between the ring extension 18 and the surrounding receiving contour 15.
  • the receiving space 20 has the following advantages:
  • the receiving space 20 results in a defined zone through which, due to its shape contour, a partial loss of the integral connection between the casting compound 12 and the inside of the housing has no consequences.
  • the receiving space 20 filled with sealing compound supports the sealing compound 12 in the direction of the center of the housing and the inner contour formed by the annular extension 18 of the end caps ensures that an intact sealing contour remains as a result of the contour design and the acting shrinkage forces. This means that the material connection can become detached without the separation of the liquid chambers 11 and 13 being lost.
  • a further housing end cap 6 is present at the opposite end of the housing 2 , so that the filter module 1 has two housing end caps 6 .
  • the two housing end caps 6 are identical.
  • FIG 3 shows a longitudinal section through the filter module 1 with a cover 22 as a cast cap.
  • This is a heat-initiated cover 22 applied to the housing end caps 6, the effect of heat causing the fiber ends to be closed at the same time and the cover to be joined to the housing end cap face side in a material-locking manner.
  • the housing end cap 6 with the attached cover 22 serves as the potting cap.
  • the fiber ends can be closed and the cover placed on to form a potting space that is closed off from the outside in two separate process steps, with other common sealing technologies and other cover assembly technologies in which the covers are placed on the respective front side of the housing end caps with a force fit, material connection or form fit. can be applied.
  • Fig. 4 shows a longitudinal section through the filter module 1 in a cut-free state.
  • the cut can be made directly through the contour of the housing end caps 6 or through the block of casting compound 12 and hollow fiber bundle.
  • connection cap 24 shows a longitudinal section through a filter module with a connection cap/blood cap 24. After the fiber ends have been cut free, the connection cap 24 is placed on the housing end cap 6.
  • FIG. This connection cap 24 is prepared for connecting hoses (not shown), in particular blood-transporting hoses, to the filter module 1 .
  • the connection cap 24 can have a Luer lock connection, for example.
  • a connection cap 24 is placed on each of the two housing end caps 6 .
  • the second connection cap 24 is shown in FIG. 6 .
  • Fig. 7 shows the complete filter module 1 with a housing end cap 6 and a connection cap 24 on each side of the cylindrical housing middle part 4.

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Abstract

Filtermodul (1) mit einem Gehäuse (2) aus einem zylindrischen Gehäusemittelteil (4) und zwei an den jeweiligen Enden des Gehäusemittelteils (4) angebracht Gehäuseendkappen (6) sowie einem Bündel aus längs des Gehäusemittelteils (4) sich erstreckenden, semipermeablen Hohlfasern (10), das innerhalb des Gehäuses (2) eingesetzt ist, wodurch sich eine erste Flüssigkeits-Kammer (11) innerhalb der Hohlfasern (10) und eine zweite Flüssigkeits-Kammer (13) innerhalb des Gehäuses (2) aber außerhalb der Hohlfasern (10) ergeben. Eine mit im Endbereich des Gehäusemittelteils (4) und im Bereich der Gehäuseendkappen (6) vergossene Vergussmasse (12) bildet eine Trenndichtung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer (11, 13). Die Gehäuseendkappen (6) weisen jeweils einen auf das zylindrische Gehäusemittelteil (4) unter Ausbildung einer inneren umlaufenden Aufnahmekontur (15) aufsteckbaren Zylinderstumpf (14) auf, der über eine konvexe Rundung in eine stirnseitige Endkontur (16) übergeht, die eine sich axial erstreckende, mittige Durchgangsöffnung hat, welche von einem das Hohlfaserbündel (10) aufnehmenden Ringkranz (17) ausgekleidet ist, der einen axial zumindest in Richtung hin zum Gehäusemittelteil (4) sich erstreckenden Ringfortsatz (18) bildet. Durch den Ringfortsatz (18) formt sich im Innenbereich der konvexen Rundung zwischen der umlaufenden Aufnahmekontur (15) und dem Ringfortsatz (18) ein Aufnahmeraum (20) für die Vergussmasse (12).

Description

Filtermodul
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Filterkartusche bzw. ein Filtermodul zur Verwendung bei einer Blutreinigung mit einer aus einem Mittelteil und zwei Endstücken zusammengesetzten Gehäusekomponente, ein Verfahren zur Herstellung des Filtermoduls sowie eine Gehäuseendkappe für ein Filtermodul.
Filterkartuschen bzw. Filtermodule zur Verwendung bei einer extrakorporalen Blutreinigung sind allgemein bekannt. Ein bekanntes Filtermodul weist im Wesentlichen ein rohrförmiges Gehäuse mit semipermeablen Hohlfasern im Gehäuse auf. Eine erste Flüssigkeit (Blut) fließt durch die Hohlfasern, während eine zweite Flüssigkeit (Dialysierflüssigkeit) an einer Außenseite der Hohlfasern (im Gegenstromprinzip) fließt. Die Flüssigkeiten fließen jeweils durch getrennte Einlässe in das Filtermodul hinein und durch ebenfalls getrennte Auslässe aus dem Filtermodul heraus. Durch die semipermeablen Membranen der Hohlfasern finden sowohl ein Wasser- als auch ein Stoffaustausch statt. Insbesondere werden dem Blut eines Patienten Wasser und Schadstoffe entzogen.
Die Hohlfasern sind endseitig in dem Gehäuse derart vergossen, dass die Vergussmasse eine dichte Trennung zwischen dem Bereich der ersten Flüssigkeit und dem Bereich der zweiten Flüssigkeit darstellt. Die Trennung der Flüssigkeitsräume entsteht durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Gehäusewandung und Vergussmasse, sowie Hohlfaser-Außendurchmesser und Vergussmasse. Die Vergussmasse stellt also eine Flüssigkeits-Raumtrennung zwischen den beiden Flüssigkeiten dar. Durch Schrumpfung der Vergussmasse und/oder einwirkender mechanischer und/oder thermischer Belastungen kann sich die Vergussmasse jedoch (partiell) von dem Gehäuse ablösen, wobei das Verlorengehen des Stoffschlusses vorrangig an der Verbindungsstelle Vergussmasse und Gehäuseinnenseite zu beobachten ist. D.h. die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Vergussmasse und einer Gehäuseinnenseite ist nicht mehr vollständig vorhanden. Damit ist die Flüssigkeits-Raumtrennung durch die Vergussmasse nicht mehr sicher gegeben und die beiden Flüssigkeiten kommen ggf. miteinander in Kontakt.
Stand der Technik
Die EP 0 305 687 A1 löst das vorstehend beschriebene Problem durch eine Dichtung zwischen den beiden Flüssigkeitskammern. Aus der EP 1 323 462 A2 ist ein Filtermodul mit einem zusätzlichen Ring bekannt. Der Ring hat eine derartige Geometrie, dass ein Ablösen der Vergussmasse an definierten (harmlosen) Stellen stattfinden kann, derart, dass keine Verbindung zwischen den Flüssigkeitskammern bewirkt wird. Die JP 2010 - 234 308 A offenbart ein Filtermodul mit einem Gehäuseendstück. Dieses Gehäuseendstück weist einen Abschnitt auf, der parallel zu den Hohlfasern verläuft. Dieser Abschnitt wird beim Vergießen mit Vergussmasse gefüllt. Das Gehäuseendstück kann einen Durchbruch aber nicht vollständig verhindern. Aus der JP 2019 - 055 010 A ist ebenfalls ein Filtermodul mit einem Gehäuseendstück bekannt. Das Gehäuseendstück ist als ein elastischer Ring ausgeführt, der die Hohlfasern im Gehäuse zentriert, und wird nach dem Vergießen abgenommen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Filtermodule haben gemeinsam, dass ein Durchbruch durch die Trennung der Flüssigkeitskammern beim Schrumpfen der Vergussmasse und/oder einwirkender mechanischer und/oder thermischer Belastungen nicht vollständig verhindert werden kann.
Zusammenfassung der Offenbarung
Die Aufgabe der Offenbarung ist es deshalb, ein Filtermodul bereitzustellen, das die Nachteile des Stands der Technik überwindet und insbesondere bei welchem selbst bei (partiellem) Verlust der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Gehäuse und den in die Vergussmasse eingebetteten Hohlfasern die Flüssigkeitsräume weiter getrennt bleiben oder in anderen Worten ein Durchbrechen von Flüssigkeit ggf. bei (partiellem) Ablösen der Vergussmasse von der Gehäuseinnenseite verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Filtermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Verfahren nach Anspruch 7 und eine Gehäuseendkappe nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Die vorliegende Offenbarung betrifft demzufolge ein Filtermodul mit einem Gehäuse aus einem zylindrischen Gehäusemittelteil und zwei an den jeweiligen Enden des Gehäusemittelteils angebrachten Gehäuseendkappen sowie einem Bündel aus sich längs des Gehäusemittelteils erstreckenden, semipermeablen Hohlfasern, das innerhalb des Gehäuses eingesetzt ist. Dadurch ergibt sich eine erste Flüssigkeits- Kammer innerhalb der Hohlfasern und eine zweite Flüssigkeits-Kammer innerhalb des Gehäuses aber außerhalb der Hohlfasern. Eine im Endbereich des Gehäusemittelteils und im Bereich der Gehäuseendkappen eingefüllte Vergussmasse bildet eine Trenndichtung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer. Das Filtermodul weist Anschlusskappen auf, die auf die Gehäuseendkappen aufgesetzt sind. Die Gehäuseendkappen sind jeweils einteilig ausgebildet. Offenbarungsgemäß weisen die Gehäuseendkappen jeweils einen auf/außenseitig über das zylindrische Gehäusemittelteil unter Ausbildung eine inneren umlaufenden Aufnahmekontur aufsteckbaren Zylinderstumpf auf (entweder die Stirnseite des Gehäusemittelteils selbst oder eine in der jeweiligen Gehäuseendkappe ausgeformte innerer umlaufende Aufnahmegeometrie für die Stirnseite des Gehäusemittelteils bilden demnach die um laufende Aufnahmekontur), der über eine nach außen konvexe Rundung in eine stirnseitige, zylindrisch bzw. kegelförmig ausgeprägte Endkontur übergeht, die eine sich axial erstreckende, mittige Durchgangsöffnung hat. Die Durchgangsöffnung ist von einem das Hohlfaserbündel aufnehmenden zylindrisch bzw. kegelförmig ausgeprägten Ringkranz ausgekleidet, der einen sich axial zumindest in Richtung hin zum Gehäusemittelteil erstreckenden Ringfortsatz bildet, wodurch sich im Innenbereich der konvexen Rundung zwischen der um laufenden Aufnahmekontur und dem Ringfortsatz ein Aufnahmeraum für die Vergussmasse ausformt. Einteilig ausgebildet soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Gehäuseendkappen aus einem integralen Teil gefertigt sind. Insbesondere müssen die Gehäuseendkappen nicht aus mehreren separaten (Bau-)Teilen zusammengesetzt oder montiert werden. Dadurch können Fertigungs- oder Montageschritte bei der Herstellung des Filtermoduls eingespart werden.
In anderen Worten ausgedrückt weist das Filtermodul Hohlfasern auf, die in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet sind. Das Gehäuse weist den zylindrischen bzw. rohrförmigen Gehäusemittelteil und an jeder (End-)Seite des Gehäusemittelteils die zwei Gehäuseendkappen auf. Durch die konstruktive Ausgestaltung der Gehäuseendkappen wird zwischen dem Ringfortsatz und dem Zylinderstumpf der (im Längsschnitt durch den Filter hufeisenförmige) Ring-Aufnahmeraum für die Vergussmasse gebildet. Dieser Aufnahmeraum wird beim Vergießen der Hohlfasern mit Vergussmasse gefüllt. In einem Längsschnitt betrachtet, ist der Aufnahmeraum also eine Vergusstasche bzw. ein Freiraum. Durch den Ringfortsatz wird eine Hinterschneidung gebildet, in die die Vergussmasse fließen kann. Der Aufnahmeraum wird durch den Gehäusemittelteil, den Zylinderstumpf und den Ringfortsatz begrenzt. Durch den Zylinderstumpf hat die Vergussmasse, die in dem Aufnahmeraum angesammelt ist, keine direkte Verbindung zu der zweiten Flüssigkeits-Kammer. D.h. die Vergussmasse in dem Aufnahmeraum steht nicht unmittelbar mit der zweiten Flüssigkeits-Kammer in Kontakt bzw. berührt die zweite Flüssigkeits-Kammer nicht. Die Vergussmasse ist stirnseitig durch die Gehäuseendkappe abgeschirmt.
In nochmals anderen Worten ausgedrückt weist ein Gehäusekopf-Design eine speziell ausgeführte Innenkontur auf. Die Innenkontur kann die durch den Schrumpf der Vergussmasse und/oder einwirkender mechanischer und/oder thermischer Belastungen entstehenden Kräfte besser aufnehmen. Nach der Befüllung der Filtermodule mit der Vergussmasse verhindert die Innenkontur aufgrund ihrer Formgebung ein Verlorengehen der Trennung der Flüssigkeitsräume bei partiellen Ablösungen der Vergussmasse im Bereich der Gehäusewandung. Bei dem Gehäusekopf-Design handelt es sich um ein aus einem Mittelteil und zwei Endstücken zusammengesetztes Gehäuse, in welches das Hohlfaserbündel eingezogen wird. Beim nachfolgenden Verguss wird die sich stirnseitig verjüngende Gehäusekontur mit speziellem Innendesign mit der Vergussmasse ausgefüllt, wobei die Gehäuseenden zusätzlich die Beibehaltung der zentrischen Faserbündellage sicherstellen.
Wenn sich nun die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Vergussmasse und der Gehäuseinnenseite in diesem Fall die Innenseite des Gehäusemittelteils oder der Gehäuseendkappe löst, entsteht keine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer. Der sich zwischen dem Ringfortsatz der Endkappe und dem Zylinderstumpf des Gehäusemittelteils mit Vergussmasse ausgefüllte Aufnahmeraum (Vergusstasche) stützt hierbei den Vergussmasse-Block Richtung Gehäusemitte ab und die durch den Ringfortsatz der Endkappen ausgebildete Innenkontur (Hinterschneidung) sichert als Folge der Kontur sowie der wirkenden Schwindungskräfte das Bestehenbleiben einer intakten Dichtkontur ab oder in anderen Worten, durch die spezielle Formkontur der Vergusstasche und der angrenzenden Formteilgeometrien wird ein Durchbrechen von Flüssigkeit bei (partiellem) Ablösen der Vergussmasse von der Gehäuseinnenseite verhindert. Wenn die Vergussmasse von der Gehäuseendkappe abschert, bildet sich ein Spalt zwischen der Gehäuseendkappe und der Vergussmasse. Dieser Spalt kann sich nicht über den Ringfortsatz hinwegziehen. Durch die Hinterschneidung, die durch den Ringfortsatz gebildet wird, kann also kein Durchbruch zwischen den zwei Flüssigkeits-Kammern stattfinden. Der Aufnahmeraum bietet damit eine „fail safe“-Funktion.
Die Gehäuseendkappen sind derart ausgeführt, dass sie die folgenden Funktionen in sich vereinen:
- Vermeidung des Verlorengehens der Trennung der Flüssigkeits-Kammern
- Zentrierung der Hohlfaserbündel
- Kontur einer Vergusskappe
- Laserschweißfähigkeit angrenzender Gehäusebaugruppenkomponenten
Das offenbarungsgemäße Filtermodul hat die folgenden Vorteile: • Die Ausgestaltung ermöglicht eine bessere Aufnahme der durch den Schrumpf der Vergussmasse und/oder einwirkender mechanischer und/oder thermischer Belastungen entstehenden Kräfte;
• die Formgebung der speziell ausgeführten Innenkontur verhindert eine „Kanalbildung“ bzw. ein „Durchreißen“ des Vergussbereiches (partielle Teilablösungen führen nicht zum Versagen der Flüssigkeits-Raumtrennung);
• Realisierung einer Hohlfaserbündelzentrierung im Kopfbereich/ an den Stirnseiten der Filtermodule;
• Das Hohlfaserbündel füllt den bei der Filteranwendung angeströmten Kopfbereich nahezu vollständig aus;
• Verringerung/Reduzierung der Menge der Vergussmasse, die benötigt wird, um eine Trenndichtung zwischen den zwei Flüssigkeits-Kammern zu bilden durch Verjüngung der Komponentenkontur am Baugruppenende;
• Gehäuseendbereiche fungieren beim Aufbringen eines Deckels gleichzeitig als Vergusskappe;
• Für Laserschweißfähigkeit müssen nur die Gehäuseendkappen mit einem laserstrahlabsorbierenden Additiv compoundiert werden
Die Aufgabe der Offenbarung wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines Filtermoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. Zuerst werden die Gehäuseendkappen auf das Gehäusemittelteil aufgesetzt und stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem selbigen verbunden. Nachfolgend werden die Hohlfasern in das Gehäuse eingezogen. Das Verschließen der Faserenden erfolgt vorzugsweise mit einem Verfahren, bei dem wärmeiniziert ein Aufbringen von Deckeln auf die Gehäuseendkappen erfolgt, wobei die Wärmewirkung ein Verschließen der Faserenden und ein Verschweißen/Verkleben des Deckels mit der Gehäuseendkappen-Stirnseite in einem Prozessschritt bewirkt. Bei den Deckeln kann es sich beispielsweise um dünne Metallfolien, besonders Aluminiumfolien handeln. Alternativ ist das Verschließen der Faserenden und das Aufsetzen eines Deckels zum Ausprägen eines nach außen abgeschlossenen Vergussraumes in zwei getrennten Prozessschritten möglich, wobei andere gebräuchliche Versiegelungstechnologien sowie andere Deckelmontagetechnologien, bei denen die Deckel kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig auf die jeweilige Stirnseite der Gehäuseendkappen aufgesetzt werden, zur Anwendung kommen. Anschließend werden die Hohlfasern an den Enden des Gehäuses, d.h. an den Enden des Gehäusemittelteils und den Gehäuseendkappen, mit der Vergussmasse eingegossen/ vergossen. Die verschlossenen und mit der Vergussmasse gefüllten Gehäuseenden und die Hohlfasern werden freigeschnitten.
Abschließend werden zwei Anschlusskappen/ Blutanschlusskappen auf die Gehäuseendkappen aufgesetzt. Die Anschlusskappen werden stoffschlüssig mit den Gehäuseendkappen verbunden.
Durch das offenbarungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Filtermoduls wird ein Filtermodul bereitgestellt, das die vorstehend genannten Vorteile aufweist. Diese sind insbesondere, dass die Kombination aus der Vergussmasse und den Gehäuseendkappen eine Flüssigkeitstrennung aufrechterhält, auch wenn eine (partielle) Ablösung der Vergussmasse von der Gehäusewand auftritt.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung sind die Gehäuseendkappen kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäusemittelteil verbunden. Der jeweilige Zylinderstumpf mitsamt der umlaufenden Aufnahmekontur an den Gehäuseendkappen ist derart ausgeführt, dass er den Gehäusemittelteil von radial außen verschließt. Die um laufende Aufnahmekontur passt formschlüssig zu der Form des Endes des Gehäusemittelteils. Die Verbindung zwischen der Gehäuseendkappe und dem Gehäusemittelteil kann beispielsweise durch Kleben oder Schweißen oder jede andere stoffschlüssige Fügetechnik realisiert werden. Dadurch sind die Gehäuseendkappen fest und unlösbar mit dem Gehäusemittelteil verbunden und können nicht abfallen.
Die Gehäuseendkappen können auch derart ausgeführt werden, dass sie auch kraftschlüssig mit dem Gehäusemittelteil verbunden werden können. Die Dichtheit nach Außen ist nach dem Verguss durch die die nachfolgend mit Vergussmasse ausgefüllten Hohlräume und die Formkontur der zu fügenden Teile gegeben.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung werden die Hohlfasern bzw. das Hohlfaserbündel in dem Gehäuse durch die sich verjüngende Ausgestaltung der Gehäuseendkappen zentriert. Die stirnseitige Endkontur der Gehäuseendkappe, verjüngt sich stirnseitig wobei eine stirnseitige Durchgangsöffnung gebildet wird. An der Stirnseite der Gehäuseendkappe ist der Ringkranz ausgebildet, der mit den Hohlfasern in Berührung steht. Durch den Ringkranz wird das Bündel der Hohlfasern in dem Gehäuse zentriert.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung sind Deckel kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig auf die Gehäuseendkappen aufgesetzt. Die Gehäuseendkappen dienen zusammen mit den Deckeln als Verschlusskappen. D.h. der Arbeitsschritt des Verschließens/ Versiegelns der Hohlfasern kann durch das Aufsetzten der Deckel als Verschlusskappen erfolgen. Die Gehäuseendkappen können also derart ausgeführt werden, dass sie nach stirnseitigem Verschließen mittels aufgesetzter Deckel als Vergusskappen fungieren. Das Aufsetzen der Deckel erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, kann abhängig von der Faser-Versiegelungstechnologie aber auch kraftschlüssig oder formschlüssig erfolgen.
Das Verschließen der Hohlfasern kann durch Laserversieglung, Wärmeversiegelung, Rondenversiegelung oder eine andere gebräuchliche Versiegelungstechnologie erfolgen.
Die verschlossenen Hohlfasern, die mit der Vergussmasse in den Gehäuseenden vergossen sind und die Gehäuseenden werden in nachfolgenden Fertigungsprozessschritten freigeschnitten. Der Schnitt kann abhängig von der Ausführung der Gehäuseendkappen und abhängig von der Art der aufgesetzten Deckel direkt durch die Kontur der Gehäuseendkappen oder durch den Block aus Vergussmasse und verschlossenen Hohlfaserbündel erfolgen.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung werden nach dem Freischneiden der Gehäuseendkappen mitsamt den verschlossenen Hohlfasern und der Vergussmasse Anschlusskappen auf die abgeschnittenen Gehäuseendkappen aufgesetzt. Die Anschlussklappen ermöglichen den Anschluss von Schläuchen, vorzugsweise Blutschläuchen, an das Filtermodul. Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung können die Anschlusskappen schlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig mit den Gehäuseendkappen verbunden werden. Dadurch wird ein fester Sitz der Anschlusskappen auf den Gehäuseendkappen ermöglicht.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung verringert/reduziert sich durch die sich stirnseitig verjüngenden Gehäuseendkappen das Volumen, das für die Vergussmasse zur Verfügung steht, derart, dass weniger Vergussmasse benötigt wird, um die Trenndichtung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer zu bilden. Die Gehäuseendkappen verjüngen sich zur Stirnseite hin. Dadurch verringert/reduziert sich das Volumen, das die Vergussmasse auffüllt, wenn die Hohlfasern in dem Gehäuse vergossen werden. Durch das Vergießen der Hohlfasern bildet die Vergussmasse die Trenndichtung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer. Durch die sich stirnseitig verjüngenden Gehäuseendkappen wird weniger Vergussmasse benötigt, um die Trenndichtung zu realisieren. Dadurch wird Material und damit Kosten eingespart.
Nach einem weiteren Merkmal der Offenbarung können die Hohlfasern verschlossen werden, bevor die Deckel auf die Gehäuseendkappen aufgesetzt werden. D.h. die Hohlfasern werden nicht durch die Deckel verschlossen, sondern die Hohlfasern werden in einem separaten Fertigungsschritt verschlossen. Das Verschließen der Hohlfasern kann beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben der Hohlfasern realisiert werden. Die Hohlfaserenden können zum Verschließen auch in einen Klebstoff oder einen aufgeschmolzenen Kunststoff eingetaucht werden.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Gehäusekappe zur Verwendung in einem Filtermodul gemäß einem der vorstehenden Aspekte. Die Gehäuseendkappe weist einen Zylinderstumpf auf, der eine innere umlaufende Aufnahmekontur ausbildet und über eine nach außen konvexe Rundung in eine stirnseitige Endkontur übergeht. Die stirnseitige Endkontur hat eine sich axial erstreckende, mittige Durchgangsöffnung, welche von einem Ringkranz ausgekleidet ist. Der Ringkranz ist dafür vorgesehen und ausgebildet, das Hohlfaserbündel aufzunehmen und bildet einen sich axial zumindest in Richtung hin zum Zylinderstumpf erstreckenden Ringfortsatz. Dadurch formt sich im Innenbereich der konvexen Rundung zwischen der um laufenden Aufnahmekontur und dem Ringfortsatz ein Aufnahmeraum für die Vergussmasse aus.
Kurzbeschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein Filtermodul nach dem Stand der Technik mit Hohlfasern, die mit Vergussmasse in ein Gehäuse des Filtermoduls vergossen sind;
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein offenbarungsgemäßes Filtermodul mit einem Gehäusemittelteil;
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des offenbarungsgemäßen Filtermoduls mit einem Deckel;
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt des offenbarungsgemäßen Filtermoduls in einem freigeschnittenen Zustand;
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt des offenbarungsgemäßen Filtermoduls mit einer Anschlusskappe;
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt einer Unterseite des offenbarungsgemäßen Filtermoduls mit Anschlusskappe; und
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch das offenbarungsgemäße Filtermodul mit den zwei Gehäuseendkappen und den zwei Anschlusskappen.
Detaillierte Beschreibung der Offenbarung
Fig. 1 zeigt ein Filtermodul 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Filtermodul 1 weist ein an den Enden offenes, im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2 auf. Das Gehäuse 2 weist einen Zu- oder Abfluss 8 auf, durch den eine erste Flüssigkeit zu- oder abfließen kann. Innerhalb des Gehäuses 2 sind in Längsrichtung semipermeable Hohlfasern 10 angeordnet. Die Hohlfasern 10 sind derart durch eine Vergussmasse 12 in dem Gehäuse 2 vergossen, dass die Vergussmasse 12 eine Verbindung zwischen dem Hohlfaserbündel und der Innenseite des Gehäuses 2 darstellt. Die Hohlfasern 10 bilden eine erste Flüssigkeits-Kammer 11 . An den Hohlfasern 10 fließt eine zweite Flüssigkeit vorbei, die sich von der ersten Flüssigkeit unterscheidet. Dadurch wird eine zweite Flüssigkeits-Kammer 13 gebildet. Die Vergussmasse 12 trennt die beiden Flüssigkeiten. D.h. die Vergussmasse 12 trennt die zwei Flüssigkeits-Kammern 11 und 13, in denen jeweils eine unterschiedliche Flüssigkeit fließt. Bei den Flüssigkeiten handelt es sich insbesondere um Blut und Dialysierflüssigkeit.
Die Vergussmasse 12 kann sich durch Schrumpfen und/oder unter Einwirkung mechanischer und/oder thermischer Belastungen partiell von dem Gehäuseinneren lösen und damit eine Verbindung zwischen den beiden Flüssigkeits-Kammern 11 und 13 ermöglichen. Das bekannte Filtermodul 1 hat den Nachteil, dass Ablösungserscheinungen an den Verklebungsstellen zu Durchbrüchen (Verlorengehen der stoffschlüssigen Verbindung) von einer Flüssigkeits-Kammer zur anderen Flüssigkeits-Kammer führen können, die einen bestimmungsgemäßen Gebrauch der Filterkartusche/des Filtermoduls verhindern. Unter anderem führt das Schrumpfverhalten der Vergussmasse inklusive der eingegossenem/verklebten Fasern des Hohlfaserbündels an der Verbindungsstelle Gehäusewandung/Vergussmasse zum Auftreten von Druck- und Zugspannungen. Diese können dazu führen, dass die Haftkraft der Vergussmasse an der Fügestelle zur Gehäusewandung nicht ausreicht, in Folge dessen partiell von dieser abreißt und die Abdichtung versagt.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Stirnseite des offenbarungsgemäßen Filtermoduls 1. Das Filtermodul 1 weist, wie vorstehend beschrieben, ein Gehäuse 2 mit einem Abfluss 8 und Hohlfasern 10 auf, die in das Gehäuse vergossen sind. Im Unterschied zum Stand der Technik ist das Gehäuse 2 aber in einen Gehäusemittelteil 4 und zwei Gehäuseendkappen 6 geteilt. Jede Gehäuseendkappe 6 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und dafür vorbereitet, an dem Gehäusemittelteil 4 befestigt zu werden. Auf der Seite, die zu dem Gehäusemittelteil 4 zeigt, weist die Gehäuseendkappe 6 einen Zylinderstumpf 14 auf, der den Gehäusemittelteil 4 radial nach außen umfasst. Der Zylinderstumpf 14 bildet eine innere umlaufende Aufnahmekontur 15 aus und verbindet die jeweilige Gehäuseendkappe 6 mit dem Gehäusemittelteil 4. Der Zylinderstumpf 14 und der Gehäusemittelteil 4 sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Gehäuseendkappe 6 verjüngt sich stirnseitig zur Mitte, d.h. in Richtung der Hohlfasern 10, hin. An dem stirnseitigen Ende bildet die Gehäuseendkappe 6 eine zylindrisch ausgeprägte Endkontur 16, die im Wesentlichen zu den Hohlfasern 10 parallel ist, sich aber stirnseitig verjüngt. An der Stirnseite bildet die stirnseitige Endkontur 16 eine Durchgangsöffnung, welche einen zylindrisch bzw. kegelförmig ausgeprägten Ringkranz 17 bildet, der das Hohlfaserbündel aufnimmt und zentriert. Die stirnseitige Endkontur 16 wird durch einen Ringfortsatz 18 in Richtung des Gehäusemittelteils 4 verlängert. Dadurch bildet die Gehäuseendkappe 6 einen Aufnahmeraum 20 zwischen dem Ringfortsatz 18 und der umlaufenden Aufnahmekontur 15.
Der Aufnahmeraum 20 weist die folgenden Vorteile auf:
Durch den Aufnahmeraum 20 ergibt sich eine definierte Zone, durch die aufgrund ihrer Formkontur ein partielles Verlorengehen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Vergussmasse 12 und der Gehäuseinnenseite ohne Konsequenzen bleibt. Der mit Vergussmasse ausgefüllte Aufnahmeraum 20 stützt hierbei die Vergussmasse 12 Richtung Gehäusemitte ab und die durch den Ringfortsatz 18 der Endkappen ausgebildete Innenkontur sichert als Folge der Konturausführung sowie der wirkenden Schwindungskräfte das Bestehenbleiben einer intakten Dichtkontur ab. D.h. die stoffschlüssige Verbindung kann sich lösen, ohne, dass die Trennung der Flüssigkeits-Kammern 11 und 13 verloren geht.
Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 2 ist eine weitere Gehäuseendkappe 6 vorhanden, sodass das Filtermodul 1 zwei Gehäuseendkappen 6 aufweist. Die beiden Gehäuseendkappen 6 sind identisch.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch das Filtermodul 1 mit einem Deckel 22 als eine Vergusskappe. Hierbei handelt es sich um einen wärmeiniziert auf die Gehäuseendkappen 6 aufgebrachten Deckel 22, wobei die Wärmewirkung ein gleichzeitiges Verschließen der Faserenden und stoffschlüssiges Fügen des Deckels mit der Gehäuseendkappen-Stirnseite bewirkt. Die Gehäuseendkappe 6 mit dem aufgesetzten Deckel 22 dient als die Vergusskappe. Alternativ ist das Verschließen der Faserenden und das Aufsetzen des Deckels zum Ausprägen eines nach außen abgeschlossenen Vergussraumes in zwei getrennten Prozessschritten möglich, wobei andere gebräuchliche Versiegelungstechnologien sowie andere Deckelmontagetechnologien, bei denen die Deckel kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig auf die jeweilige Stirnseite der Gehäuseendkappen aufgesetzt werden, zur Anwendung kommen können.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch das Filtermodul 1 in einem freigeschnittenen Zustand. Die stirnseitig verschlossenen Hohlfasern 10, die in die mit der Vergussmasse 12 gefüllten Gehäuseendkappen 6 eingebettet sind, werden freigeschnitten. Der Schnitt kann abhängig von der Ausführung der Gehäuseendkappen 6 und abhängig von der Art der aufgesetzten Deckel 22 direkt durch die Kontur der Gehäuseendkappen 6 oder durch den Block aus Vergussmasse 12 und Hohlfaserbündel erfolgen.
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtermodul mit einer Anschlusskappe/ Blutkappe 24. Nach dem Freischneiden der Faserenden wird die Anschlusskappe 24 auf die Gehäuseendkappe 6 aufgesetzt. Diese Anschlusskappe 24 ist zum Anschluss von Schläuchen (nicht dargestellt), insbesondere von Blut transportierenden Schläuchen an das Filtermodul 1 vorbereitet. Die Anschlusskappe 24 kann beispielsweise einen Luer-Lock-Anschluss aufweisen. Auf beiden Gehäuseendkappen 6 ist jeweils eine Anschlusskappe 24 aufgesetzt. Die zweite Anschlusskappe 24 ist in der Fig. 6 gezeigt.
Fig. 7 zeigt das komplette Filtermodul 1 mit jeweils einer Gehäuseendkappe 6 und einer Anschlusskappe 24 auf jeder Seite des zylindrischen Gehäusemittelteils 4.

Claims

Ansprüche
1. Filtermodul (1 ) mit
- einem Gehäuse (2) aus einem zylindrischen Gehäusemittelteil (4) und zwei an den jeweiligen Enden des Gehäusemittelteils (4) angebrachte Gehäuseendkappen (6), die jeweils einteilig ausgebildet sind, sowie
- einem Bündel aus längs des Gehäusemittelteils (4) sich erstreckenden, semipermeablen Hohlfasern (10), das in das Gehäuse (2) eingesetzt ist, wodurch sich eine erste Flüssigkeits-Kammer (11 ) innerhalb der Hohlfasern (10) und eine zweite Flüssigkeits-Kammer (13) innerhalb des Gehäuses (2) aber außerhalb der Hohlfasern (10) ergeben und
- einer im Endbereich des Gehäusemittelteils (4) und im Bereich der Gehäuseendkappen (6) vergossenen Vergussmasse (12), welche eine Trenndichtung zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeits-Kammer (11 , 13) bildet, und
- Anschlusskappen (24), die auf die Gehäuseendkappen aufgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseendkappen (6) jeweils einteilig ausgebildet sind, und die Gehäuseendkappen (6) jeweils einen auf das zylindrische Gehäusemittelteil (4) unter Ausbildung einer inneren umlaufenden Aufnahmekontur (15) aufgesteckten Zylinderstumpf (14) aufweisen, der über eine nach außen konvexe Rundung in eine stirnseitige Endkontur (16) übergeht, die eine axial sich erstreckende, mittige Durchgangsöffnung hat, welche von einem das Hohlfaserbündel (10) aufnehmenden Ringkranz (17) ausgekleidet ist, der einen axial zumindest in Richtung hin zum Gehäusemittelteil (4) sich erstreckenden Ringfortsatz (18) bildet, wodurch sich im Innenbereich der konvexen Rundung zwischen der umlaufenden Aufnahmekontur (15) und dem Ringfortsatz (18) ein Aufnahmeraum (20) für die Vergussmasse (12) ausformt.
2. Filtermodul (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseendkappen (6) kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäusemittelteil (4) verbunden sind.
3. Filtermodul (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Deckel (22) kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig auf die Gehäuseendkappen (6) aufgesetzt sind.
4. Filtermodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskappen (24) kraftschlüssig, stoffschlüssig oder formschlüssig mit den Gehäuseendkappen (6) verbunden sind.
5. Filtermodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sich stirnseitig verjüngenden Gehäuseendkappen (6) das Volumen für die Vergussmasse (12) reduzieren.
6. Verfahren zur Herstellung eines Filtermoduls (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den folgenden Schritten:
- Aufsetzen der Gehäuseendkappen (6) auf den Gehäusemittelteil (4);
- Einsetzen der Hohlfasern (10) in das Gehäuse (2);
- Aufsetzen der Deckel (22) auf die Gehäuseendkappen (6);
- Verschließen der Hohlfasern (10);
- Vergießen der Hohlfasern (10) in dem Gehäuse (2) mit der Vergussmasse (12);
- Freischneiden der Hohlfaserenden und der Gehäuseendkappen (6);
- Aufsetzen von Anschlussklappen (24) auf die Gehäuseendkappen (6).
7. Verfahren zur Herstellung eines Filtermoduls (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche mit den folgenden Schritten:
- Aufsetzen der Gehäuseendkappen (6) auf den Gehäusemittelteil (4);
- Einsetzen der Hohlfasern (10) in das Gehäuse (2);
- Verschließen der Hohlfasern (10);
- Aufsetzen der Deckel (22) auf die Gehäuseendkappen (6);
- Vergießen der Hohlfasern (10) in dem Gehäuse (2) mit der Vergussmasse 16
- Freischneiden der Hohlfaserenden und der Gehäuseendkappen (6);
- Aufsetzen von Anschlussklappen (24) auf die Gehäuseendkappen (6).
8. Gehäuseendkappe (6) zur Verwendung in einem Filtermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet, durch einen Zylinderstumpf (14), der eine innere umlaufende Aufnahmekontur (15) ausbildet und über eine nach außen konvexe Rundung in eine stirnseitige Endkontur (16) übergeht, die eine axial sich erstreckende, mittige Durchgangsöffnung hat, welche von einem Ringkranz (17) ausgekleidet ist, der dafür vorgesehen und ausgebildet ist, das Hohlfaserbündel (10) aufzunehmen und einen sich axial zumindest in Richtung hin zum Zylinderstumpf (14) sich erstreckenden Ringfortsatz (18) bildet, wodurch sich im Innenbereich der konvexen Rundung zwischen der umlaufenden Aufnahmekontur (15) und dem Ringfortsatz (18) ein Aufnahmeraum (20) für die Vergussmasse (12) ausformt.
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