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"Procédé nour la fabrication d'agrafes miniatures et leur chargement dans des chargeurs".
La présente invention se rapporte à la technique de l'agrafage et. plus particulièrement, à la fabrication des agrafes miniatures et à leur chargement dans les chargeurs ou cartouches destinées à être utilisées avec les agrafeuses,
Dans ce qui suit, l'invention sera décrite en considération de son application à la fabrication des agrafes miniatures, telles que celles qui sont utilisées dans les agra- feuses médicales par les chigurgiens, mais il restera sous-en- tendu que cette description, destinée à faciliter la compréhension de ladite invention, ne saurait constituer une limitation pour ses applications autres que la précitée.
On connatt les agrafes pour les agrafeuses de bureau, habituellement collées entre elles en vue de constituer , des bâtonnets destinés à être chargés dans ces agrafeuses.
Les très faibles dimensions des agrafes pour
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suture médicale soulèvent néanmoins des problèmes de fabrication et de.chargement qui échappent aux fabricants d'agrafes de bu- reau et auxquels des solutions doivent être trouvées. Ainsi qu'il est bien connu, de telles agrafes miniatures pour suture ne peuvent être discernées par l'oeil nu qu'avec:
difficulté et leur chargement manuel dans les ouvertures de dimensions extre- mement réduites des réceptacles requiert une très grande dexté- rité. Il ne semble pas que, jusqu'à maintenant, le chargement des agrafeuses médicales ait été effectué autrement qu'à la main, un tel mode de chargement présentant encore cet inconvé- nient que le chirurgien ne peut jamais avoir la certitude que l'agrafe est disposée de telle sorte que son transfert du ré- ceptacle dans la peau s'effectue d'une façon certaine au cours de l'agrafage chirurgical.
La fabrication de ces petites agrafes, générale- ment réalisées en acier inoxydable, en fil de tantale ou en fil de vitalium, présente également des problèmes; la fabrication manuelle ou à l'aide d'outils primitifs, telle qu'elle a été pratiquée jusqu'à maintenant, nécessitant une grande habilité et occasionnant des rebuts importants.
, L'un des principaux objets de la présente inven- tion est de permettre la fabrication d'agrafes miniatures à la machine et en production continue.
D'autres objets de :L'invention sont : - le chargement d'agrafes de ce type dans des porte-agrafes; - la fabrication de telles agrafes et leur chargement im- médiatement consécutif dans les porte-agrafes; - le chargement d'une série de telles agrafes dans un char '. geur à agrafes multiples par déplacement, à la fois, des agrafes et du chargeur en vue de déposer convenablement chaque agrafe dans l'une dps ouvertures de réception de ce chargeur.
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L'invention, visant à réaliser les objets précé- dents, consiste en une méthode et dans le mode de construction, la disposition et la combinaison, de différents dispositifs, éléments et parties constitutives et certaines réalisations de cette invention seront, à titre d'exemple, décrites ci-dessous en se référant aux dessins d'accompagnement dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique, en plan et partie en coupe, d'une machine pour la fabrication et le chargement des agrafes suivant l'invention.
- La figure 2 est une coupe partielle suivant la ligne 2 - 2 de là figure 1.
- La figure 3 montre schématiquement la suc- cession des opérations effectuées par la machine faisant l'ob- jets des figures 1 et 2.
- La figure 4 est une vue partielle, en coupe et à grande échelle d'un détail de la machine s'appliquant au sectionnement d'un morceau de fil.
- La figure 5 est une vue partielle en coupe d'un autre détail de la machine, montrant la façon dont s'effec- tue le formage en U et l'appointage du tronçon de fil.
- La figure 6 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 6 - 6 de la figure 5, - La figure 7 est une vue partielle en éléva- tion, et partie en coupe, d'un détail montrant l'enclume de , limitation de course.
La figure 8 est une vue, en plan et à grande échelle, d'un chargeur d'agrafes du type à demi-douilles.
- La figure 9 est une vue en élévation par l'avant d'une demi-douille correspondant à la figure 8.
- La figur,e 10 est une vue en plan d'un char- geur modifié pour un groupe de cartouches à agrafe unique.
- La figure 11 est une élévation frontale
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correspondant à la figure précédente,
La figure 12 est une vue en plan d'un autre chargeur modifié pour une cartouche à agrafes multiples.
- La figure 13 est une élévation frontale cor- respondant à la figure 12.
- La figure 14 est une vue schématique par- tielle en plan d'une cartouche du type pour agrafes disposées, en série, de forme allongée, et du mécanisme d'avancement po@ celle-ci, - La figure 15 est une vue schématique par- tielle en plan d'une cartouche du type pour agrafes disposée en parallèle, de forme allongée, et de son mécanisme d'avancement.'
La mise en oeuvre de 1'invention dans les ré- lisations choisies pour la description et l'illustration de' celle-ci, notamment par les figures 1 et 2, se traduit par la réalisation d'une machine pour la fabrication d'agrafes et pour leur chargement, cette machine, indiquée de façon générale par la référence 21,
comportant un support au bâti figurant ' en 22..
Alimentation en fil,-
Le fil 24, devant former les agrafes 26 voir figure 5), est débité par une bobine 23 portée par le bâti
22. Il peut être constitué d'acier inoxydable, de tantale, de vitalium et son épaisseur peut varier d'environ 0,1 mm à environ 0,4 mm. Il peut aussi être constitué de différents métaux médicalement inertes ou de substances non métalliques médicalement inertes sous forme de filament, plastique ou autre, susceptible d'être formé en agrafe et d'être stérilisé. Dans la présente description, le terme "fil" ne sera jamais compris aomme se rapportant uniquement à un fil métallique.
Le fil 24 est avancé dans une direction A,
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de la droite vers la gauche sur les figures 1 et 2.
,Un mécanisme, généralement indiqué en '27, ,commande l'avancement du fil et les opérations d'appointage et de chargement, Ce mécanisme comprend un arbre à cames 28 pouvant être entraîné soit à la main, soit par un moteur 29, par l'intermédiaire d'un engrenage de transmission 31 pouvant être constitué, par exemple, au moyen d'une vis-sans-fin et d'une roue tangente, Ce mécanisme de commande 27 comporte aussi une série de cames entraînées par l'arbre 28 sur le- quel elles peuvent être fixées par des clavettes comme le mon- tre la figure 1. Ces vannes, ainsi que les suiveurs de cames , qui leur sont associés, seront décrits ci-dessous.
Le dispositif d'avancement du fil, indiqué de façon. générale en 32 , est réalisé de façon à ce que cet avancement s'effectue uniquement dans la direction A, c'est-à- dire de la droite vera la gauche sur les figures 1 et 2, Il comprend une came 33 une tige de poussoir 34 se comportant comme un suiveur pour la came 33, et une mâchoire à bras articulés 36. Un ressort de rappel 37 est disposé en vue de presser normalemen; la tige 34 dans la direction B, op- posée à la précédente (soit de la gauche vers la droite sur les figures 1 et 21 en vue de maintenir le suiveur de came en contact efficace avec la came 33.
La mâchoire à bras articulés 36 comprend un corps, en forme de C, 36 et ses bras sont articulés près des extrémités de ce corps 38. Chaque bras articulé 39 est soumis à l'action d'un ressort 41 de façon à ce que les ex- trémités libres de ces bras viennent pincer ou serrer le fil
24 suffisamment pour assurer l'avancement certain de celui-ci dans la direction d'alimentation A. Le corps 38 est relié à la tige 34 qui assure son déplacement dans les directions opposées A et B.
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Durant la course de retour de la tige 34 et de la mâchoire à bras articulés 36 dans la direction B, le fil 24 n'est plus soumis au pincement des bras 39' qui glissent sur lui et reste donc stationnaire. Un dispositif classique, non montré, peut être disposé en vue de maintenir ' le fil 24 stationnaire durant la course de retour de la,tige 34. Un dispositif de réglage,. tel que la vis 42, peut être aménagé en vue d'ajuster la force de pincement. En tournant la vis précitée, on fait varier l'angle formé par les bras-et l'on. augmente ou diminue le serrage qu'ils exercent sur le fil 24.
'COUPE DU FIL.-
Lorsque le fil 24 a été avancé dans la direc- tion A d'une longueur suffisante pour atteindre le poste de coupe ou de tronçonnement 43, un tronçon 44 de ce fil, d'une longueur prédéterminée, est sectionné audit poste. Le dispositif de coupe 45 aménagé sur la machine 21 comporte le dispositif de sectionnement 46 par lequel un tronçon 44 est'séparé du fil au poste 43. Ce dispositif 46 comporte une came. 47 et un suiveur de came pouvant être constitué par un levier à deux bras 48, pivotant autour d'un arbre fixe 49, et deux poinçons 51 qui sont actionnés par le bras libre du levier 48.
La distance minimale "a", entre les poinçons 51, correspond à la longueur prédéterminée susmentionnée du tron- çon de fil 44, ladite longueur étant supérieure à celle de la forme en U développée de l'agrafe terminée 26 du fait que, comme il sera expliqué plus loin, les extrémités de l'agra- fe doivent être ultérieurement soumises à un façonnage pour le réglage de la longueur et l'appointage.
Les chutes de fil lors de l'opération de poin- çonnage effectuée par les poinçons 51 au poste 43 tombent par gravité, Ces chutes sont constituées de particules de fil courtes et minces comme des cheveux qui ont tendance à adhérer
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aux surfaces comme de la poussière, une pompe à vide (non mon- trée) pourra donc avantageusement être reliée à une conduite d'aspiration disposée à la partie inférieure de la machine 21 et une communication établie entre cette conduite et le dispo- sitif de sectionnement 46.
MISE DU FIL EN FORME D U. -
Le formage en U du tronçon de fil 44 est exécuté dans une matrice, indiquée de façon générale par la référence 52, comportant un élément fixe 53 et un élément mobile, ou poussoir 54. Un dispositif de commande 55 action- ne le poussoir 54.
L'élément fixe 53 de la matrice définit un ca- nal de guidage large et mince 56 dont la largeur "b" cor- respond à la longueur totale de l'agrafe terminée 26 et dont l'épaisseur n'est que légèrement supérieure à celle du fil 24.
Le poussoir 54 a la forme d'une lame mince, réalisée de pré- férence en acier à outil ou autre matériau convenable, dont l'épaisseur correspond à celle du fil 24 et la largeur "c" à la distance intérieure entre les jambes 57 de l'agrafe 26 qui s'étendent à partir de la partie centrale, ou âme, ou base, de cette agrafe.
Le canal de guidage 56 est disposé à angle droit avec- la direction A dans laquelle s'effectue l'avance- ment du fil, d'où il résulte que le poussoir 54 qui se dé- place dans ledit canal poussera dans la direction C (vers le haut sur la figure 1) et sera rétracté dans la direction op- posée D (vers le bas sur la figure 1) à angle droit avec cette direction A d'avancement du fil.
Comme on le voit au mieux sur la figure 4, du- rant la course de formage du poussoir 54 dans la direction C, la face d'attaque 62 de la tête 63 de ce poussoir entre en contact avec la partie centrale 58 du tronçon de fil 44. Les
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poinçons 51 sont disposés symétriquement de part et d'autre du canal de guidage 56 de sorte que, lorsque le tronçon 44 a été séparé du fil 24, la partie centrale 58 de ce tron- . çon vient se disposer en travers de ce canal de guidage.
Durant la course de formage dans la direction C, la partie centrale 58 du tronçon de fil 44 est toujours disposée parallèlement à sa position originale, mais elle se déplace dans la voie de formage perpendiculairement à cette position, c'est-à-dire dans la direction C. Durant la course de formage, les parties latérales 57a du tronçon 44 sont pliées en arrière, à angle droit avec. la partie centrale 58, et sont supportées par la partie inférieure 64 du canal de guidage 56. Ainsi, le tronçon 44 se trouve-t-il formé en U, les parties latérales 57a de celui-ci suivant sa partie centrale 58 dans son mouvement à travers le canal de guidage
56.
FINITION DES AGRAFES.-
Une pièce de butée, telle qu'une enclumette 61,. peut être déplacée dans le canal,de guidage 56, de part et d'autre d'une position de blocage. Dans cette position de blo- cage, la partie centrale 58 de l'agrafe vient buter contre cette enclumette 61 qui arrête sa course dans la direction C.
Cette butée est disposée de telle façon que, lorsqu'elle opère sa fonction, les parties latérales 57a de l'agrafe puissent être terminées par la coupe de l'extrémité libre de chacune des jambes 57 à une longueur déterminée et par son appointage suivant un angle également déterminé pouvant tre, par exemple de 30 à 45 par rapport à la direction C.
Le dispositif de coupe 45 de la machine 21 comprend un dispositif de cisaillement 66 pour la cbupe des pointes des agrafes de la façon précitée. Le mécanisme de ci- saillement 66 comporte deux têtes, ou poinçons, 67 qui peu-
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vent présenter une section transversale carrée, Les arêtes de cisaillement 68 sont formées dans la surface inférieure 64 du canal de guidage 56, Le dispositif de cisaillement 66 comprend, en outre, une came 69, clavetée sur l'arbre 28, et un suiveur de came sous la forme d'un levier à deux bras 71 articulé sur l'arbre 49. Les têtes de cisaillement 67 sont actionnées par le bras libre du levier 71.
Les rognures peu- vent être aspirées par la canalisation de vide déjà mentionnée,
Le poussoir 54 présente des dégagements découpés 72 pour réserver un passage aux têtes de cisaillement 67.
Si on le désire, le sectionnement du fil et la coupe biseautée de ses extrémités peuvent être exécutés avec un' jeu unique de poinçons, au lieu des deux jeux 51 et 67, et peuvent aussi être exécutés par une opération unique avant la formation en U.
Un dispositif élévateur 73 est disposé en vue de lever et d'abaisser l'enclumette 61 à une cadence corres- ' pondant aux courses de formage du poussoir 54. Le dispositif élévateur 73 comprend une came 74, clavetée sur l'arbre 28, et un suiveur de came sous la forme du levier à deux bras 76 articulé autour de l'axe fixe 77.
Pour permettre le réglage de l'enclumette 61 en vue d'obtenir différentes longueurs de jambes des agrafes, celle-ci a sa surface frontale 78 inclinée ou présente une section transversale décroissante et est pourvue d'une vis 79 s'engageant dans un filetage pratiqué dans l'extrémité libre du levier 76, Lorsque l'on tourne la vis 79, la position d'impact de la surface inclinée 78 avec la partie centrale 58 de l'agrafe est changée et cette partie centrale disposée dans la position correspondant à la nouvelle longueur désirée des jambes 57.
Après le cisaillement de l'extrémité des jambes,
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l'enclumettes 61 est ramenée en arrière de la position dans laquelle elle bloquait la voie à l'agrafe 26 dans le canal de guidage en traversant l'orifice 81 de ce canal,
Le retrait de l'enclumette 61 libère la voie à l'agrafe 26, maintenant'terminée, qui peut continuer son mouvement dans la direction. C en vue de prendre place dans un chargeur,
Un support 82, disposé sur le bâti 22 porte l'axe fixe 77, la tige 34 agencée de manière que celle-ci puisse coulisser, et l'arbre fixe de pivotement 49. Le bâti 22 porte aussi les supports 83 recevant l'arbre à cames 28.
Chacun des suiveurs de came est soumis à l'action d'un ressort de rappel, ainsi qu'il est classique, mais, dans un but de clarté, ces ressorts ont été omis à l'exception, de celui, précédemment décrit et portant la référence 37, qui est appliqué à la tige 34.
Les poinçons 51 et les têtes de cisaillement
67 sont également pourvus de ressorts de rappel pour leur sou- lèvement lorsque le bras du suiveur de came qui les commande respectivement est élevé,
Le dispositif de commande 55 comprend une came
84, clavetée sur l'arbre 28, un levier coudé 86 et le pous- soir 54 susmentionné. La came 84 est réalisée de façon à déplacer le poussoir 54 dans la direction C une première fois, jusqu'à ce que ce poussoir vienne buter contre l'enclu- ¯mette 61, et'une seconde fois après retrait de cette enclumette,
ADAPTATION DE LA MACHINE A LA FABRICATION D'AGRAFES MINIATURES
DE DIMENSIONS VARIEES.-
La machine 21 peut être adaptée pour le formage, le cisaillement; et le chargement d'agrafes variées.
Par exemple, les agrafes considérées précédemment peuvent avoir une épaisseur de fil d'environ 0,1 mm à 0,4 mm, une largeur "b" d'environ
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1,2 mm à environ 4 mm et une longueur de jambes d'environ 1,2 mm à environ .3,5 mm.
Une plaque d'adaptation 87 prévue pour -chaque dimension d'agrafe porte une matrice 52 comportant un poussoir 54, les têtes de cisaillement 67 et les poinçons 51. Le changement.de dimension des agrafes nécessite, en outre, le chan- gement ou la modification de la came de poussoir 84 et le réglage de l'enclumette 61 à l'aide de la vis 79 précédem- ment décrite.
CHARGEMENT DES AGRAFES.-
Un dispositif de chargement permet de disposer les agrafes dans un chargeur. Ce dispositif comprend le pous- soir 54, un support pour le chargeur et un dispositif pour l'avancement progressif de ce support de façon à ce que le char- geur reçoive une nouvelle agrafe à chaque cycle d'opérations de la machine.
Dans la réalisation faisant l'objet des figures
1 et 2, le,support est désigné par la référence 88 et com- porte un chargeur 89 monté de façon à pouvoir tourner sur un arbre horizontal fixe 91 supporté par le bâti 22.
Un autre moyen pour faire tourner la douille d'un angle déterminé consiste à disposer celle-ci dans un support hexagonal ou octogonal et à faire tourner ce support sur une base convenable.
Le support 89 est adapté pour recevoir deux demi-douilles 92 du type montré par les figures 8 et 9,
Lorsque les deux demi-douilles 92 sont réunies, elles présen- tent six orifices ou ouvertures 93, décalées angulairement entre elles de 60 , pour la réception des agrafes 26. Toute- fois, les demi=douilles 92 peuvent présenter un nombre diffé- rent d'orifices, soit quatre, décalés de 90 , ou huit, décalés de 45 , par exemple,
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Le dispositif d'avancement périodique ou de ré- partition, indiqué de façon générale en 94, est destiné à faire avancer le support 89 d'un orifice 93 au suivant après chargement d'une agrafe 26,
Il comprend une came d'avancement 96 et un suiveur de came 97 constitué par un train d'articu- lation dont le premier élément est un levier à bras unique 98 et le dernier élément un cliquet 99. Le support 89 comporte une roue à rochets 101 dont le nombre de dents correspond au nombre d'orifices et qui coopère avec le cliquet 99, soit six dents 101 dans le cas présent de six orifices. Le montage du support 89 sur l'arbre 91 est effectué de telle façon que la circonférence suivant laquelle les orifices sont distri- bues vienne se superposer au canal de guidage 56.
Suivant la modification montrée par les figures 10 et 11, un support 102 peut tourner autour d'un arbre. vertical 103 et recevoir une série de cartouches 104, huit par exemple, dont chacune peut être chargée d'une agrafe unique reçue et retenue dans son ouverture 106. Le support est dis- posé de telle façon que la circonférence suivant laquelle les ouvertures 106 sont distribuées vienne se superposer avec le canal de guidage 56.
La répartition ou avancement s'effectue de façon similaire à celle déjà décrite, le support 102 portant une roue à rochets 107.
Les figures 12 et 13 montrent un mode de réalisation suivant lequel une cartouche à agrafes multiples constitue le support 108 du dispositif de support, Cette cartouche peut tourner autour de l'arbre horizontal 91. Le dispositif de support peut comporter une roue à rochets similaire à celle précédemment désignée par 107, mais, en pratique, une roue à rochets 109 est intégrée à la cartouche à agrafes mul- tiples en vue de lui communiquer son mouvement d'avancement
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périodique, Les agrafes .26 sont changées une à une dans cha- cune des ouvertures de réception et de retenue 111.
Suivant la modification montrée par la figure 14, un dispositif de support 112 comporte un support denté 113 pourvu d'une cartouche 114 pour une série d'agrafes, les orifices ou ouvertures 116 des réceptacles d'agrafes de cette cartouche étant alignés suivant une file unique, Le dispositif d'avancement périodique comprend une came rotative 117, qui peut être commandée par l'arbre 28, et un cliquet 118.
La figure 15 montre une autre disposition rela- , tive à l'avancement périodique d'une cartouche 119 dont les ouvertures des réceptacles d'agrafes 121 se succèdent paral- lèlement. Le dispositif de support comporte un support denté 122 et le dispositif d'avancement périodique 123 est conçu en vue de déplacer ce classeur verticalement,
Dans les dispositifs modifiés des figures 14 et 15, les cartouches respectives 114, 119 sont de forme allon- gée et sont déplacées dans le sens longitudinal en vue d'amener successivement les ouvertures respectives 116, 121 en super-,, position avec le canal de guidage 56 sous l'action des dispo- sitifs respectifs d'avancement périodique.
Le FONCTIONNEMENT.-
La machine fonctionne de la façon suivante :
Le moteur 29 (ou la manivelle dans une machine . manuelle) fait tourner l'arbre à cames 28 par l'intermédiaire de l'engrenage de transmission 31.
Ainsi que le montre la figure 3, un cycle com- plet d'opérations est accompli à chaque révolution de l'arbre à cames 28. ,
Le fil 24, en provenance de la bobine 23, est avancé par le mécanisme d'alimentation dans la direction jusqu'au poste de coupe 43 où un tronçon 44 de ce fil, d'une
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longueur prédéterminée "a" est sectionné.
Ensuite, le poussoir 54 vient en contact avec. la partie centrale du tronçon de fil44 et le pousse dans le canal de guidage, 56 (figure 6) de la partie fixe 53 de la matrice dans la direction C, à angle droit avec la direc- tion précédente d'alimentation A. Au cours de ce mouvement, les parties latérales 57a du tronçon 44 sont pliées en arrière, ce qui donne à ce tronçon une forme en U.
L'enclumette 61, pénétrant par l'ouverture 81, bloque temporairement"le mouvement dans la direction C du tronçon 44 venant de recevoir sa forme en U. Durant ce blocage, les jambés 57 sont rognées par le dispositif de ci- saillement 66.
Ensuite, l'enclumette 61 est extraite du canal de guidage 56. et le poussoir 54 recommence à pousser l'agra- fe dans la direction C en vue de la transférer de ce canal de guidage 56 dans l'ouverture respective du porte-agrafe devant être chargé.
Le dispositif de support dispose le support de façon à ce qu'une ouverture'de réception d'agrafe se trouve en superposition avec le canal de guidage 56, ce qui permet au poussoir 54 de transférer une agrafe 26 du canal de guidage 56 dans ladite ouverture.
Le dispositif d'avancement périodique fait alors tourner le support de,façon à ce que l'ouverture suivante vienne se superposer audit canal 56.
Cette opération termine le cycle au cours duquel une agrafe a été coupée dans le fil fourni, formée en U, rognée, chargée dans le support et ce support déplacé.
Le diagramme d'un tel cycle est représenté à la figure 3 dans laquelle le cycle est porté en abscisse et l'amplitude de la came de commande est ordonnée. La droite
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E représente l'alimentation du fil, la droite F le tronçon- nage, la droite G l'opération à l'enclumette, la droite H le formage en U, la droite I l'opération qui consiste à rogner les bras 57, la droite J le chargement et la droite K le déplacement du support.
Les cycles se succèdent jusqu'à ce que toutes les ouvertures d'un support aient reçu une agrafe, après quoi l'opérateur'remplace le support chargé par un support vide.
Ainsi qu'il a été antérieurement décrit, la machine 21 peut être adaptée à des dimensions d'agrafes variées.et est susceptible de charger aussi bien dés cartou- ches du type "douille", des cartouches à agrafe unique ou à agrafes multiples, par distribution circulaire, que des car- touches dans lesquelles les agrafes sont disposées en série ou en parallèle, par avancement ou distribution linéaire.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Process for the manufacture of miniature staples and their loading into chargers".
The present invention relates to the technique of stapling and. more particularly, in the manufacture of miniature staples and their loading in magazines or cartridges intended for use with staplers,
In the following, the invention will be described in consideration of its application to the manufacture of miniature staples, such as those used in medical staples by chigurgians, but it will remain understood that this description, intended to facilitate the understanding of said invention, can not constitute a limitation for its applications other than the aforementioned.
We know the staples for office staplers, usually glued together to form, sticks to be loaded into these staplers.
The very small dimensions of the clips for
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However, medical sutures raise manufacturing and loading problems which are beyond the eyes of office staple manufacturers and to which solutions must be found. As is well known, such miniature suture staples can only be seen by the naked eye with:
difficulty and manual loading into the extremely small openings of the receptacles requires great dexterity. It does not seem that, until now, the loading of medical staplers has been carried out other than by hand, such a loading method still having the drawback that the surgeon can never be sure that the staple is so arranged that its transfer from the receptacle into the skin takes place reliably during surgical stapling.
The manufacture of these small staples, generally made of stainless steel, tantalum wire or vitalium wire, also presents problems; manual manufacture or using primitive tools, such as has been practiced until now, requiring great skill and causing significant scrap.
One of the main objects of the present invention is to enable the manufacture of miniature staples by machine and in continuous production.
Other objects of: The invention are: - loading of staples of this type in staple holders; - the manufacture of such staples and their immediately subsequent loading into the staple holders; - loading a series of such staples into a tank. Multiple staple feeder by moving both the staples and the feeder to properly deposit each staple in one of the receiving openings of that feeder.
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The invention, aimed at achieving the foregoing objects, consists of a method and in the mode of construction, the arrangement and the combination, of different devices, elements and constituent parts and certain embodiments of this invention will be, by way of example, described below with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic view, in plan and partly in section, of a machine for the manufacture and loading of staples according to the invention.
- Figure 2 is a partial section along the line 2 - 2 of there Figure 1.
- Figure 3 schematically shows the succession of operations performed by the machine forming the subject of Figures 1 and 2.
- Figure 4 is a partial sectional view on a large scale of a detail of the machine applying to the severing of a piece of wire.
FIG. 5 is a partial sectional view of another detail of the machine, showing the way in which the U-forming and the tacking of the section of wire are carried out.
- Figure 6 is a partial sectional view taken along the line 6 - 6 of Figure 5, - Figure 7 is a partial elevational view, and partly in section, of a detail showing the limiting anvil. race.
Figure 8 is an enlarged plan view of a half-socket type staple loader.
- Figure 9 is a front elevational view of a half-sleeve corresponding to Figure 8.
- Figure 10 is a plan view of a magazine modified for a group of single-clip cartridges.
- Figure 11 is a front elevation
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corresponding to the previous figure,
Figure 12 is a plan view of another magazine modified for a multi-staple cartridge.
- Figure 13 is a front elevation corresponding to Figure 12.
- Figure 14 is a partial schematic plan view of a staple-type cartridge arranged in series in elongated shape and the advancing mechanism therefor; Figure 15 is a schematic view part in plan of a staple type cartridge arranged in parallel, elongated in shape, and its advancement mechanism.
The implementation of the invention in the embodiments chosen for the description and illustration thereof, in particular in Figures 1 and 2, results in the production of a machine for the manufacture of staples. and for their loading, this machine, generally indicated by the reference 21,
comprising a support to the frame shown at 22 ..
Wire feed, -
The wire 24, to form the staples 26 see figure 5), is fed by a spool 23 carried by the frame
22. It can be made of stainless steel, tantalum, vitalium and its thickness can vary from about 0.1mm to about 0.4mm. It can also consist of various medically inert metals or medically inert non-metallic substances in the form of a filament, plastic or otherwise, capable of being formed into a staple and of being sterilized. In the present description, the term "wire" will never be understood as relating only to a metal wire.
The wire 24 is advanced in a direction A,
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from right to left in Figures 1 and 2.
, A mechanism, generally indicated at '27, controls the advancement of the wire and the pointing and loading operations, This mechanism comprises a camshaft 28 which can be driven either by hand or by a motor 29, by by means of a transmission gear 31 which may be formed, for example, by means of a worm and a tangent wheel, This control mechanism 27 also comprises a series of cams driven by the shaft 28 to which they can be fixed by keys as shown in FIG. 1. These valves, as well as the cam followers, which are associated with them, will be described below.
The device for advancing the thread, marked as. generally at 32, is made so that this advancement takes place only in the direction A, that is to say from the right to the left in Figures 1 and 2, It comprises a cam 33 a rod pusher 34 behaving as a follower for the cam 33, and a jaw with articulated arms 36. A return spring 37 is arranged in order to press normally; rod 34 in direction B, opposite to the previous one (either from left to right in Figures 1 and 21 in order to keep the cam follower in effective contact with the cam 33.
The jaw with articulated arms 36 comprises a body, in the form of a C, 36 and its arms are articulated near the ends of this body 38. Each articulated arm 39 is subjected to the action of a spring 41 so that the the free ends of these arms pinch or tighten the thread
24 sufficiently to ensure the certain advancement of the latter in the feed direction A. The body 38 is connected to the rod 34 which ensures its movement in the opposite directions A and B.
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During the return stroke of the rod 34 and of the jaw with articulated arms 36 in the direction B, the wire 24 is no longer subjected to the pinching of the arms 39 'which slide on it and therefore remains stationary. A conventional device, not shown, may be arranged to hold the wire 24 stationary during the return stroke of the rod 34. An adjuster. such as screw 42, can be arranged to adjust the clamping force. By turning the aforementioned screw, the angle formed by the arms is varied. increases or decreases the tightening they exert on the wire 24.
'CUTTING THE THREAD.-
When the wire 24 has been advanced in the direction A by a sufficient length to reach the cutting or parting station 43, a section 44 of this wire, of a predetermined length, is cut at said station. The cutting device 45 fitted on the machine 21 comprises the sectioning device 46 by which a section 44 is separated from the wire at the station 43. This device 46 comprises a cam. 47 and a cam follower which can be constituted by a lever with two arms 48, pivoting around a fixed shaft 49, and two punches 51 which are actuated by the free arm of the lever 48.
The minimum distance "a", between the punches 51, corresponds to the above-mentioned predetermined length of the section of wire 44, said length being greater than that of the developed U-shape of the finished staple 26 because, as it will be explained later, the ends of the staple must subsequently be subjected to shaping for length adjustment and pointing.
The thread scraps during the punching operation carried out by the punches 51 at station 43 fall by gravity. These scraps consist of short and thin particles of thread like hairs which tend to adhere
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surfaces such as dust, a vacuum pump (not shown) can therefore advantageously be connected to a suction pipe arranged at the lower part of the machine 21 and a communication established between this pipe and the device. sectioning 46.
U-SHAPED WIRE -
The U-forming of the section of wire 44 is carried out in a die, generally indicated by the reference 52, comprising a fixed element 53 and a movable element, or pusher 54. A control device 55 actuates the pusher 54.
The fixed element 53 of the die defines a wide and thin guide channel 56 whose width "b" corresponds to the total length of the finished staple 26 and whose thickness is only slightly greater than that of wire 24.
The pusher 54 is in the form of a thin blade, preferably made of tool steel or other suitable material, the thickness of which corresponds to that of the wire 24 and the width "c" to the internal distance between the legs 57. of the clip 26 which extend from the central part, or web, or base, of this clip.
The guide channel 56 is arranged at right angles to the direction A in which the wire feed takes place, whereby the pusher 54 which moves in said channel will push in the direction C. (upwards in figure 1) and will be retracted in the opposite direction D (downwards in figure 1) at right angles to this direction A of advance of the wire.
As best seen in Figure 4, during the forming stroke of the pusher 54 in the direction C, the leading face 62 of the head 63 of this pusher comes into contact with the central part 58 of the section of the pusher. thread 44. The
1
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punches 51 are arranged symmetrically on either side of the guide channel 56 so that, when the section 44 has been separated from the wire 24, the central part 58 of this section. çon comes to be disposed across this guide channel.
During the forming stroke in the C direction, the central part 58 of the wire section 44 is always disposed parallel to its original position, but it moves in the forming track perpendicular to this position, i.e. in direction C. During the forming stroke, the side parts 57a of section 44 are folded back, at right angles to. the central part 58, and are supported by the lower part 64 of the guide channel 56. Thus, the section 44 is formed in a U, the side parts 57a thereof following its central part 58 in its movement. through the guide channel
56.
FINISHING STAPLES.-
A stop piece, such as an anvil 61 ,. can be moved in the channel, guide 56, on either side of a blocking position. In this locking position, the central part 58 of the clip abuts against this anvil 61 which stops its travel in direction C.
This stop is arranged so that, when it operates its function, the lateral parts 57a of the clip can be terminated by cutting the free end of each of the legs 57 to a determined length and by pointing it along a line. angle which may also be determined, for example from 30 to 45 with respect to direction C.
The cutting device 45 of the machine 21 comprises a shearing device 66 for the cbupe of the tips of the staples as mentioned above. The shearing mechanism 66 has two heads, or punches, 67 which can
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wind have a square cross section, The shear ridges 68 are formed in the lower surface 64 of the guide channel 56, The shear device 66 further comprises a cam 69, keyed to the shaft 28, and a follower. cam in the form of a lever with two arms 71 articulated on the shaft 49. The shearing heads 67 are actuated by the free arm of the lever 71.
The clippings can be sucked up through the already mentioned vacuum pipe,
The pusher 54 has cutouts 72 to provide passage for the shear heads 67.
If desired, the severing of the wire and bevel cutting of its ends can be performed with a single set of punches, instead of the two sets 51 and 67, and can also be performed by a single operation before the U-forming. .
A lifting device 73 is arranged for raising and lowering the anvil 61 at a rate corresponding to the forming strokes of the pusher 54. The lifting device 73 comprises a cam 74, keyed on the shaft 28, and a cam follower in the form of the lever with two arms 76 articulated around the fixed axis 77.
To allow adjustment of the anvil 61 to obtain different lengths of staple legs, the latter has its front surface 78 inclined or has a decreasing cross section and is provided with a screw 79 engaging a thread. made in the free end of the lever 76, When the screw 79 is turned, the impact position of the inclined surface 78 with the central part 58 of the clip is changed and this central part disposed in the position corresponding to the new desired leg length 57.
After shearing the end of the legs,
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the anvil 61 is brought back from the position in which it blocked the way for the clip 26 in the guide channel by passing through the orifice 81 of this channel,
Removal of the anvil 61 clears the way for the now complete clip 26 which can continue to move in the direction. C in order to take place in a charger,
A support 82, disposed on the frame 22 carries the fixed axis 77, the rod 34 arranged so that the latter can slide, and the fixed pivot shaft 49. The frame 22 also carries the supports 83 receiving the shaft. with cams 28.
Each of the cam followers is subjected to the action of a return spring, as is conventional, but, for the sake of clarity, these springs have been omitted with the exception of that, previously described and bearing the reference 37, which is applied to the rod 34.
The punches 51 and the shear heads
67 are also provided with return springs for their lifting when the arm of the cam follower which respectively controls them is raised,
The control device 55 comprises a cam
84, keyed to shaft 28, an elbow lever 86 and the aforementioned pusher 54. The cam 84 is made so as to move the pusher 54 in the direction C a first time, until this pusher abuts against the anvil 61, and a second time after removal of this anvil,
ADAPTATION OF THE MACHINE TO THE MANUFACTURE OF MINIATURE STAPLES
OF VARIOUS DIMENSIONS.
The machine 21 can be adapted for forming, shearing; and loading various staples.
For example, the staples considered above may have a wire thickness of about 0.1 mm to 0.4 mm, a width "b" of about.
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1.2mm to about 4mm and a leg length of about 1.2mm to about .3.5mm.
An adapter plate 87 provided for each staple size carries a die 52 having a pusher 54, the shear heads 67 and the punches 51. The change in size of the staples requires, in addition, the change or the modification of the pusher cam 84 and the adjustment of the anvil 61 using the screw 79 previously described.
LOADING STAPLES.-
A loading device allows the staples to be placed in a loader. This device comprises the pusher 54, a support for the loader and a device for the progressive advancement of this support so that the loader receives a new staple at each cycle of operations of the machine.
In the embodiment which is the subject of the figures
1 and 2, the support is designated by the reference 88 and comprises a loader 89 mounted so as to be able to rotate on a fixed horizontal shaft 91 supported by the frame 22.
Another way to rotate the socket by a determined angle is to place it in a hexagonal or octagonal support and to rotate this support on a suitable base.
The support 89 is adapted to receive two half-sleeves 92 of the type shown in Figures 8 and 9,
When the two half-sleeves 92 are brought together, they have six orifices or openings 93, angularly offset from one another by 60, for receiving the clips 26. However, the half-sleeves 92 may have a different number. orifices, either four, offset by 90, or eight, offset by 45, for example,
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The periodic advancement or distribution device, generally indicated at 94, is intended to advance the support 89 from one orifice 93 to the next after loading a staple 26,
It comprises an advancement cam 96 and a cam follower 97 formed by an articulation train, the first element of which is a single-arm lever 98 and the last element a pawl 99. The support 89 comprises a ratchet wheel. 101, the number of teeth of which corresponds to the number of orifices and which cooperates with the pawl 99, ie six teeth 101 in the present case of six orifices. The mounting of the support 89 on the shaft 91 is effected in such a way that the circumference along which the orifices are distributed overlaps the guide channel 56.
Following the modification shown in Figures 10 and 11, a support 102 can rotate around a shaft. vertical 103 and receive a series of cartridges 104, eight for example, each of which can be loaded with a single staple received and retained in its opening 106. The holder is arranged such that the circumference along which the openings 106 are distributed is superimposed with the guide channel 56.
The distribution or advancement is carried out in a manner similar to that already described, the support 102 carrying a ratchet wheel 107.
Figures 12 and 13 show an embodiment in which a multi-staple cartridge constitutes the holder 108 of the holder device. This cartridge can rotate around the horizontal shaft 91. The holder device can include a ratchet wheel similar to that previously designated by 107, but, in practice, a ratchet wheel 109 is integrated into the cartridge with multiple staples in order to communicate its advancement movement to it.
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periodically. The clips .26 are changed one by one in each of the receiving and retaining openings 111.
According to the modification shown in FIG. 14, a support device 112 comprises a toothed support 113 provided with a cartridge 114 for a series of staples, the orifices or openings 116 of the staple receptacles of this cartridge being aligned in a row. unique, The periodic advancement device comprises a rotary cam 117, which can be controlled by the shaft 28, and a pawl 118.
FIG. 15 shows another arrangement relating to the periodic advancement of a cartridge 119, the openings of the staple receptacles 121 of which follow one another in parallel. The support device comprises a toothed support 122 and the periodic advancement device 123 is designed to move this file vertically,
In the modified devices of Figures 14 and 15, the respective cartridges 114, 119 are elongated in shape and are moved in the longitudinal direction to successively bring the respective openings 116, 121 into superposition with the channel. guide 56 under the action of the respective devices for periodic advancement.
OPERATION.-
The machine works as follows:
The motor 29 (or the crank in a manual machine) rotates the camshaft 28 through the transmission gear 31.
As shown in Figure 3, a complete cycle of operations is performed with each revolution of the camshaft 28.,
The wire 24, coming from the spool 23, is advanced by the feed mechanism in the direction to the cutting station 43 where a section 44 of this wire, of
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predetermined length "a" is severed.
Then, the pusher 54 comes into contact with. the central part of the wire section 44 and pushes it into the guide channel 56 (figure 6) of the fixed part 53 of the die in direction C, at right angles to the previous feed direction A. of this movement, the side parts 57a of the section 44 are folded back, which gives this section a U-shape.
The anvil 61, penetrating through the opening 81, temporarily blocks the movement in the direction C of the section 44 which has just received its U-shape. During this blocking, the legs 57 are trimmed by the shearing device 66.
Then, the anvil 61 is extracted from the guide channel 56. and the pusher 54 starts again to push the clip in the direction C in order to transfer it from this guide channel 56 into the respective opening of the clip holder. to be loaded.
The holder device arranges the holder so that a staple receiving opening is superimposed with the guide channel 56, which allows the pusher 54 to transfer a staple 26 from the guide channel 56 into said guide channel 56. opening.
The periodic advancement device then rotates the support so that the next opening is superimposed on said channel 56.
This completes the cycle in which a staple has been cut in the supplied wire, U-shaped, trimmed, loaded into the carrier and this carrier moved.
The diagram of such a cycle is shown in FIG. 3 in which the cycle is plotted on the abscissa and the amplitude of the control cam is ordered. The right
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E represents the feeding of the wire, the straight line F the cutting, the straight line G the anvil operation, the straight line H the U-forming, the straight line I the operation which consists in trimming the arms 57, the right J the loading and the right K the displacement of the support.
Cycles follow one another until all openings in a media have received a staple, after which the operator replaces the loaded media with an empty media.
As has been previously described, the machine 21 can be adapted to various staple sizes. And is capable of loading both "socket" type cartridges, single-staple cartridges or multiple-staple cartridges, by circular distribution, only cartridges in which the staples are arranged in series or in parallel, by advancement or linear distribution.
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