Řešení pro spojovací techniku v lékařských přístrojích

Svinutý Pružný Kolík byl původně vynalezen, aby kompenzoval nedostatky spojené s Válcovými kolíky, Pružnými kolíky s drážkou a jinými konvenčními spojovacími prvky, jako jsou nýty, matice a šrouby. Svinutý Pružný Kolík, snadno rozpoznatelný podle svého jedinečného průřezu se 2¼ závity, je samosvorný kolík, který se při instalaci do hostitelské součásti stlačuje. Je to jediný kolík s rovnoměrnou pevností a pružností po zasunutí. Svinutý Pružný Kolík, který je skutečně „technicky propracovaným spojovacím prvkem“, je k dispozici ve třech „třídách zatížení“, což umožňuje konstruktérovi zvolit optimální kombinaci pevnosti, pružnosti a průměru tak, aby vyhovovala různým materiálům a požadavkům aplikace. Jejich konstrukce tlumící nárazy tlumí síly a vibrace, aby se zabránilo poškození otvoru a prodloužila se životnost sestavy. Svinuté Pružné Kolíky mají kolmé zakončení bez otřepů a nižší vtlačovací síly než jiné kolíky, což je činí ideálními pro automatizované montážní systémy. Díky svým vlastnostem se svinuté Pružné kolíky staly průmyslovým standardem pro aplikace, kde je rozhodující kvalita produktu a celkové výrobní náklady.

Y: Celková tolerance otvoru
X: Průměr
A: Svinuté Pružné kolíky
B: Pružné kolíky s drážkou
C: Plné drážkované kolíky
D: Plné kolíky

Obrázek 4 jasně znázorňuje rozdíly mezi radiální silou vyvíjenou Pružnými kolíky s drážkou a třemi různými třídami zatížení Svinutých Pružných Kolíků. Vlnovky kolem každého kolíku v plexisklovém výstupku představují napětí vyvíjené kolíky. Čím větší je vzor, tím vyšší je napětí vyvíjené kolíkem. Všimněte si, že velikost vzoru napětí je nejmenší u Svinutého Pružného Kolíku pro lehké zatížení a vzor se postupně zvětšuje u standardní a kolíku pro vysoké zatížení. Svinuté Pružné kolíky pro vysoké zatížení a pružné kolíky s drážkou mohou mít podobnou velikost napětí – ani jeden z nich by však nikdy nebyl doporučen pro plastové aplikace. Rozložení napětí u svinutého Pružného kolíku je však mnohem rovnoměrnější než u pružného kolíku s drážkou, kde se vyskytují dvě oblasti maximálního napětí označené šipkami na obrázku. Rovnoměrná radiální síla vyvíjená svinutým Pružným kolíkem vede k lepšímu uchycení a delší životnosti sestavy.

A: Pro vysoké zatížení
B: S drážkou
C: Standardní
D: Pro nízké zatížení

Výrobce zdravotnických zařízení dříve používal obráběný rýhovaný Válcový kolík v chirurgickém „chapadle“, které chirurgovi umožňovalo operovat přes laparoskopický port, místo aby musel pacienta zcela otevřít, aby mohl zákrok provést. Kolík se používá k pohonu pohybu čelistí na distálním konci zařízení. Vysoká vkládací síla tuhého Válcového kolíku kolík deformovala, poškodila sestavu a vytvořila kovové úlomky. Jelikož se toto zařízení používá uvnitř lidského těla, je přítomnost kovových třísek nepřijatelná.

Rýhovaný kolík, vyrobený z nerezové oceli 303 bez následného tepelného zpracování, byl instalován do tvrzeného hřídele z nerezové oceli 416. Kombinace neslučitelné tvrdosti a rozdílu ve velikosti mezi kolíkem a materiálem hostitele byla určena jako hlavní příčina vzniku úlomků, vysoké vtlačovací síly, ohybu kolíku a souvisejícího poškození podsestavy.

Aby vyřešil všechny tyto problémy, výrobce nahradil Válcový kolík tepelně zpracovaným, lehce zatíženým Svinutým Pružným Kolíkem z nerezové oceli 420. Lehce zatížený Svinutý Pružný Kolík poskytl vhodnou rovnováhu mezi pevností a pružností, což umožnilo nízkou vtlačovací sílu a zároveň zajistilo dostatečnou retenci bez poškození otvoru a vytváření úlomků.

Kromě trvalého vyřešení problémů s kvalitou způsobených pevným rýhovaným kolíkem výrobce zdravotnických zařízení také těžil z významného snížení nákladů spojeného s přechodem z obráběného válcového kolíku na svinutý Pružný Kolík.

Válcované kovové distanční sloupky jsou skvělou nízkonákladovou alternativou k odřezávaným trubkám, trubkám, průchodkám a obrobeným nebo soustruženým dílům. Běžně se používají jako distanční vložky, distanční pouzdra, objímky, osy a kolíky. Válcované distanční sloupky se vyrábějí bez otřepů nebo tvorby nečistot a mají čistě řezané, kolmé zakončení; což jsou velmi důležité vlastnosti komponent používaných v lékařských zařízeních.

Výrobci běžně používají obráběné pouzdra a řezané trubky k oddělení dvou tenkých nerezových desek od sebe v lékařských zařízeních. Je obvyklé provléknout nýt vnitřním průměrem obráběného pouzdra nebo trubky, aby se obě desky udržely v konstantním stlačení tak, že zůstanou navzájem rovnoběžné po celou dobu životnosti zařízení. Tato jednoduchá aplikace pro vytvoření mezery je v lékařském průmyslu velmi běžná a lze ji snadno změnit tak, aby využívala válcované distanční sloupky bez jakýchkoli negativních dopadů na výkon. Výsledkem přechodu z řezaných trubek na válcované distanční sloupky je obvykle úspora nákladů přibližně 50 % a válcované distanční sloupky stojí obvykle desetinu ceny obráběných pouzder.

Kromě výběru výrobce spojovacích prvků vysoké kvality, který má rozmanitou nabídku produktů, je stejně důležité spolupracovat se společností, která má rozsáhlé znalosti v oblasti aplikačního inženýrství v oblasti spojování a montáže. Díky spolupráci se zkušenými dodavateli orientovanými na aplikační inženýrství již ve fázi návrhu nejen usnadní návrh technického spojovacího prvku, ale také poskytnou zásadní doporučení pro rozhraní mezi spojovacím prvkem a zdravotnickým zařízením.

Čím dříve je dodavatel zapojen do procesu návrhu, tím větší je pravděpodobnost, že bude schopen vybavit výrobce zařízení komerčně dostupným spojovacím prvkem. Obvykle existuje mnoho různých typů spojovacích prvků, které lze použít pro každou aplikaci. Nakonec nejhospodárnější řešení zohledňuje materiál hostitele, výrobní tolerance, požadavky na aplikaci a způsob montáže.

Výhodou specifikace komerčně dostupných dílů je, že je často možné je dodat ze skladu, neexistují žádné minimální požadavky na odběr a nejsou účtovány žádné náklady na nástroje ani vývoj. To znamená, že díly lze dodat rychle – ať už jsou potřebné pro fázi prototypu, nebo pro plnou sériovou výrobu.

Nakonec by konstruktéři měli využívat speciálně navržené spojovací prvky, které zvyšují kvalitu zdravotnického zařízení, zjednodušují montážní proces a vedou k nejnižším celkovým nákladům.