DE69132831T2

DE69132831T2 - Schweissen von Kunststoffrohren unter hermetischen Abschluss

Info

Publication number: DE69132831T2
Application number: DE69132831T
Authority: DE
Inventors: John B. Shaposka; Dudley W. Spencer
Original assignee: Denco Inc
Current assignee: Denco Inc
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2011-08-29
Also published as: EP0483478A2; DK0483478T3; US5158630A; JPH06226855A; DE69132831D1; JP3009765B2; EP0483478A3; EP0483478B1; MX173972B

Description

Die folgende Erfindung bezieht sich auf sterile und voll einschließende Schweißtechniken für fluidgefüllte Plastikschläuche, die bakterielle Nekrose durch rheologische Dynamik steuern.
Bekannte Patente, wie beispielsweise unser US-Patent Nr. 4,793,880 und die US-Patente 4,610,670 und 4,369,779 des Miterfinders Dudley W. Spencer zeigen Verfahren, die, sobald der Vorgang beginnt, keine Steuerung über miteinander in Beziehung stehenden Serien von Vorgängen besitzen, die zu einer sterilen Verbindung führen. Zum Beispiel wurde kein Versuch gemacht, außer der Einstellung der oberen Termperaturgrenze der Schneidmittel, um den Schweißvorgang zu steuern, um Sterilität jedes Mal zu gewährleisten, wenn eine Schweißung durchgeführt würde. Variablen, wie z. B.:
ein Temperaturabfall der Klinge durch das Schneiden des Plastiks oder Fluids,
Plastik-Rheologie,
Abfallkontrolle,
Schweißfestigkeit,
Fläche bzw. Stiftlöcher innerhalb der Verbindung,
Lumeneinschluss,
bakterielle Morphologie und Nekrose
liegen alle außerhalb der Steuerung bzw. Kontrolle während der kritischen Phasen der Prozessdynamik. Darüber hinaus hinterlassen die Prozesse bzw. Verfahren zwei leckende Stummelenden, die für die Handhabung gefährlicher Fluide unakzeptabel sind.
Unser US-Patent 4,753,697 löste das Problem der leckenden Stummelenden, aber es wurde kein Versuch unternommen, eine Kontrolle über die Prozessdynamik zu gewinnen.

Die Erfindung

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, welche Kontrolle über den Schweißvorgang gewinnen durch Eliminieren der Schneidanforderungen und Substituieren eines Plastik-Schmelz-Wisch- Verfahrens, das die Kontrollniveaus hinsichtlich:
Plastik-Rheoiogie,
Bakterien-Nekrose,
Abfallkontrolle,
Lumeneinschluss und
Schweißfestigkeit
auf einen Punkt erhöhen, bei dem sterile und Volleinschluss-Leistung sicher gestellt wird.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt in dem Vorsehen einer Verlässlichkeit für das sterile und vollständige Einschließen, was bisher im Stand der Technik nicht erreicht wurde.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Schweißen eines Paars hohler Plastikschläuche, ein Volleinschluss-Schweiss-System für Plastikschläuche und eine Schlauchenden-Entfernungseinheit zum Entfernen der Enden von ausgerichteten und beabstandeten Plastikschläuchen gemäß den Ansprüchen 1, 2 bzw. 9 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
In einer alternativen Form dieser Erfindung werden die gebogenen Enden der Schläuche vorgeschnitten durch ein Paar Klingen, und zwar vor dem Schmelzschritt.

Die Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Seitenaufrissansicht eines gesamteinschließenden Schweiß- Systems gemäß dieser Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das System gemäss Fig. 1;
Fig. 3 eine Vorderaufrissansicht des Systems gemäß den Fig. 1-2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das System gemäß den Fig. 1-3 in einer späteren Betriebsphase;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine modifizierte Form des Systems gemäß dieser Erfindung;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Scheibe bzw. eines Wafers, der mit dieser Erfindung verwendbar ist;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine bekannte Technik;
Fig. 8-10 Draufsichten, welche schematisch die Scheibe und einen Schlauch während unterschiedlicher Stufen zeigt, in denen ein Schmelzen in dem Schlauch auftritt;
Fig. 11A und 11B Draufsichten, die schematisch eine alternative Form dieser Erfindung zeigen;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die eine alternative Form einer Scheibenanordnung zur Durchführung des Vorgangs gemäß Fig. 11A darstellt;
Fig. 13-14 Draufsichten, die schematisch die Verwendung der Scheibe gemäß Fig. 12 in unterschiedlichen Betriebsphasen darstellen;
Fig. 15 eine linksseitige Endaufrissansicht der Scheibe gemäß Fig. 13;
Fig. 16 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form einer Scheibe bzw. eines Wafers, die bzw. der in der Lage ist, die Vorgänge sowohl der Fig. 11A als auch der Fig. 11B durchzuführen;
Fig. 17 eine Draufsicht der Scheibe gemäß der Fig. 16;
Fig. 18 eine perspektivische Ansicht einer noch weiteren modifizierten Form einer Scheibe bzw. eines Wafers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 eine Seitenaufrissansicht, die die Scheibe gemäß Fig. 18 zeigt;
Fig. 20 eine Draufsicht, die die Scheibe gemäß den Fig. 19-20 zeigt.

Detaillierte Beschreibung

Die folgende Erfindung basiert auf den Techniken, die in unserem US-Patent 4,753,697 beschrieben wurden. Der Hauptunterschied der vorliegenden Erfindung gegenüber dem '697-Patent liegt darin, dass bei der folgenden Erfindung eine Wischwirkung zwischen den Heizungsmitteln und den Plastikschläuchen erfolgt. Das '697-Patent befasst sich jedoch hauptsächlich nur mit zwei Verfahren zum Erreichen einer Schweißung. Das erste Verfahren ist ein Schlitz-Schneid-und-Strahlungs-Heizverfahren, das die Notwendigkeit für eine Scheibe eliminiert. Um bakterielle Nekrose an der Innenwand zu erreichen, neigt die Strahlungswärme dazu, das Plastik bis zu einem Punkt zu schmelzen, bei dem Rheologie-Kontrolle verloren geht, und dadurch wird die Prozessverlässlichkeit beeinträchtigt. Das zweite Verfahren ist ein Schmelzvorgang, bei dem die Heizmittel stationär angeordnet sind.
Wie in den Fig. 17-20 des '697-Patents gezeigt ist, ist die erwärmte Scheibe bzw. der Wafer stationär während des Schmelzvorgangs und wird dann wegbewegt, um eine Stumpf- bzw. Stumpfnaht-Schweißung zu erreichen. Das Wärmereservoir neigt dazu, sich durch das Schmelzen durch das Plastikmaterial zu erschöpfen, so dass die Temperaturen, die an den Innenwänden benötigt werden, um Bakterien abzutöten, nicht so verlässlich sind, wie es zweckmässig wäre. Das Anheben der Temperatur der Heizmittel würde dazu neigen, kontraproduktiv zu sein, da die Plastik-Rheologie-Kontrolle verloren ginge und verschlechtertes Plastik an dem Schweißort abgeschieden würde. Fig. 7 zeigt zum Beispiel eine solche Technik, bei der der Strahlungsheizer 1 die geschnittenen Enden 2 der Plastikschläuche T erwärmt. Es werden Bakterien gebildet, die durch das Bezugszeichen BA angezeigt sind.
Die Fig. 8-10 illustrieren die Hauptwirkungen, auf denen die vorliegende Erfindung basiert, und zwar bezüglich einer der Schläuche. Wie hier dargestellt, ist der Schlauch T auf sich selbst zurück gefaltet und in der Nähe einer Scheibe bzw. eines Wafers W angeordnet, der das gefaltete Ende des Schlauchs T erwärmt. Während sich der Schlauch und die Scheibe näher zueinander bewegen, ergibt sich ein Schmelzen des Schlauchs, wie durch die gestrichelten Linien M gemäß Fig. 9 dargestellt ist. Schlussendlich wird das gefaltete Ende vollständig geschmolzen und der Schlauch ist gegen oder sehr nahe zu der Scheibe W angeordnet. Demgemäß wird das hohle Innere der zwei ausgerichteten Schlauchabschnitte T, T durch eine Schmelz- oder Wischwirkung freigelegt, statt dass die Scheibe durch jeden Schlauch hindurch schneidet, wie es beim Stand der Technikvorgesehen wurde.
Die Figuen 1-3 illustrieren eine vollständig einschließende Schweißeinrichtung oder ein System 10 gemäß dieser Erfindung. Wie dort dargestellt ist, ist ein Paar von Haltern 12, 14 vorgesehen, in denen Schläuche T, T angebracht sind und in einer bekannten Art und Weise eingeklemmt sind. Die Halter 12, 14 sind zur Relativbewegung zueinander angebracht, die durch die Pfeile dargestellt ist. Die Scheibe W ist an einer bewegbaren Einheit 16 angebracht, die in irgendeiner geeigneten Art und Weise, wie z. B. durch einen Motor 18 angetrieben ist, der an einer Antriebswelle 20 befestigt ist, die wiederum mit der Einheit 16 verbunden ist. In der ersten Betriebsstufe wird die Scheibe W erhitzt, bis sie die Bakterienabtöturigs-Temperatur von mindestens ungefähr 260ºC (500ºF) erreicht. Die Anbringungseinheit 16 beginnt dann, sich nach rechts gemäß Fig. 2 zu bewegen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Schmelzrate des Plastiks der Schläuche T gesteuert wird.
Jeder Schlauchhalter ist mit einem Kontaktglied oder einem Nocken 22 in der Form einer Rolle versehen, die angebracht ist zur Positionierung gegen die sich verjüngenden Kanten 24 des Waferhalters oder der Anbringung 16. Die Halter 12 und 14 werden in irgendeiner geeigneten Art und Weise zu einander bewegt, wie beispielsweise über den Einfluss von Federn 26, die an Pfosten 28 befestigt sind, und zwar an jedem Halter. Während sich somit die Anbringungseinheit 16 nach rechts bewegt, drängen die Federn 26 die Nocken oder Rollen 22 dazu, Kontakt mit den Kanten 24 der Anbringungseinheit 16 beizubehalten. Infolgedessen werden die Schläuche in einer kontinuierlichen Art und Weise mit einer vorbestimmten Vorschubrate zueinander bewegt. Die koordinierte gesteuerte Bewegung der Schläuche zueinander, während sich die Scheibe bewegt, ist charakteristisch sehr unterschiedlich gegenüber dem '697-Patent.
Fig. 4 illustriert den Zustand der unterschiedlichen Elemente der Vorrichtung 10, wenn sich die Rollen 22 um ungefähr die Hälfte des Weges entlang der Kanten 24 der Anbringungseinheit 16 bewegt haben. Durch diese Anordnung werden die Schläuche T, T in intimen Kontakt mit (oder mit dem gewünschtem engen Abstand zu) der Scheibe W erhalten, und zwar von dem Moment an, an dem die Scheibe als erstes in den Spalt zwischen den ausgerichteten Schläuchen eintritt, bis die Scheibe vollständig durch den Spalt hindurch gegangen ist. Während dieser Bewegung werden die Schlauchenden graduell geschmolzen, wie in den Fig. 8-10 dargestellt ist. Ein Vorteil liegt darin, dass die Bewegung in eine einzige Richtung erfolgt.
Nachdem die Scheibe W die Schläuche T, T passiert hat, werden die geschmolzenen Enden der ausgerichteten Schlauchabschnitte zusammengedrückt, um eine Schweißung zu erzeugen. Die geschweißten Schläuche werden dann aus den Klemmen an den Haltern 12, 14 entfernt und die Scheibe kann ersetzt werden durch eine neue Scheibe oder die alte Scheibe kann gereinigt und wieder verwendet werden. Die Querstange oder Anbringungseinheit 16 wird dann in ihre Startposition, die in den Fig. 1-3 dargestellt ist, zurückgeführt.
Der Schweißvorgang ist somit dadurch gekennzeichnet, dass er nicht durch die Schläuche schneidet, um eine Schweißung durchzuführen. Die Aktion ist ein Schmelz-Wisch-Vorgang, bei dem die Rate des Scheiben- und Schlauchvorschubs auf der Schmelzrate des Plastikmaterials basiert. Die Scheibe dient als Schmutzsammler und Schmelzzug-Dichtungssteuermittel.
Fig. 6 illustriert eine Scheibe W mit dem geschmolzenen Plastikmaterial P von den Schläuchen T, das an jeder Seite der Scheibe W anhaftet. Vorteilhafterweise fällt dieser Rest oder das Plastikmaterial P von der Scheibe W ab, ohne die Notwendigkeit für einen speziellen Reinigungsvorgang. Demgemäß kann, wenn dies gewünscht wird, dieselbe Scheibe für mehr als einen Vorgang wieder verwendet werden.
Fig. 5 illustriert eine Variation dieser Erfindung, bei der ein pulsierender Effekt erzeugt wird, während sich die Scheibe zwischen den Schläuchen T bewegt. Dieser pulsierende Effekt wird erzeugt durch Ausbildung der Kanten 24A in einer gewellten Art und Weise mit einer Serie von glatten Ausnehmungen, so dass die Schläuche nahe zueinander gedrückt werden, während die Rollen 22 in die Ausnehmungen eintreten und die Schläuche dann leicht auseinandergezogen werden, während die Rollen 22 aus den Ausnehmungen austreten. Diese pulsierenden Bewegungen verkürzen sowohl die Zeit als auch den Abstand, die bzw. der für einen effektiven Betrieb benötigt wird. Z. B. würde ein Vorgang, der eine Länge von 5 Zoll in einem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1-3 benötigt, auf nur 2 Zoll in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 reduziert.
Die Schmelz-Wisch-Wirkung dieser Erfindung kann gefördert werden durch eine Variation, die im Prinzip in den Fig. 11A und 11B dargestellt ist. Wie hier dargestellt, würde ein Paar von Schläuchen T, T in Haltern 12, 14 angebracht, wie zuvor beschrieben. Eine Abstandsstange 30 könnte an den gebogenen Enden der Schläuche positioniert werden. Es sei bemerkt, dass eine solche Abstandsstange auch in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzt bzw. positioniert werden könnte. Die Durchführung der Erfindung gemäss den Fig. 11A und 11B umfasst eine Vorschneid-Aktion, so dass weniger Zeit benötigt wird, um ein Schmelzen der Schlauchenden zu bewirken. Dies wird erreicht durch Vorsehen eines Paars von Schneiden 32, 34, welche sich entlang Pfaden bewegen können, die voneinander beabstandet sind, um die gebogenen Enden B der Schläuche in einem vorläufigen Vorgang zu schneiden, wie in Fig. 11A dargestellt ist. Nachdem die gebogenen Enden B geschnitten und entfernt wurden, würde eine Scheibe 36 in den Spalt zwischen den geschnittenen Schläuchen eintreten und simultan mit der Bewegung der Scheibe in dem Spalt würden die Schläuche zueinander gedrückt, wie zuvor beschrieben. Dieses Konzept könnte durchgeführt werden, indem die Schneiden 32 und 34 als separate beabstandete Glieder vorgesehen werden, die sich gemeinsam bewegen, um simultan beide Schläuche zu schneiden, oder sie könnten durchgeführt werden unter Verwendung einer einzelnen Schneide zum sequenziellen Schneiden jedes Schlauchs. Zusätzlich könnten die Schneiden 32, 34 an separaten Antrieben angebracht sein oder sie könnten an demselben Antrieb wie die Scheibe 36 angebracht sein. Wenn die Schneiden 32, 34 an demselben Antrieb oder der Anbringungseinheit angebracht sind, wie die Scheibe 36, dann würde der Teil der Anbringungseinheit gerade Seiten besitzen, so dass die Schläuche T, T stationär bleiben würden und nicht zueinander bewegt werden, wie es der Fall ist, wenn die Schmelzscheibe 36 zwischen den Schläuchen hindurchgeht.
Die Fig. 12-15 illustrieren eine Art und Weise zur Durchführung des Ausführungsbeispiels der Erfindung, das konzeptionell in den Fig. 11A und 11B dargestellt ist. Wie hier dargestellt, sind das Paar von Schläuchen T, T in den Haltern 12, 14 angebracht mit einer Abstandsstange 30, die an dem Biegeteil der Schläuche angeordnet ist. Die Schneiden 32, 34 weisen die abgeschrägten Führungskanten einer Scheibe 38 des Kupfermantel-Typs auf, die an ihrem Folge-Ende gebogen ist, um einen Satz von beabstandeten Wänden 46, 48 vorzusehen, welche in scharfen Kanten enden, um die Schneiden 32, 34 zu bilden bzw. aufzuweisen. Eine Kerbe 40 ist an dem gebogenen Folge-Ende des Mantels 38 angeordnet. Eine geeignete Heizvorrichtung, wie beispielsweise ein Keramikheizer 42 mit einem Heizelement 44 daran ist teleskopartig in dem Raum zwischen den beabstandeten Wänden des Mantels 38 aufgenommen. Wie am besten in Fig. 15 dargestellt ist, umfassen die Seitenwände 46, 48 des Mantels 38 Fortsätze 50, 52, die nach oben gegen die Hauptteile der Seitenwände 46, 48 gebogen sind, und dann in horizontalen Flanschen 54, 56 enden, die einander überlappen. Diese Anordnung erzeugt effektiv einen Schild oberhalb des Keramikheizers 42, um zu verhindern, dass Material von den geschnittenen Enden B, B auf den Heizer 42 tropft.
Der Mantel 38 ist an einem Anbringungsblock 58 angebracht, der eine U- förmige Ausnehmung 60 besitzt zur Aufnahme des unteren Teils eines Heizers 42. Die Wände 62, 64 des Anbringungsblocks 58 sind von einander beabstandet, aber werden zueinander gedrückt durch Federclips, welche jegliche geeignete Form einnehmen können. Z. B. wird, wie in Fig. 12 dargestellt ist, die Druckwirkung erreicht durch Anbringung einer Feder 66 an einem Paar von Stiften 68, 70, an den jeweiligen Wänden 62, 64. Die Federclips drücken gegen den Heizer 42, um sicherzustellen, dass der Heizer an seinem Platz bleibt. Die sich ergebende Einheit würde bezüglich der Halter 12, 14 so positioniert werden, dass die erhitzten Schneidkanten oder Klingen 32, 34 in einer Linie mit den Schläuchen T, T liegen. Wenn dann die Einheit in Kontakt mit den gebogenen Enden bewegt wird, beginnt somit eine Schneid- und Schmelzwirkung, die fortfährt, bis die Schneidkanten 32, 34 vollständig durch die gebogenen Enden hindurch gegangen sind. Die gebogenen Enden sind wiederum in dem Raum zwischen den Wänden 46, 48 eingeschlossen und werden darin eingefangen durch die Ausbuchtung 72, welche die Wände 46, 48 verbindet. Das Material von den geschnittenen Enden B, B verbleibt somit bei der Einheit, während sich die Einheit von den Schläuchen wegbewegt. Die Schläuche würden dann zueinander gedrückt werden, und zwar in einer Bewegung, die mit der Vorwärtsbewegung der Scheibe 36 durch den Raum zwischen den Schläuchen T, T koordiniert wird, wie zuvor beschrieben wurde. Fig. 13 illustriert z. B. die Vorschneid-Einheit 38 in ihrer Position, bevor die Schneidwirkung auftritt. Fig. 14 illustriert die Schneid-Einheit, nachdem die gebogenen Enden B, B geschnitten wurden, wodurch die freigelegten Enden der Schläuche T, T in einem ausgerichteten Zustand (squared off condition) verbleiben.
Die Fig. 16-17 illustrieren eine Variation dieser Erfindung, bei der die Scheibe 16 integral mit der Vorschneid-Einheit abgebildet ist.
Wie hier dargestellt, würde der Kupfermantel 38A den selben allgemeinen Aufbau besitzen, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12. Die Seitenwände 46, 48 würden jedoch Fortsätze 74, 76 umfassen, welche durch ein Zusammenlaufen näher beieinander wären und die vorzugsweise in Kontakt miteinander wären. Die Fortsätze 74, 76 enden in einem Bucht- bzw. Ausnehmungsteil 72. Die Fortsätze 74, 76 würden gemeinsam als die Scheibe 36A dienen, da die Seitenwände 74, 76 durch den Keramikheizer 42 erwärmt würden, und zwar in derselben Art und Weise, wie die Seitenwände 46, 48 für den Vorschneid-Vorgang erwärmt werden. Die Einheit würde an einer Scheibenanbringungseinheit angebracht werden, wie beispielsweise die Einheit 16, wie zuvor beschrieben. Die Schläuche T, T würden beginnen, sich zueinander zu bewegen an dem Übergang, an dem der Mantel 38 seine Seitenwände beabstandet zueinander besitzt und die dann zusammenlaufen zu dem Punkt, an dem seine Seitenwände 74, 76 nebeneinander liegen. Die unterschiedlichen Stufen der Schläuche T, T sind entlang unterschiedlicher Teile der Relativbewegung des Mantels 38A dargestellt.
Die Fig. 18-20 zeigen eine weitere Modifikation dieser Erfindung, die die einheitliche Vorheiz- und Wisch-Scheibe 36B beinhaltet. Die Scheibe 36B besitzt einen ähnlichen Aufbau zu der Scheibe 36A mit der Ausnahme, dass statt einem Paar von Wänden an dem Wisch-Schmelzabschnitt wie beispielsweise die Wände 74, 76 in Fig. 16 ein Teil einer Wand aufgeschnitten oder eingekerbt ist, wodurch nur eine einzelne Wand 76B verbleibt, die dazu dient, die Schmelz-Wisch-Wirkung zu bewirken. Somit würde die Scheibe 36B noch immer einen Mantel 38B umfassen mit einem Paar von Wänden 46B, 48B, wobei der Heizer 42B in dem unteren Teil zwischen den Wänden angebracht ist. Wie in Fig. 18 dargestellt ist, würden die Schläuche T, T anfänglich gebogen und würden dann in dem Pfad des Schneid-Teils der Scheibe, der durch die abgeschrägten Führungskanten der Wände 46B und 48B gebildet wird, angeordnet. Die Scheibe 36B bewegt sich zu den Schläuchen T, T wie in dem linksseitigsten Teil der Fig. 19-20 dargestellt ist. Wie dann mit gestrichelten Linien dargestellt ist, würden die Schläuche geschnitten werden, um abgekantet zu sein und schlussendlich würde die Wand 76B eine Schmelz-Wisch-Wirkung bewirken, wie an dem rechtesten Teil der Fig. 19-20 dargestellt ist, so dass die Schlauchabschnitte dann zusammengeschweisst werden könnten.
Es sei bemerkt, dass die unterschiedlichen Aspekte dieser Erfindung durchgeführt werden können, während die Schläuche entlang einer Vertikalachse oder einer Horizontalachse gebogen sind. Die Schläuche könnten somit die Position der in Fig. 12 gezeigten Bewegung oder der in Fig. 18 gezeigten Position einnehmen.
Das Schmelz-Wisch-Konzept dieser Erfindung ist ein deutlich unterschiedlicher Vorgang gegenüber der Schneide- und Verschiebelehren der US- Patente 7,369,779 und 4,610,670, um eine sterile Verbindung herzustellen. Zusätzlich lehren die '779 und '670-Patente auch das Konzept eines kontinuierlichen "Schmelzpools" an der Plastik-/Heizmittelübergangsfläche, um Bakterien aus der Schweißung auszuschließen. Die vorliegende Erfindung lehrt jedoch, dass ein kontinuierlicher Schmelz-Pool nicht benötigt wird, vorausgesetzt, dass der Schweißort in großer Nähe zu den Heizmitteln bleibt, aber diese nicht notwendigerweise berührt.
Bei dieser Erfindung kann der Plastikrest von den Heizmitteln oder der Scheibe entfernt werden, indem die Scheibe oberhalb der PVC- Zersetzungstemperatur (177ºC) (350ºF) gehalten wird, um zu erlauben, dass das Dioktalphlat verdampft. Das restliche verkohlte PVC fällt dann von der Scheibe ab und hinterlässt eine saubere Oberfläche. Das Wesentliche dieser Entdeckung liegt darin, dass die Scheibe nicht nach jeder Schweißung ausgetauscht werden muss, wie es derzeit die Praxis ist.
Wo die Erfindung für Schlauchgrößen des Bluttaschen-Typs (0,4 cm oder 0,156 Zoll Außendurchmesser) eingesetzt wird, ist die Schmelz-Wisch- Aufstampfung, die benötigt wird, um eine feste Schweißung durchzuführen, ohne einen erheblichen Schlauch-Flansch (5,1 cm, 2 Zoll) das eine akzeptable Länge für den erhitzten Wafer ist. Für CAPD-Schläuche (0,55 cm oder 0,215 Zoll Außendurchmesser) beträgt die Aufstampffläche 12,7 cm (5 Zoll). Um diese Länge auf 5,1 cm (2 Zoll) oder weniger zu reduzieren, wird die "Berührungs- und Abhebe-Technik" verwendet. Das Konzept, da ein kontiuierlicher "Schmelz-Pool" nicht benötigt wird, macht diese Idee praktisch anwendbar.
Obwohl eine Scheibe mit glatter Oberfläche bevorzugt wird, kann die Schmelz-Wisch-Aufstampffläche auch reduziert werden durch Aufrauhen der Oberfläche der Scheibe, die das PVC kontaktiert. Im Wesentlichen versuchen alle Aufrauhverfahren, als eine Wärmefeile zu wirken. Die folgenden sind mögliche Verfahren, die in absteigender Reihenfolge der Effektivität aufgelistet sind:
Nagelfeile;
Räumnadel;
perforierte Löcher;
Schlitze;
grobes Elektroplatieren;
grobes Sandstrahlen;
Säure-Ätzen;
Nachschlagen bzw. Prägen.
Die aufgerissenen bzw. aufgerauhten Oberflächen negieren bzw. behindern die Eigenschaft, dass verkohltes PVC losgelöst wird, wie es bei einer glatten Scheibenoberfläche erreicht würde. Aus diesem Grund ist unser bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine Scheibe mit glatter Oberfläche, kombiniert mit dem Berührungs- und Abhebevorgang.
Das "Berührungs- und Abhebe"-Konzept funktioniert, da während das PVC schmilzt (wenn es in Kontakt mit der Scheibe ist) es vorzugsweise zäher an dem Kupferwafer anhaftet als an dem Grund-PVC. Wenn das PVC von der Scheibe abgehoben wird, zieht das zähe Halten des PVCs an der Scheibe und die Oberflächenspannung innerhalb des Schmelz-Pools den PVC- Schmutz von dem Schweissort weg, wodurch die Schmutzansammlung an der Scheibe unterstützt wird.
Die Konzepte dieser Erfindung können mit den Techniken der Mutteranmeldung mit der Seriennummer 569,855 durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, die folgenden Ziele zu erreichen:
Nicht-Schneiden der Schläuche: Die gesamte Prozesskontrolle wird durch das Schmelz-Wischen erreicht;
eine Ein-Wege-Wischwirkung, zum Steuern der Plastik-Rheologie und zum Steuern des Plastikabfalls;
keine Rekontamination des Verbindungsortes;
Schmelz-Pool-Abdichtungskontrolle;
eine nicht-lineare (nicht zurückziehbare) Wirkung;
Minimieren von Di-Oktal-Phlat Aerosolen;
an Bord befindliche Rückkoplungssteuerung der
Heizmittel-Anfangstemperatur,
Heizmittel-Wärmesenke,
Heizmittel-Verkehrungsrate,
Vorschubrate des gefalteten Schlauchs in die Heizmittel hinein; alle Bereiche der freigelegten Schlauchoberflächen werden gleichförmig behandelt;
Messung der Heizmittel beim Schlauchaustritt, um sicher zu stellen, dass Bakterien-Nekrose Temperaturen erreicht wurden;
mittels Steuern des Plastik-Schmelzens, der Rheologie und der Abscheidungsrate, um Überschuss von dem Schweissort weg zu entfernen;
Mittel zum Steuern der Schlauch-Aussenffanschgröße für optimale Festigkeit und Ästhetik;
Mittel zum Steuern des Schmelzens in dem Bereich des Schlauch- Lumens, um Einschlüsse zu vermeiden und zum Minimieren der Kraft, die benötigt wird zum erneuten Öffnen des Lumens;
Mittel zum Vorsehen eines vollständigen Einschlusses;
Mittel zum Vorsehen mehrfacher Schweisstaschen zum Hinzufügen oder Entfernen von Plastik- (pharmazeutischen) Verbrauchsmaterialien.
Demgemäß ist es möglich, die vorliegende Erfindung für die folgenden Anwendungen und Verbrauchsmaterialien einzusetzen:

Anwendungen:

Blutverarbeitung
CAPD-Renal
Plasma Pheräse
Fraktionierung
Harndrainage
Bio-Tech
Krankenhaus-Pharmazie-Anwendungen
Allgemeine biologische und chemische Laborverwendung
Chemotherapie
TPN
intravenöse Lösungszusätze
usw.

Verbrauchsmaterialien:

Filter
Membranen
Proben
Nährstoffe
Impfmittel
Puffer
Antibiotika
Isotope
Hepatitis- und Aids-Anzeiger
Proben
usw.

Claims

1. Verfahren zum Schweißen eines Paars hohler Plastikschläuche (T), wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Anbringen der Schläuche in Ausrichtung miteinander durch Biegen des Schlauches und Anbringen der gebogenen Schläuche in voneinander beabstandeten, ausgerichteten Schlauchhaltern (12, 14), und zwar mit einem Spalt zwischen den gebogenen Schlauchenden, Erwärmen eines Wafers (Scheibe), Bewegen des Wafers durch den Spalt, gleichzeitiges Pressen der gebogenen Enden der Schläuche gegen den Wafer während der Bewegung des Wafers durch den Spalt, wobei der Wafer in Kontakt mit den gebogenen Enden der Schläuche gehalten wird und er diese schmelzt während der Wafer sich durch den Spalt bewegt, um die gebogenen Endender Schläuche zu schmelzen und dadurch ihr hohles Inneres durch einen Schmelz-Wischvorgang freizulegen, und Drücken der geschmolzenen Enden der ausgerichteten Schläuche in Kontakt miteinander nachdem sich der Wafer durch den Spalt bewegt hat, um die ausgerichteten Schläuche zusammen zu schweißen.

2. Schweißsystem des Volleinschlußtyps für Plastikschläuche (T), das folgendes aufweist:

Ein Paar ausgerichteter Schlauchhalter (12, 14) zum Halten eines Paars gebogener Plastikschläuche (T) in Reihe oder Linie miteinander, einen Wafer (W), der in der Lage ist, auf eine erhöhte Temperatur erwärmt zu werden zum Schmelzen der Plastikschläuche, wenn die Plastikschläuche mit dem Wafer in Kontakt sind, wobei der Wafer an einer Waferanbringungseinheit (16) angebracht ist zur Bewegung des Wafers in dem Spalt zwischen den gebogenen Plastikschläuchen in einer Querrichtung senkrecht zu den ausgerichteten Plastikschläuchen, und Mittel zum Drücken der Halter zueinander simultan mit der Bewegung des Wafers, um die Plastikschläuche in ihrer ordnungsgemäßen Position zu dem Wafer zu halten während sich der Wafer (W) zum Schmelzen der gebogenen Enden der Plastikschläuche durch den Spalt bewegt und um die geschmolzenen Enden der Plastikschläuche in Kontakt miteinander zu drücken, um die Plastikschläuche (T) zusammen zu schweißen.

3. System nach Anspruch 2, wobei das System Steuermittel zum Koordinieren der Bewegung der Halter (12, 14) zueinander mit der Querbewegung des Wafers aufweist.

4. System nach Anspruch 3, wobei die Steuermittel ein Paar geneigter Kanten (24) an der Waferanbringungseinheit aufweist, wobei die geneigten Kanten voneinander von dem hinteren Ende zu dem Führungsende des Wafers auseinander laufen und wobei jeder der Halter ein Kontaktglied (22) aufweist, das gegen eine jeweilige der Kanten angeordnet ist, wodurch die Kanten als Anschlagmittel dienen, um die Bewegung der Halter (12, 14) zueinander zu begrenzen.

5. System nach Anspruch 4, wobei der Wafer mittig zwischen den Kanten angebracht ist.

6. System nach Anspruch 5, wobei die Kontaktglieder (22) Rollen sind.

7. System nach Anspruch 6, wobei die Mittel zum Drücken der Halter (12, 14) zueinander eine Feder (26) aufweisen, die an jedem der Halter angebracht ist, um eine elastische Kraft zu erzeugen.

8. System nach Anspruch 7, wobei ferner Mittel zum Erzeugen einer pulsierenden Bewegung der Halter (12, 14) zueinander vorgesehen sind.

9. Schlauchendenentfernungseinheit zum Entfernen der Enden von ausgerichteten und beabstandeten gebogenen Plastikschläuchen (T), um das Anstoß- bzw. Endstückschweißen der Plastikschläuche zu ermöglichen, wobei die Einheit folgendes aufweist:

Eine wärmeleitende Hülle (38) wobei die Hülle ein Paar von beabstandeten Seitenwänden (46, 48) aufweist, die in Führungskanten enden, wobei die Führungskanten abgeschrägt sind, und Schneiden (32, 34) zum Schneiden der Plastikschläuche aufweisen, eine Heizvorrichtung (42) die zwischen den beabstandeten Seitenwänden der Hülle angeordnet ist, und einen Schirm zwischen den Seitenwänden, der über der Heizvorrichtung angeordnet ist.

10. Einheit nach Anspruch 9, wobei die Hülle an einem Anbringungsblock (58) angebracht ist, wobei die Heizvorrichtung an dem Anbringungsblock angebracht ist, wobei der Anbringungsblock ein Paar von aufrecht stehenden Seitenwänden aufweist, die elastisch zueinander vorgespannt sind, und wobei ein Teil der Heizvorrichtung zwischen den Seitenwänden des Anbringungsblocks angebracht ist.

11. Einheit nach Anspruch 10, wobei das hintere Ende der Hülle einen Wafer (36A) aufweist, und die Führungskanten abgeschrägt sind.