DE69433511T2

DE69433511T2 - Verfahren zur Herstellung einer zulaufenden Nadel

Info

Publication number: DE69433511T2
Application number: DE69433511T
Authority: DE
Inventors: Daniel Smith; Bernard Willis; Jr. Kenneth Marschke; Barry Littlewood; Vulgens Schoen; Carl Gucker; Michael Nordmeyer; Thaddeus Miklewicz
Original assignee: Ethicon Inc
Current assignee: Ethicon Inc
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2014-11-02
Also published as: US5477604A; JP2549276B2; DE69432127T2; EP0650697B1; AU7758094A; EP0875206A2; US5539973A; EP0650697A3; DE69419383T2; US5661893A; EP0875206B1; JPH07284497A; US5701656A; EP0872212A2; US5630268A; EP0875206A3; DE69419383D1; EP0650697A2; CA2134706A1; EP0872212A3

Description

Die Erfindung betrifft chirurgische Nadeln, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen zugespitzter chirurgischer Nadeln.
Stand der Technik
Chirurgische Nadeln und Verfahren zum Herstellen chirurgischer Nadeln sind im Stand der Technik bekannt. Chirurgische Nadeln bestehen typischerweise aus einem schaftähnlichen Glied, das gekrümmt oder gerade sein kann. Das Glied hat einen distalen Durchstoßpunkt und ein nahes Ende zum Befestigen oder Aufnehmen eines Nahtmaterials. Chirurgische Nadeln werden typischerweise entweder als konisch zugespitzte Nadeln, bei denen der Durchmesser des Schafts sich zu einem Durchstoßpunkt hin zugespitzt ist, oder als Schneidkantennadeln klassifiziert, bei denen die Nadeln mehrere Schneidkanten zusammen mit Durchstoßpunkten aufweisen, um ein Durchdringen verschiedener Typen von Gewebe zu unterstützen.
Chirurgische Nahtmaterialien können an den nahen Enden chirurgischer Nadeln auf verschiedene Art und Weise befestigt oder montiert werden. Eine übliche Art ist es, einen in dem nahen Ende der Nadel geformten Kanal vorzusehen. Das Kanalende ist typischerweise während des Herstellungsverfahrens in die Nadel gesenktgeformt worden und weist einen Hohlraum auf. Wenn ein chirurgisches Nahtmaterialende oder eine chirurgische Nahtmaterialspitze in dem Hohlraum angeordnet wird, wird der Kanal mit einem Prägestempel ein oder mehrere Male unter Druck getroffen, wodurch die Seitenwände dicht geschlossen um die Nahtmaterialspitze gezwungen werden, um eine Trennung des Nahtmaterials von der Nadel zu verhindern. Das Verfahren des Befestigens einer Nahtmaterial-Spitze an dem nahen Ende einer Nadel ist im Stand der Technik als Gesenkschmieden bekannt. Eine andere Art, in der ein Nahtmaterial an einer chirurgischen Nadel befestigt werden kann, sieht das Bohren eines Lochs, das allgemein im Stand der Technik als Blindloch bezeichnet wird, in das nahe Ende der Nadel vor. Dieses kann ausgeführt werden, indem herkömmliche mechanische Bohrvorrichtungen oder herkömmliche Laserbohrvorrichtungen verwendet werden. Das Ende oder die Spitze eines Nahtmaterials wird dann in das gebohrte Loch eingeführt und der Abschnitt des nahen Endes der Nadel, der das Blindloch umgibt, wird in herkömmlicher Weise gesenkgeschmiedet, indem mehrere herkömmliche Prägestempel zusammengedrückt werden. Es ist ebenso bekannt, Nahtmateriallien an chirurgischen Nadeln zu befestigen, indem herkömmliche Kleber verwendet werden.
Chirurgische Nadeln werden gewöhnlich aus Legierungen chirurgischer Qualität, zum Beispiel Edelstahl chirurgischer Qualität, hergestellt, die von Herstellern in der Form von Stäben oder Drähten gekauft werden. Der Stab wird in einen Draht gezogen und auf eine Spule gewickelt. Der Anfangsschritt bei der Herstellung von chirurgischen Nadeln ist es, den Draht von der Spule zu entfernen, ihn zu entfetten oder zu reinigen, falls es nötigt ist, und den Draht anschließend in Abschnitte zu schneiden, die als Nadelrohlinge bekannt sind. Jeder Rohling wird eine größere Länge aufweisen als die Länge der fertigen Nadeln, da es notwendig sein wird, während des Nadelherstellungsverfahrens Material von dem Rohling zu entfernen.
Ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen einer konisch zugespitzten Nadel besteht typischerweise aus dem Schneiden eines Drahts in Nadelrohlinge und dem Hernehmen jedes Nadelrohlings und dem Schritt, den Rohling einer Reihe von Schleifarbeitsschritten auszusetzen. Dieses wird gewöhnlich in der folgenden Weise getan. Die Nadelrohlinge werden einer herkömmlichen Band/Steinschleifmaschine zugeführt, wo sie mit einer distalen Spitze versehen werden. Die Nadeln werden dann einzeln oder in einer Menge zu einer herkömmlichen Nadelbohrstation transportiert, wo die Nadeln unter Verwendung herkömmlicher Karbid- oder Werkzeugstahlbohrspitzen gebohrt werden, um einen nahen Nahtbefestigungshohlraum zu schaffen. Die Nadeln werden dann typischerweise entfettet und in einer Menge zu einer herkömmlichen Band/Steinschleifmaschine für den abschließenden konischen Schliff und dann zu einer Biegemaschine bewegt, um eine herkömmliche gekrümmte Gestalt zu erzeugen. Die Nadeln werden dann gereinigt, hitzebehandelt und können elektrochemisch behandelt werden, um die Nadeln zusätzlich zu glätten. Das herkömmliche Verfahren ist ein nicht kontinuierliches Verfahren, welches die Handhabung der Nadeln in Mengenbehältern erfordert, um sie zu und weg von den verschiedenen Arbeitsstationen zu transportieren. Die Nadeln können während des Überführens solcher Mengen beschädigt oder vermischt werden. Zusätzlich müssen die Nadeln typischerweise einzeln in Futtern in jeder Maschine an jeder Arbeitsstation befestigt werden. Obwohl dieser Futterbefestigungsschritt in einigen Fällen automatisiert werden kann, ist er typischerweise ein Zeit verbrauchender, arbeitsintensiver Arbeitsschritt. Die Druckschrift EP 0437329 offenbart ein Verfahren zum Bilden einer konisch zugespitzten Nadel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen von Schneidkantennadeln besteht aus dem anfänglichen Schneiden des Drahtes in Rohlinge, wie es oben beschrieben ist. Die distalen Spitzen der Nadelrohlinge werden dann in einer Drehgesenkschmiedemaschine drehgesenkgeschmiedet, um eine konische Spitzte mit einer Knolle zu erzeugen. Die Knolle wird als näch stes teilweise geschnitten, und die Nadelrohlinge werden dann zu einer Band/Steinschleifvorrichtung bewegt und in Futtern befestigt, worin die distalen Spitzen eines jeden Nadelrohlings mit dem abschließenden Schliff versehen werden, um die nötige Form für ein bajonettverschlossenes Gesenkschmiedeformen zu erzeugen. Die Nadelrohlinge werden dann in der Menge oder mit Hilfe eines Futters zu einer Schmiedestation bewegt, wo jeder Nadelrohling gesenkgeschmiedet wird. Die Nadelrohlinge werden dann einer Reihe von Schleifarbeitsgängen in einer gewöhnlichen Band/Steinschleifmaschine, zum Beispiel acht oder mehr getrennten Schliffen, ausgesetzt, um die Schneidkantenform zu erzeugen. Die Nadelrohlinge müssen nach und vor jedem Schleifschritt aus den Futtern entfernt und erneut in den Futtern befestigt werden, typischerweise indem ein Hubbalkenmechanismus verwendet wird. Die extensiven mengenmäßigen und manuellen Handhabungserfordernisse dieses Verfahrens können zu einer Beschädigung der Nadeln einschließlich dem Stumpfmachen der Spitzen führen. Zusätzlich sind die Nadelmaschinen, die in Verfahren nach dem Stand der Technik verwendet werden, bedienerabhängig. Jeder Bediener neigt dazu, seine Maschine etwas unterschiedlich einzurichten, was zu einer Veränderlichkeit der Nadelgeometrie und der Leistungscharakteristika führt. Da chirurgische Nadeln einer Qualitätskontrolle vor einer Freigabe unterzogen werden, neigen die mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik verknüpften Probleme dazu, zu einer finanziellen Last für den Hersteller zu führen, indem eine erhebliche Menge der hergestellten Nadeln zurückgewiesen und zerstört werden muß.
Eine andere Schmiede- oder Stampfvorrichtung und ein Verfahren sind in der Druckschrift US 5,117,671 offenbart. Schneidkantennadeln können ferner aus einem Rohling geschliffen werden (siehe Druckschrift US 3,636,955 ).
Die bisher beschriebenen Verfahren sind arbeitsintensiv und verwenden typischerweise Ausrüstung geringer Geschwindigkeit und geringen Ausstoßes. Die Nadeln werden typischerweise manuell gehandhabt und in Mengenbehältern zwischen den verschiedenen Arbeitsstationen oder Maschinen überführt. Zusätzlich werden gewöhnlich zahlreiche Schleifschritte benötigt. Oft werden die Nadeln beschädigt, einschließlich des Stumpfmachens der Nadelspitzen aufgrund der extensiven Handhabung und der zahlreichen Schleifschritte, die in diesen Verfahren vorkommen. Es ist bekannt, daß Schleifarbeitsgänge von ihrer Natur her ungenau sind, was zu einer großen Variation der Abmessungen bei den fertiggestellten Nadeln führt. Diese Ungenauigkeit führt folglich zu einem signifikanten Grad an geometrischer Veränderlichkeit.
Entsprechend wird in diesem Bereich ein Verfahren zum Herstellen konisch zugespitzter Nadeln benötigt, das effizient ist und im wesentlichen die manuelle Handhabung und ferner das Schleifen minimiert.
Offenbarung der Erfindung
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung ein neues Verfahren zum Herstellen konisch zugespitzter Nadeln zu schaffen.
Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbessern der Herstellung von konisch zugespitzten chirurgischen Nadeln zu schaffen, indem die Anzahl der Schleifarbeitsgänge, die verwendet werden müssen, minimiert wird.
Es ist darüber hinaus Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer konisch zugespitzten Nadel zu schaffen, das als ein im wesentlichen kontinuierliches Verfahren automatisiert werden kann, wodurch die Notwendigkeit für eine Chargenverarbeitung beseitigt oder minimiert wird.
Entsprechend ist ein Verfahren zum Herstellen konisch zugespitzter Nadeln mit Hilfe einer fortschreitenden Bearbeitung eines Nadelrohlings gemäß Anspruch 1 offenbart. Die Erfindung besteht aus dem Befestigen von Rohlingen in einem Träger. Der Träger transportiert die Rohlinge zu einer Trimmstation. Das distale Ende des Nadelrohlings wird unter einem Winkel bezüglich der Längsachse des Nadelrohlings in mindestens einer Ebene und vorzugsweise entgegengesetzten Ebenen geschnitten. Als nächstes wird der Nadelrohling schrittweise gedreht, zum Beispiel um 90° gegenüber seiner vorherigen Stellung in dem Träger. Ähnlich angewinkelte Trimmungen werden an dem distalen Ende des Nadelrohlings an den verbleibenden ungeschnittenen Abschnitten vorgenommen. Die Nadel wird dann vorzugsweise gereinigt, hitzebehandelt und elektrochemisch behandelt. Die fertige Nadel wird optional siliziert.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Hierbei zeigen:
1 ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen einer Nadel darstellt, wobei das distale Ende des Nadelrohlings vor dem Schleifen getrimmt wird;
2 eine Abfolge von perspektivischen Querschnittsansichten des Nadelrohlings nach dem Durchlaufen jeden Schritts des Verfahrens nach 1;
3 eine perspektivische Ansicht eines Nadelrohlings, nachdem er mit Hilfe eines Rohlingschneiders/einer Streifenbildemaschine beschnitten worden ist; wobei der Nadelrohling befestigt in einem Abschnitt des Trägerstreifens zu sehen ist, wobei das nahe Ende oder der Schwanz umgebogen ist;
4 eine perspektivische Ansicht einer konisch zugespitzten Nadel, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist;
5 eine schematische Anordnung der zum Herstellen einer Nadel unter Verwendung des Verfahrens nach 1 verwendeten Ausrüstung;
6 ein Schema einer Schwanzdreh-Drehschleifanordnung; wobei der Nadelrohling im Uhrzeigersinn in dem Trägerstreifen gedreht wird, während der Drehradschleifer die Nadel in einer Richtung parallel zu der Längsachse des Nadelrohlings schleift;
7 ein Ablaufdiagramm, das ein alternatives Verfahren zum Bilden konisch zugespitzter Nadeln darstellt, wobei die Nadelrohlinge vor dem Schleifschritt ausgeprägt und getrimmt werden;
8 eine Abfolge von Querschnittsansichten eines Nadelrohlings nach dem Durchlaufen jeden Schritts des Verfahrens nach 7;
9 eine perspektivische Ansicht eines Nadelrohlings, nachdem er mit Hilfe eines/einer Rohlingschneiders/Streifenbildemaschine geschnitten worden ist; wobei der Nadelrohling in einem Abschnitt des Trägerstreifens befestigt gezeigt ist , wobei das nahe Ende oder der Schwanz umgebogen ist;
10 eine perspektivische Ansicht einer mit Hilfe des Verfahrens nach 7 erzeugten Nadel;
11 ein Schema einer Anordnung der Verfahrensausrüstung, die zum Herstellen der Nadel unter Verwendung des Verfahrens nach 7 verwendet worden ist;
12 ein Schema einer Schwanzdreh-Drehschleifanordnung; wobei der Nadelrohling im Uhrzeigersinn in dem Trägerstreifen gedreht wird, während der Drehradschleifer die Nadel in einer Richtung parallel zu der Längsachse des Nadelrohlings schleift;
13 ein Ablaufdiagramm, welches ein Verfahren zum Herstellen konisch zugespitzter Nadeln nach dem Stand der Technik darstellt;
14 eine Abfolge von Querschnittsansichten eines Nadelrohlings nach dem Durchlaufen jeden Schritts des Verfahrens nach dem Stand der Technik nach 12; und
15 eine perspektivische Ansicht einer mit Hilfe des Verfahrens nach dem Stand der Technik nach 12 hergestellten Nadel.
Die beste Art die Erfindung auszuführen
In 1 ist ein Ablaufdiagramm für ein Nadelherstellungsverfahren dargestellt.
Ursprünglich wird ein Draht 6 von einer Rolle 5 mit Hilfe eines/r herkömmlichen Greifers/Zuführmaschine 10 einem Rohlingschneider/einer Trägerstreifenbildemaschine 30 zugeführt. In dem Rohlingschneider/der Trägerstreifenbildemaschine 30 wird der Draht 6, der von dem Greifer/Zuführer 10 zugeführt wird, in Längen abgeschnitten, die allgemein als Nadelrohlinge 31 bezeichnet werden. Während die Nadelrohlinge 31 geschnitten werden, bearbeitet der Rohlingschneider/Trägerstreifenbilder 30 gleichzeitig den Trägerstreifen 21. Der Trägerstreifen 21 besteht typischerweise aus einem als Bandelier bekannten Stahlstreifen. Der Streifen wird ausreichend dick und ausreichend breit und ausreichend flexibel sein, um die Nadelrohlinge effektiv zu bewegen und festzuhalten, während er in der Lage ist, schmiedegelocht und geformt zu werden. Vorzugsweise ist das Bandelier aus einem flexiblen Metall, zum Beispiel kaltgewalztem Stahl und Äquivalenten hiervon. Das Bandelier kann jedoch ebenso aus einem polymerischen Material hergestellt sein, zum Beispiel einem entwickeltem, verstärktem Polymer oder Äquivalenten hiervon. Der Draht 6, der von dem Greifer/Zufihrer 10 zugeführt wird, wird in Längen, die gewöhnlich als Nadelrohlinge 31 bezeichnet werden, innerhalb des Rohlingschneiders/der Trägerstreifenbildemaschine 30 geschnitten. Während die Nadelrohlinge 31 geschnitten werden, bearbeitet der Rohlingschneider/Trägerstreifenbilder 30 gleichzeitig den Trägerstreifen in der folgenden Weise. Der Trägerstreifen 21 wird verarbeitet, um die Nadelrohlinge 31 aufzunehmen und mit Schrittsteuerungen innerhalb der ver schiedenen Arbeitsstationen ineinander zu greifen. Der Trägerstreifen 21 wird abgestanzt, geformt und eingedrückt, um einen Trägerstreifen mit Indexführungslöchern 25 und Faltungen zu bilden, die Befestigungszungen 26 zum Aufnehmen, Wechselwirken und Halten der Nadelrohlinge 31 bilden. Ein Abschnitt des Trägerstreifens 21 mit hierin befestigten Nadelrohlingen 31 ist in 3 zu sehen. Dann werden die Nadelrohlinge 31 geschnitten und in die Befestigungszungen 26 des Trägers 21 eingeführt, indem der Draht 6 in jede der Zungen 26 eingeführt wird und der Draht 6 dann geschnitten wird, um einen Nadelrohling 31 zu bilden. Die Zungen 26 werden dann gequetscht, um die Nadelrohlinge 31 festzuhalten. Die nahen Enden 32 der Nadelrohlinge werden dann ungefähr um 90° aus der Längsachse des Nadelrohlings gebogen, um Schwänze 33 zu bilden. Falls es erwünscht ist, kann der Trägerstreifen 21 ein kontinuierlicher Endlosträger sein, der während des Nadelherstellungsverfahrens wiederverwendet wird. Der Streifen würde die Führungslöcher 25 und Zungen 26 aufweisen, und die Nadeln würden aus dem Endlosträger an einer geeigneten Stelle des Verfahrens entfernt und auf einem oder mehreren zusätzlichen Trägerstreifen erneut befestigt werden. Für den Fachmann ergibt es sich, daß die Nadelrohlinge 31 an dem Trägerstreifen 21 ebenso mit Hilfe alternativer Verfahren befestigt werden können, falls dies gewünscht wird, obwohl es nicht bevorzugt wird, einschließlich des Schweißens, mit Klammern, Klebern, Schnappfassungen und ähnlichem. Der Bandelier-Streifen könnte, falls es gewünscht wird, durch ein Bauteil ersetzt werden, welches ein Gitter aus zwei oder mehr Drähten umfaßt. Der Rohlingschneider/die Trägerstreifenschneidemaschine 30 umfaßt mehrere Maschinen und Arbeitsgänge, wie unten beschrieben wird, einschließlich einer Streifenbildewerkzeugstation 39, in der die Führungslöcher 25 und Zungen 26 gebildet werden, einer Streifenvorbereitungswerkzeugstation 38, in der die Zungen 26 geöffnet werden, einer Drahtabschneide- und Streifentrimmwerkzeugstation 39, in der der Draht in die Zungen 26 eingeführt und die Rohlinge 31 geschnitten und geformt werden, und einer Schwanzbiegestation 39A, in der der nahe Schwanz der Nadel 31 gebogen wird, um das Drehen in dem Trägerstreifen 21 zu ermöglichen.
Als nächstes wird der Trägerstreifen 21 mit den hierin befestigten Nadelrohlingen 31 von einem gewöhnlichen Greiferzuführmechanismus zu einer ersten Trimmstation 40 bewegt. Die Bewegung des Trägerstreifens zu den Werkstationen wird schrittweise ausgeführt, um jeden Nadelrohling 31 innerhalb irgendeiner der Arbeitsstationen in der folgenden Weise auszurichten. Der Trägerstreifen 21 weist Indexführungslöcher 25 auf, die in den Trägerstreifen 21 mit Hilfe des Rohlingschneiders/Streifenformers 30 gelocht worden sind. Die Führungslöcher paaren sich mit Führungszapfen, die an jeder Arbeitsstation befestigt sind, die mit den Führungslöchern wechselwirken. Die Führungszapfen bestehen aus einem beweglichen Stift, der sich in die Führungslöcher 25 erstreckt. Der Streifen 21 wird schrittweise von einer Streifenzuführung bewegt, wobei die Führungszapfenstifte in den Trägerstreifen 21 eintreten, mit ihm wechselwirken und ihn in eine genau ausgerichtete Stellung innerhalb eines Arbeitsstationswerkzeugs verriegeln. Die Nadelrohlinge 31 können in unterschiedlichen Abständen entlang des Trägerstreifens 21 befestigt werden, zum Beispiel in Intervallen von 12,7 mm bis 25,4 mm (0,5 Inch bis 1,0 Inch). Aufgrund der räumlichen Anordnung der Werkzeuge befindet sich nicht jeder Nadelrohling 31 zu einer gegebenen Zeit in einer Arbeitsstation. Einige Nadeln werden schrittweise in eine bestimmte Arbeitsstation bewegt, während andere Nadeln wartend aufgereiht werden, um in die Arbeitsstationen einzutreten.
Die Trimmstation 40 besteht aus einem herkömmlichen Präger und Stanzer. Der Nadelrohling 31 wird in der Station 40 getrimmt, indem das ferne Ende 34 des Nadelrohlings 31 unter einem Winkel, vorzugsweise einem spitzen Winkel, bezüglich der Längsachse des Nadelrohlings 31 entlang mindestens einer Ebene und vorzugsweise zwei entgegengesetzten Ebenen getrimmt wird. Der Nadelrohling wird vor dem Eintreten in die Trimmstation 40 eine distale Gestalt aufweisen, wie sie in 2A zu sehen ist. Der Nadelrohling 31, der die Trimmstation 40 verläßt, kann eine Gestalt aufweisen, wie sie in 2B zu sehen ist. Als nächstes wird der Nadelrohling 31 zu einer optionalen Station 50 bewegt, wo er, wie es benötigt wird, gedreht wird, um den Rest des Nadelrohlings zu trimmen, vorzugsweise um 90° in dem Träger 21, wie in 2C zu sehen ist. Falls es gewünscht wird, können mehrere Trimmstationen verwendet werden, um einen Nadelrohling 31 mit mehr als diesen vier getrimmten Ebenen zu bilden, zum Beispiel können mehrfache Trimmungen verwendet werden, um einen Nadelrohling mit einem distalen Querschnitt zu formen, der ein n-Polyeder ist. Als nächstes werden der Träger 21 und der Nadelrohling 31 zu einer Trimmstation 60 bewegt, wo die Nadel entlang der verbleibenden ungetrimmten entgegengesetzten Seiten getrimmt wird, um eine Gestalt zu erzeugen, wie sie in 2D dargestellt ist. Falls es gewünscht wird, kann der Nadelrohling 31 nur einmal getrimmt werden, um eine einzige Trimmebene zu bilden; oder er kann mehr als viermal getrimmt werden, um viele Ebenen zu erzeugen. Der Nadelrohling 31 wird dann zu den Spitzen- und Seitenabflachungsstationen 70 und 75 bewegt, wo der Nadelrohling 31 entsprechend geformt wird, indem ihm Flachseiten verliehen werden. Dann wird der Nadelrohling 31 zu einer Schwanzdreh-Drehschleifstation 80 bewegt. Es wird Bezug auf 6 genommen; die Schwanzdreh-Drehschleifstation 80 besteht aus einer Schwanzdrehvorrich tung 81 und vorzugsweise einem Paar von Schleifrädern 85, obwohl ein Schleifrad verwendet werden kann. Dieser Schleifschritt ist nicht erfindungsgemäß. Die Vorrichtung 81 besteht aus einem Stift 82, der auf einer drehenden Scheibe 83 befestigt ist und der mit dem Schwanz 33 wechselwirkt und den Nadelrohling 31 um seine Längsachse innerhalb des Trägerstreifens 21 dreht (siehe 3 und 6). Das distale Ende des Nadelrohlings 31 wird gleichzeitig zu einer konischen Spitze mit Hilfe der Schleifräder 85 geschliffen. Der Nadelrohling 31 und die Räder 85 werden vorzugsweise mit Bezug zueinander während des Schleifens bewegt. Jedes Schleifrad 85 weist eine Hälfte des Profils der gewünschten konisch zugespitzten Nadelgestalt auf. Es kann jedoch, falls es gewünscht wird, ein einzelnes Schleifrad oder herkömmliche Schleifräder ohne eine Kontur verwendet werden. Das Schleifrad 85 oder die Räder 85 können ein schräges oder ein anderes Profil aufweisen. Aus Gründen der Klarheit ist nur ein Schleifrad 85 in 6 zu sehen. Während der Nadelrohling 31 mit Hilfe der Vorrichtung 81 gedreht wird, schleifen die Schleifräder 85 das distale Ende des Nadelrohlings 31 parallel zu der Längsachse des Nadelrohlings 31. Der Nadelrohling weist nach dem Verlassen der Schleifstation 80 eine distale Gestalt auf, wie sie in 2E zu sehen ist. Der Trägerstreifen 21 und der Nadelrohling 31 werden als nächstes zu einer Schwanzdreh-Drehschleifstation 90 für eine ähnliche oder identische Bearbeitung transportiert, die in der Schwanzdreh-Drehschleifstation 80 auftritt, wobei eine ähnliche oder eine identische Ausrüstung verwendet wird. Der Nadelrohling 31 wird, nachdem er in der Schwanzdreh-Drehschleifstation 90 bearbeitet worden ist, eine distale Gestalt aufweisen, wie sie in 2F zu sehen ist. Die Schwanzdreh- und Radschleifgeschwindigkeiten werden ausreichend sein, um Material effektiv zu entfernen, um die gewünschte konisch zugespitzte Gestalt zu erzeugen. Dies wird von Materialtypen und -größen als auch dem Typ des Schleifmediums und der Radgestalt abhängen. Das Schleifmedium wird typischerweise in der ersten Schleifstation gröber und in der zweiten oder zusätzlichen Schleifstationen feiner sein. Ein alternatives, für das erfindungsgemäße Verfahren nützliche Schleifverfahren, obwohl es nicht bevorzugt wird, ist es, den Nadelrohling 31 in einer fixierten Gestalt in dem Träger zu halten, zum Beispiel mit Hilfe des Festschweißens, und das Schleifrad 85 umlaufend um den Nadelrohling 31 zu bewegen. Es ergibt sich, daß äquivalente Materialentfernungsvorrichtungen, einschließlich einer Schervorrichtung, die in der Wirkungsweise ähnlich zu der eines Bleistiftanspitzers oder ähnlichen ist, verwendet werden können, um die Anforderungen der Erfindung zu erfüllen.
Der Begriff „konische Spitze", wie er hierin verwendet wird, bedeutet, daß das distale Ende einer Nadel oder eines Nadelrohlings (oder eines Drahtglieds) ein verjüngtes Profil aufweist, das sich von einer maximalen Abmessung zu einem distalen Minimum verjüngt, wobei der distale Punkt eine Vielzahl von Radien aufweisen kann, die von einem Durchstoßpunkt bis zum ursprünglichen Durchmesser des Drahts reichen können, der zum Herstellen der Nadel oder des Nadelrohlings (oder des Drahtglieds) verwendet wurde.
Der Trägerstreifen 21 und jeder Nadelrohling 31 werden dann zu den optionalen Mehrfachkrümmungsamboßstationen 100, 110 und 120 bewegt, wo dem Nadelrohling 31 eine herkömmliche gekrümmte Gestalt einer chirurgischen Nadel verliehen wird. Als nächstes werden die Nadelrohlinge 31 optional in einer Nadelrohlingdrehstation 125 gedreht, indem herkömmliche Mittel zum Drehen des Rohlings 31 in den Zungen 26 des Trägers 21 verwendet werden, um zum Beispiel ein Rollen auf eine Spule zu ermöglichen. Dann werden die Nadelrohlinge 31 und der Trägerstreifen 21 optional in einer Waschstation 130 gewaschen. Die Nadelrohlinge 31 und der Träger 21 werden dann auf eine herkömmliche Spule in herkömmlicher Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Aufrollvorrichtung aufgerollt. Falls es gewünscht wird, kann der Trägerstreifen 21, der die Nadelrohlinge 31 enthält, für die weitere Verarbeitung in Streifen geschnitten werden. Als nächstes wird die Spule oder ein Tablett, das die Nadelrohlinge 31 und den Trägerstreifen 21 enthält, zu einer optionalen Spulenhitzebehandlungsstation 140 bewegt, wo die Nadelrohlinge 31 mit einer geregelten oder ohne eine geregelte Gasumgebung in einem Ofen bei einer ausreichenden Temperatur für eine ausreichende Zeit erhitzt werden, um die mechanische Stärke der Nadelrohlinge 31 effektiv zu verbessern.
Als nächstes wird die Spule oder das Tablett, die/das die Trägerstreifen 21 und die Nadelrohlinge 31 enthält, zu einer optionalen Glühvorrichtung 150 bewegt, wo die nahen Enden der Nadelrohlinge 31 geglüht werden. Die Nadeln werden in einem herkömmlichen Glühverfahren auf eine ausreichende Temperatur geheizt und für eine ausreichende Zeitspanne auf dieser Temperatur gehalten, um die nahen Enden der Nadelrohlinge 31 effektiv zu glühen. Ein Grund, warum ein Glühen verwendet werden kann, ist eine Verbesserung des Gesenkschmiedens zu erreichen. Die Glühvorrichtung 150 besteht aus irgendeiner herkömmlichen Vorrichtung einschließlich einer Flamme, eines herkömmlichen Ofens, einer Widerstandsheizung, einer induktiven Heizung usw.
Als nächstes werden die Trägerstreifen 21, die die Nadelrohlinge 31 enthalten, zu einer Laserbohrstation 160 bewegt. Optional werden die Nadeln aus dem Trägerstreifen 21 entfernt und in einem zweiten Trägerstreifen erneut befestigt. Vorzugsweise verbleiben die Nadelroh linge auf dem Trägerstreifen 21, und der Streifen 21 mit den Nadelrohlingen 31 wird der Laserbohrvorrichtung zugeführt. Die an dem zweiten Trägerstreifen befestigten Nadelrohlinge 31 werden einer Laserbohrvorrichtung zugeführt, wobei ein Nahtmaterialbefestigungsloch in das nahe Ende von jedem Nadelrohling gebohrt wird. Das Loch, welches mit Hilfe des Lasers gebohrt wird, wird allgemein als Blindloch bezeichnet. Das Nahtmaterialbefestigungsloch kann auch, falls es gewünscht wird, mechanisch oder durch andere herkömmliche Verfahren gebohrt werden, einschließlich Elektronenentladungstechniken usw. Die losen Nadelrohlinge 31 können dann zusätzlich gereinigt werden, und die Nadelrohlinge können in einem zusätzlichen Träger befestigt werden. Dann werden die Nadelrohlinge 31 optional gewaschen und können, falls es gewünscht wird, in ein optionales elektrochemisches Bad 170 angeordnet werden. Die Nadelrohlinge 31 werden in dem Bad 170 für eine ausreichende Zeit belassen, um den Nadelrohling 31 effektiv zu glätten. Die fertig geglätteten Nadeln 180 werden dann aus dem elektrochemischen Bad 170 entfernt und gewaschen, falls es notwendig ist. Falls es gewünscht wird, können die Nadeln 180 bei einer Silizierstation 190 siliziert werden, indem die Nadeln 180 mit herkömmlichen Siliziermaterialien in einer herkömmlichen Weise unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstung behandelt werden, zum Beispiel durch Untertauchen in einem Tank silizierenden Materials.
Bei einer anderen Variation des oben beschriebenen Verfahrens und gemäß der Erfindung wird die Nadel nicht geschliffen. Die Spitze wird gebildet, indem mindestens vier Ebenen getrimmt werden, um einen Rohling mit einem distalen Querschnitt zu bilden, der ein n-Polyeder ist.
Ein alternatives Verfahren ist in 7 dargestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Draht 206 von einer Rolle 205 mit Hilfe einem/einer herkömmlichen Greifer/Zuführmaschine 210 einem Rohlingschneider/einer Trägerstreifenbildemaschine 230 zugeführt. Die Rolle 205 ist drehbar in dem Greifer/Zuführer 210 befestigt. Gleichzeitig wird der Trägerstreifen 221 von einer Trägerstreifenrolle 220, die drehbar in einem/einer herkömmlichen Greifer/Zuführmaschine 225 befestigt ist, dem Rohlingschneider/der Trägerstreifenbildemaschine 230 zugeführt. In dem Rohlingschneider/der Trägerstreifenbildemaschine 230 wird der Draht 206, der von dem Greifer/Zuführer 210 zugeführt wird, in Längen geschnitten, die gewöhnlich als Nadelrohlinge 231 bezeichnet werden. Während die Nadelrohlinge 231 geschnitten werden, bearbeitet der Rohlingschneider/Trägerstreifenbilder 230 gleichzeitig den Trägerstreifen 221. Der Trägerstreifen 221 besteht typischerweise aus einem Stahlstreifen, der als Bandelier bekannt ist. Der Träger wird ausreichend dick, ausreichend breit und ausreichend flexibel sein, um die Nadel rohlinge effektiv zu bewegen und zurückzuhalten, während er in der Lage ist, schmiedegeschlagen und geformt zu werden. Vorzugsweise ist das Bandelier aus einem flexiblen Metall, zum Beispiel kaltgewalztem Stahl und Äquivalenten hiervon, hergestellt. Das Bandelier kann jedoch auch aus polymerischen Materialien, zum Beispiel technischen, verstärkten Polymeren und Äquivalenten hiervon, hergestellt werden. Der Draht 206, der von dem Greifer/Zuführer 210 zugeführt wird, wird innerhalb des Rohlingschneider/der Trägerstreifenbildemaschine 230 in Längen geschnitten, die herkömmlich als Nadelrohlinge 231 bezeichnet werden. Während die Nadelrohlinge 231 geschnitten werden, verarbeitet der Rohlingschneider/Trägerstreifenbilder 230 gleichzeitig den Trägerstreifen 221 in folgender Weise. Der Trägerstreifen 221 wird bearbeitet, um die Nadelrohlinge 231 aufzunehmen und mit Schrittsteuerungen innerhalb der verschiedenen Arbeitsstationen zu wechselwirken. Der Trägerstreifen 221 wird abgestanzt, geformt und umgeschlagen, um einen Trägerstreifen mit Schrittführungslöchern 225 und Klemmverbindungen zu erzeugen, die Befestigungszungen 226 zum Aufnehmen, Wechselwirken und Halten der Nadelrohlinge 231 bilden. Dann werden die Nadelrohlinge 231 geschnitten und in die Befestigungszungen 226 des Trägers 221 befestigt, indem der Draht 206 in jede der Zungen 226 eingeführt wird und der Draht 206 dann geschnitten wird, um einen Nadelrohling 231 zu bilden. Die Zungen 226 werden dann gequetscht, um die Nadelrohlinge 231 zurückzuhalten. Die nahen Enden 232 der Nadelrohlinge 231 werden um ungefähr 90° aus der Längsachse der Nadelrohlinge 231 gebogen, um Schwänze 233 zu bilden. In 9, auf die Bezug genommen wird, ist ein Abschnitt des Trägerstreifens 221, der die Nadelrohlinge 231 enthält, zu sehen. Wie vorher in der Beschreibung des Verfahrens nach 1 angemerkt worden ist, besteht der Rohlingschneider/Streifenformer 230 ähnlicherweise aus mehreren Arbeitsstationen.
Als nächstes wird der Trägerstreifen 221 mit den hierin befestigten Nadelrohlingen 231 mit Hilfe eines herkömmlichen Greifer/Zuführmechanismus zu einer ersten Prägestation 240 bewegt. Die Bewegung des Trägerstreifens zu den Arbeitsstationen erfolgt schrittweise, um jeden Nadelrohling 231 innerhalb irgendeiner der Arbeitsstationen in der folgenden Weise genau auszurichten. Der Trägerstreifen 221 weist Schrittführungslöcher 225 auf, die in den Trägerstreifen 221 von dem Rohlingschneider/Streifenbilder 230 gestoßen wurden, wie in 9 zu sehen ist. Die Führungslöcher 225 passen mit Führungen zusammen, die in jeder Arbeitsstation befestigt sind, um in die Führungslöcher 225 einzugreifen. Die Führungen bestehen aus einem beweglichen Stift, der sich in die Führungslöcher 225 erstreckt. Der Streifen 221 wird schrittweise von einer Streifenzuführung bewegt, wobei die Führungsstifte in den Trä gerstreifen 221 eintreten, eingreifen und ihn in eine genau ausgerichtete Stellung innerhalb eines Arbeitsstationswerkzeugs verriegeln. Die Nadelrohlinge 231 können in verschiedenen Intervallen entlang des Trägerstreifens 221 angeordnet werden, zum Beispiel in Intervallen von 0,5 Inch bis 1,0 Inch. Aufgrund der räumlichen Anordnung der Werkzeuge befindet sich zu einer gegebenen Zeit nicht jeder Nadelrohling 231 innerhalb einer Arbeitsstation. Einige Nadelrohlinge 231 werden in eine bestimmte Arbeitsstation schrittweise gebracht, während andere Nadelrohlinge 231 wartend aufgereiht werden, um eine Arbeitsstation zu betreten. Die Prägestation 240 besteht aus einem herkömmlichen geschlossenen Hohlraum-Zweistückstanzblock. Der Nadelrohling 31 wird in der Station 240 geprägt, indem das distale Ende 234 des Nadelrohlings 231 mit dem Stempel getroffen wird, wodurch das Material in die Hohlräume des Prägestempels gezwängt wird. Der Nadelrohling 31 wird vor dem Eintreten in die Prägestation 240 eine Gestalt aufweisen, wie sie in 8A zu sehen ist. Der Nadelrohling 231, der die Prägestation 240 verläßt, weist eine Gestalt auf, wie sie in 8B zu sehen ist. Falls es gewünscht wird, kann der Nadelrohling 231, obwohl es nicht bevorzugt wird, vor der Prägestation 240 optional in einem offenen Radiusstempel geprägt werden, d. h. einem Prägestempel ohne Hohlraum. Als nächstes wird der Nadelrohling 31 zu einer Trimmstation 250 bewegt, wo er mit einem Stoß abgedeckt und abgestanzt wird. Der Nadelrohling 31 wird nach dem Austreten aus der Trimmstation 250 eine Gestalt aufweisen, wie sie in 8C zu sehen ist. Falls es so gewünscht wird, kann der Nadelrohling 231 fortschreitend in zusätzlichen optionalen Präge- und Trimmstationen geformt werden, zum Beispiel einer Prägestation 390 und einer Trimmstation 400, wie sie in 7 zu sehen sind. Der Nadelrohling 231 wird dann zu der Spitzen- und Seitenabflachungsstation 260 bewegt, wo dem Nadelrohling 231 flache Ober- und Unterseiten verliehen werden. Dann wird der Nadelrohling 231 zu einer Schwanzdreh-Drehschleifstation 270 bewegt. Die Schwanzdreh-Drehschleifstation 270 besteht aus einem schwanzdrehenden Futter 271 und einem Paar Schleifräder 275. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Futter 271 aus einem Stift 272, der auf einer drehenden Scheibe 273 befestigt ist und der mit dem Schwanz 233 wechselwirkt und den Nadelrohling 231 um seine Längsachse innerhalb des Trägerstreifens 221 dreht (siehe 9 und 12). Das distale Ende 234 des Nadelrohlings 231 wird gleichzeitig in eine konisch zugespitzte Spitze mit Hilfe der Schleifräder 275 geschliffen. Jedes Schleifrad 275 weist eine Hälfte des Profils der gewünschten konisch zugespitzten Spitzengestalt auf. Falls es jedoch gewünscht ist, kann ein einzelnes Schleifrad 275 oder können herkömmliche Schleifräder 275 ohne eine Kontur verwendet werden. Das Schleifrad 275 oder die Schleifräder 275 kann/können ein angewinkeltes oder anderes Profil aufweisen. Aus Gründen der Klarheit ist in 12 nur ein Schleifrad 275 dargestellt. Während der Nadelrohling 231 mit Hilfe des Futters gedreht wird, schleift das Schleifrad das distale Ende 234 des Nadelrohlings 231 parallel zu der Längsachse des Nadelrohlings 231. Der Nadelrohling weist eine distale Gestalt auf, wie sie in 8D nach dem Verlassen der Schleifstation 270 zu sehen ist. Der Trägerstreifen 221 und der Nadelrohling 231 werden als nächstes zu einer Schwanzdreh-Drehschleifstation 280 zum ähnlichen oder identischen Bearbeiten zu dem, das in der Schwanzdreh-Drehschleifstation 270 aufgetreten ist, transportiert, wobei eine ähnliche oder identische Ausrüstung verwendet wird, obwohl die Körnungsgrößen der Schleifräder feiner sein können. Der Nadelrohling 231 wird eine distale Gestalt aufweisen, wie sie in 8E zu sehen ist, nachdem er in der Schwanzdreh-Drehschleifstation 280 bearbeitet worden ist.
Der Trägerstreifen 221 und der Nadelrohling 231 werden dann zu den Mehrfachkrümmungsamboßstationen 290, 300 und 310 bewegt, wo dem Nadelrohling 231 eine herkömmliche gekrümmte Gestalt für eine chirurgische Nadel verliehen wird. Als nächstes können die Nadelrohlinge 31 optional in den Zungen 26 ausreichend gedreht werden, um effektiv das Aufrollen des Trägers 21 und der Nadelrohlinge 31 auf eine Spule zu gestatten. Dann werden die Nadelrohlinge 231 und der Trägerstreifen 221 optional in einer Waschstation 320 gewaschen. Die Nadelrohlinge 231 und der Träger 221 werden dann auf eine herkömmliche Spule in herkömmlicher Weise unter Verwendung einer herkömmlichen Spulvorrichtung gerollt. Falls es gewünscht wird, kann der Trägerstreifen alternativ für die weitere Bearbeitung in Streifen geschnitten werden. Als nächstes wird die Spule, die die Nadelrohlinge 231 und den Trägerstreifen 221 enthält, in eine optionale Spulenhitzebehandlungsstation 330 bewegt, wo die Nadelrohlinge mit einer geregelten oder ohne eine geregelte Gasumgebung in einem Ofen auf eine ausreichende Temperatur für eine ausreichende Zeit geheizt werden, um die Nadelrohlinge verformbarer zu machen und ihre mechanische Stärke zu verbessern.
Als nächstes wird die Spule, die die Trägerstreifen 221 und die Nadelrohlinge 231 enthält, zu einer Glühvorrichtung 340 bewegt, wo die nahen Nahtmaterialbefestigungsenden der Nadeln optional geglüht werden. Die Nadeln werden in einem herkömmlichen Glühverfahren auf eine ausreichende Temperatur geheizt und für eine ausreichende Zeitspanne bei der Temperatur gehalten, um die Nadelrohlinge 231 effektiv zu glühen. Die Glühvorrichtung 340 besteht aus herkömmlichen Glühvorrichtungen, wie sie bereits beschrieben wurden, einschließlich einer Flamme.
Als nächstes werden die Trägerstreifen 221, die die Nadelrohlinge 231 enthalten, zu einer Laserbohrstation 350 bewegt, wo ein Nahtmaterialbefestigungsloch in das nahe Ende von jedem Nadelrohling 231 gebohrt wird. Das Loch, das mit Hilfe des Lasers gebohrt wird, wird allgemein als Blindloch bezeichnet. Dann werden die Nadelrohlinge 231 optional in einem elektrochemischen Bad 360 angeordnet und in dem Bad 360 für eine ausreichende Zeit belassen, um die Nadelrohlinge 231 effektiv zu glätten. Die geglätteten Nadeln 370 werden dann aus dem elektrochemischen Bad 360 entfernt. Falls es gewünscht wird, können die Nadeln 370 in einer Silizierstation 380 siliziert werden, indem die Nadeln 370 mit herkömmlichen Siliziermaterialien in einer herkömmlichen Weise unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstung siliziert werden, z. B. durch Untertauchen in einem Tank silizierenden Materials.
Bei einer Variation des oben beschriebenen und erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Nadel nicht geschliffen und die Spitze mit Hilfe des Trimmens in mindestens vier Ebenen gebildet, um einen Rohling mit einem distalen Querschnitt zu bilden, der ein n-Polyeder ist.
Die oben beschriebenen Verfahren werden verwendet, um Drahtglieder mit konisch zugespitzten Spitzen herzustellen. Typischerweise würden die Verfahren identisch sein, wobei die Drahtrohlinge von einer Drahtspule geschnitten würden und fortschreitend, wie oben beschrieben ist, geformt würden. Die Hitzebehandlung und die Krümmungsschritte könnten in Abhängigkeit von der Anwendung ausgelassen werden. Zusätzlich werden ein oder mehrere Schleifschritte in Abhängigkeit von der Art und dem Typ des verwendeten Drahtvorrats zum Herstellen der Drahtrohlinge ausgelassen. Solche Verfahren könnten verwendet werden, um z. B. Halbleiteranschlüsse, Befestiger und Stifte, usw. herzustellen.
Die Begriffe „geprägt" und „prägen", wie sie hierin verwendet werden, sind definiert, das sie das Bilden und erneute Formen eines Metallglieds mit Hilfe des Anwendens eines ausreichenden Drucks auf das Glied bedeuten, um das Fließen des Metalls in einen Hohlraum oder auf eine Oberfläche eines Stempels effektiv zu verursachen und hierdurch ganz oder teilweise die Form des Hohlraums oder der Oberfläche des Prägestempels anzunehmen.
Nadeldrähte, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können herkömmliche Nadeldrähte, die aus Metallen hergestellt sind, zum Beispiel 300-er Serien Edelstahl, 400-er Serien Edelstahl oder irgendeinen anderen Draht umfassen, der geformt werden kann, einschließlich herkömmlicher oder bekannter Legierungen.
Der Durchmesser des Nadeldrahts, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, wird einen Durchmesser aufweisen, der von der bestimmten verwendeten Legierung abhängt. Zum Beispiel kann der Nadeldraht einen Durchmesser aufweisen, der von 0,001 Inch bis etwa 2,54 mm (0,100 Inch) reicht. Typischerweise werden Drähte mit einem Durchmesser von etwa 0,254 mm (0,01 Inch) bis etwa 2,032 mm (0,080 Inch) verwendet, vorzugsweise 0,381 mm (0,015 Inch) bis etwa 2,032 mm (0,080 Inch). Es können jedoch andere Durchmesser verwendet werden. Die Länge des Nadelrohlings 31 wird in Übereinstimmung mit dem Typ der Nadel variieren, der hergestellt wird. Die Länge der Nadelrohlinge wird in Übereinstimmung mit mehreren Parametern variieren, einschließlich des Drahtdurchmessers, der gewünschten fertigen Länge und des Typs der Nadel.
Die Krümmungsamboßmaschinen, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, sind herkömmliche Krümmungsmaschinen, die in einer herkömmlichen Weise arbeiten. Die Krümmungsamboßmaschinen können aus formenden Elementen bestehen, die die gewünschten Radien aufweisen. Die krümmenden Amboßmaschinen sind auf einem Unterstützungsrahmen befestigt.
Das Reinigungsbad arbeitet in der folgenden Weise. Der Trägerstreifen und die Nadelrohlinge werden in einem Reservoir, das eine herkömmliche wäßrige Reinigungslösung, z. B. eine wäßrige Lösung einer herkömmlichen nicht-kaustischen Detergenz angeordnet. Ein herkömmlicher Ultraschallgeber ist in dem Reservoir befestigt. Ein herkömmlicher Ultraschallgenerator treibt den Geber an. Die Nadelrohlinge und Streifen werden vor dem Entfernen aus dem Bad gespült und getrocknet, indem eine klare Heißwasserspülung gefolgt von einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom verwendet werden.
Ein Trägerstreifenschneider, falls er anstelle des Spulens verwendet wird, arbeitet in der folgenden Weise. Während der Trägerstreifen in den Trägerstreifenschneider zugeführt wird, wird ein herkömmlicher Stoß- und Prägestempel verwendet, um den Streifen in vorbestimmte Längen zu schneiden.
Die Hitzebehandlungsvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise, indem der folgende Zyklus nutzbar gemacht wird. Rollen des Trägers, die die Nadelrohlinge enthalten, werden auf Tabletts angeordnet. Die Tabletts werden dann in einen herkömmlichen Hitzebehandlungsofen geladen. Der Ofen wird auf eine ausreichend hohe Temperatur für eine ausreichende Zeitspanne gebracht, um die Nadelrohlinge effektiv zu hitzebehandeln. Die Verfahrenszyklustem peraturen und -zeiten sind gewöhnlich im Stand der Technik zum Behandeln von Metallen. Die Glühvorrichtung, die bei der Erfindung verwendet wird, besteht aus einer konventionellen Vorrichtung, wie bereits beschrieben wurde. Die Laserbohrvorrichtung besteht aus irgendeinem herkömmlichen Lasersystem mit einer ausreichenden Leistung und Genauigkeit, um effektiv und wiederholt Blindlöcher in Nadelrohlinge oder Nadeln zu bohren.
Die elektrochemische Badvorrichtung besteht aus einem herkömmlichen anodischen elektrochemischen Bad. Die Verweilzeit der Nadelrohlinge in dem Bad wird ausreichend sein, um effektiv irgendwelches Rückstandsmaterial zu entfernen, das auf dem Nadelrohling 31 vorliegen kann, um die Oberflächenglätte zu verbessern. Die chemische Zusammensetzung des Bads und die Spannungen sind in diesem Stand der Technik herkömmlich. Die elektrochemische Badmischung umfaßt eine wäßrige saure Mischung.
Das elektrochemische Bad arbeitet in der folgenden Weise. Die Nadeln werden auf einem Metallfließband angeordnet, das die Nadeln durch das wäßrige Bad für eine ausreichende Zeit bei einer ausreichenden Spannung transportiert, um effektiv Rückstandsmaterial, z. B. Drahtrückstandsmetall von den Nadelrohlingen, zu entfernen, wodurch die geglätteten Nadeln gebildet werden.
Die Prägestationen, Schleifstationen und Trimmstationen, die in obigen Verfahren genutzt werden, werden aus Stanzen und Prägestempeln bestehen, die auf Rahmen befestigt sind, die wiederum vorzugsweise an einer einheitlich gebildeten Maschine befestigt sind (siehe 5 und 11). Es ergibt sich, daß in automatisierten fortschreitenden Bildungsverfahren des beschriebenen Typs ein Nadelrohling sukzessive durch die verschiedenen Arbeitsstationen bewegt wird. Zu irgendeiner gegebenen Zeit, zu der ein Nadelrohling 31 eine bestimmte Station betritt, wird es andere Nadelrohlinge geben, die eine darauffolgende oder vorangehende Station betreten. Alle Stationen arbeiten an verschiedenen Nadelrohlingen zu im wesentlichen dem gleichen Zeitpunkt, so daß, während z. B. der Nadelrohling 31 zu der Scherstation 40 von dem Rohlingschneider/Trägerstreifenbilder 30 bewegt wird, ein Nadelrohling 31 zu dem Krümmungsamboß 110 von der Schwanzdreh-Drehschleifstation 90 bewegt wird. Die Reinigungsbäder, die Spulenhitzebehandlungsstationen, die Glühvorrichtungen, die Laserbohrvorrichtungen und das elektrochemische Bad 170 sind typischerweise an der Formungsmaschine befestigt.
Die in dem Verfahren nach 1 verwendete Formungsmaschine 195 umfaßt einen zentralen Rahmen oder eine Basis 196. Auf dem Rahmen 196 sind verschiedene Arbeitsstationen befestigt, die hauptsächlich aus Stoß- und Prägestempeln und Schleifern 85 bestehen. Die Stoß- und Prägestempel werden in herkömmlicher Weise angetrieben. Die Arbeitsstationen können beispielsweise mit Hilfe eines Motors angetrieben werden, der ein Schwungrad mit einer Kupplung antreibt, die wiederum die Leistung auf die Arbeitsstationen mit Stangen, Stirnrädern und Zentralrädern überträgt. Das Schwungrad wird ebenso verwendet, um eine Bewegung zum Antreiben verschiedener Elemente in verschiedene Richtungen zu erzeugen, um das Verfahren zu erleichtern, z. B. werden die Räder mit Führungen einwärts und auswärts entlang bewegt, und andere Bewegungen werden genutzt. Die Schleifer 85 werden mit Hilfe elektrischer Motoren angetrieben. Der Rohlingschneider/die Streifenbildestation 30 besteht, wie man sieht, aus vier einzelnen Stationen, einschließlich einer Streifenformwerkzeugstation 37, einer Streifenvorbereitungswerkzeugstation 38 und einer Drahtabschneide- und Streifenumfaltwerkzeugstation 39 und einer Schwanzbiegeeinheit 39A. Ein Schema der Anordnung der Formungsmaschine 195 ist in 6 zu sehen. Ausreichende Kraft wird auf die Prägestempel mit Hilfe der Stöße ausgeübt, um die Drahtrohlinge in jeder Prägestation effektiv zu prägen. Die Kräfte werden von dem Drahtmaterial, dem Drahtdurchmesser, der Werkzeuggestalt und der Prägestempelgestalt usw. abhängen. Typischerweise werden die Kräfte von bis zu etwa 30 Tonnen oder mehr reichen. Es ergibt sich jedoch, daß die Kräfte in Abhängigkeit von der Gestalt des Prägestempels und des Durchmessers und des Materials des Nadelrohlings höher oder niedriger variieren können. Die Formungsmaschine 195 wird vorzugsweise eine modulare Gestalt aufweisen, wobei verschiedene Stationen zugefügt, entfernt oder ausgetauscht werden können, wie es gewünscht ist, um das Verfahren zu variieren.
Eine ähnliche Anordnung für die Formungsmaschine 410, die verwendet wurde, um die Nadeln in dem Verfahren nach 7 herzustellen, ist in 11 zu sehen. Die Formungsmaschine 410 arbeitet in einer Weise ähnlich zu der der Maschine 195. Die Formungsmaschine 410 weist einen Rahmen 415 auf. Die Maschinen sind identisch, mit der Ausnahme, daß die Maschine 410 Präge- und Trimmstationen anstelle von Scherstationen aufweist. Auf der Basis 415 sind verschiedene Arbeitsstationen befestigt, die hauptsächlich aus Stoß- und Prägestempeln und Schleifern 285 bestehen. Die Stoß- und Prägestempel werden in herkömmlicher Weise angetrieben. Zum Beispiel können die Arbeitsstationen mit Hilfe eines Motors angetrieben werden, der ein Schwungrad mit einer Kupplung antreibt, welche wiederum die Leistung auf die Arbeitsstationen mit Schäften und Zentralrädern überträgt. Die Schleifer 285 werden mit Hilfe elektrischer Motoren angetrieben. Der Rohlingschneider/die Streifenbildestation 230 besteht, wie zu sehen ist, aus vier einzelnen Stationen, einschließlich einer Streifenbildewerkzeugstation 237, einer Streifenvorbereitungswerkzeugstation 238 und Drahtabschneide- und Umfaltwerkzeugstation 239 und einer Schwanzbiegemaschine 239A. Ein Schema der Anordnung der Formungsmaschine 410 ist in 11 zu sehen. Die Formungsmaschine wird vorzugsweise eine modulare Gestalt haben, wobei verschiedene Stationen zugefügt, entfernt oder ausgetauscht werden können, wie es gewünscht ist, um das Verfahren zu variieren.
Ein Verfahren nach dem Stand der Technik zum Herstellen von Nadeln mit konisch zugespitzter Spitze ist in 13 dargestellt. Bei diesem Verfahren werden Nadelrohlinge von einer Drahtspule in einer Rohlingschneidemaschinenstation 510 abgeschnitten und in einem Mengenbehälter angeordnet. Ein Nadelrohling 500 vor dem Bearbeiten ist in 14A dargestellt. Ursprünglich wird dem Rohling 500 eine raue, konisch zugespitzte distale Spitze in einer ersten bandangetriebenen Schleifradmaschine 520 verliehen, wie in 14B dargestellt ist. Die Nadelrohlinge 500 werden dann in der Menge transferiert und in einzelne Futter in der Bohrmaschine 530 befestigt. Der Nadelrohling 500 weist nach dem Bohrarbeitsschritt in Maschine 530 eine Gestalt auf, wie sie in 14C zu sehen ist. Als nächstes werden die Nadeln bei einer Station 540 in einer herkömmlichen Entfettungsvorrichtung entfettet. Dann werden die Nadelrohlinge 500 in der Menge zu einer Maschinenstation 550 bewegt, worin jedem Nadelrohling 500 die abschließende gekrümmte Gestalt verliehen wird und die endgültige Spitze auf den Nadelrohling geschliffen wird (siehe 14D). Den Nadelrohlingen werden ebenfalls flache Ober- und Unterseiten bei der Station 550 verliehen. Dann werden die Nadelrohlinge in der Menge zu einer herkömmlichen Hitzebehandlungsstation 570, einer Anodenpolierstation 580 und einer Chargensilizierstation 590 bewegt, um geglättete Nadeln 600 zu erzeugen. Eine geglättete Nadel 600 ist in 15 zu sehen.
Es gibt zahlreiche Nachteile, die mit dem Verfahren nach dem Stand der Technik verknüpft sind. Die Nachteile umfassen niedrige Herstellungs- und Verfahrensdurchlaufgeschwindigkeiten, Inkonsistenten und Herstellungstoleranzvariationen. Zusätzlich kann das Verfahren nach dem Stand der Technik die Nadeln Verfahrensbeschädigungen einschließlich einer Spitzenabstumpung aussetzen. Ein anderer Nachteil ist, daß die in dem Verfahren nach dem Stand der Technik genutzte Verfahrensausrüstung dazu neigt, eine inhärente Verfahrensvariabilität aufgrund des Ausrüstungsdesigns aufzuweisen. Darüber hinaus benötigt das Verfahren nach dem Stand der Technik häufigen Materialtransfer in der Form von losen Nadelrohlingen von einer Maschine zu der anderen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf detaillierte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ergibt es sich für den Fachmann, daß verschieden Veränderungen in der Form und im Detail aufgeführt werden können, ohne den Bereich der beanspruchten Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer konisch zugespitzen Nadel, umfassend: Anordnen einer Mehrzahl von Nadelrohlingen (31) auf einer Tragvorrichtung (21), wodurch die Nadelrohlinge auf der Tragvorrichtung drehbar angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: Bewegen der Tragvorrichtung (21) und jedes Nadelrohlings (31) zu einer ersten Trimmvorrichtung (250), und anschließendes Trimmen jedes Nadelrohlings (31) in einer hinreichenden Anzahl von Ebenen, um eine konisch zulaufende Spitze nur durch Trimmen, ohne Schleifen des Nadelrohlings (31), zu formen.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt des Bewegens jedes Rohlings (31) zu einer gekrümmten Amboßstation (100) und des Krümmens jedes Rohlings (31 ).
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend den Schritt einer Wärmebehandlung (140) jedes Rohlings (31).
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend den Schritt der Behandlung jedes Rohlings (31) in einem elektrochemischen Bad (170).
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend den Schritt eines Silizierens (190) des Rohlings (31).