auf eine formstabile Tülle

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufstecken eines elastischen Schlauches auf eine formstabile Tülle.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Herstellung von Fluidverbindungen Schläuche per Hand auf Komponenten von Dialysegeräten bzw. auf an den Komponenten befindliche Tüllen aufzustecken. Bei den Komponenten kann es sich beispielsweise um Kammern, Sensoren, Aktoren, hydraulische Verbinder etc. handeln.

Ein Problem bei diesem Vorgang besteht darin, dass ein elastischer Schlauch, d.h. ein nicht vorstabiler Gegenstand, wie z.B. ein Silikonschlauch auf eine formstabile Tülle gesteckt werden muss, ohne dass der Schlauch unzulässig deformiert wird. Derzeit wird der Vorgang per Hand ausgeführt und das Ergebnis des Aufsteckens optisch kontrolliert.

Anzustreben ist ein automatisiertes Aufstecken der Schläuche, weil dadurch der aufwändige händische Montagevorgang ersetzt werden kann. Grundsätzlich ist es möglich, aufgrund des fortgeschrittenen heutigen Standes der Automatisierungs- technik bzw. Robotik die heute von Hand vorgenonnnnenen Vorgänge automatisiert durchführen zu lassen. Jedoch besteht auch dabei das genannte Problem, dass sich nicht formstabile Schläuche nicht ohne weiteres auf eine formstabile Tülle aufstecken lassen, ohne dass es zu einer Verformung des Schlauches und somit zu einer Undichtigkeit eines Hydrauliksystems etc. kommen kann.

Eine denkbare Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung von formstabilen Endstücken bzw. von Konnektoren, die an den Schläuchen montiert werden. Dies ist jedoch mit einem zusätzlichen Arbeitsschritt und mit Kostennachteilen verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ein Aufstecken eines Schlauches auf eine Tülle zuverlässig so vorgenommen werden kann, dass keine Verformung des Schlauches stattfindet.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Danach ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst, die in der Reihenfolge a) bis e) oder auch in einer davon abweichenden Reihenfolge durchgeführt werden können. a) Erzeugen einer Strömung von unter Druck stehenden Gas aus der Tülle, b) Heranführen des Schlauchendes an die Tülle entgegen der Strömungsrichtung des Gases aus der Tülle und c) Verringern des Strömungsquerschnitts des Schlauchs hinter der Konnektions- stelle zur Erzeugung eines das Schlauchende erweiternden Staudrucks im Schlauch, d) Aufstecken des Schlauchendes auf die Tülle und e) Vergrößern des Strömungsquerschnitts des Schlauchs hinter der Konnektions- stelle zum Anlegen des Schlauchendes an die Außenseite der Tülle und/oder Verringerung oder Beenden der Strömung des Gases.

Durch das Verringern des Strömungsquerschnitts des Schlauchs hinter (d.h. in Strömungsrichtung der Gasströmung stromabwärts der Konnektionsstelle zwischen dem Schlauchende und der Tülle) entsteht in dem Schlauchende, das auf die Tülle aufzustecken ist, ein das Schlauchende im Durchmesser erweiternder Staudruck. Diese Durchmesservergrößerung erlaubt es, das Schlauchende über die Tülle zu schieben, vorzugsweise ohne dass das Schlauchende die Tülle berührt. Die Konnektionsstelle bezeichnet die Längsposition am Schlauch, an der das Ende der aufgesteckten Tülle liegt.

Hat das Schlauchende relativ zu der Tülle seine gewünschte Position erreicht, wird der Staudruck im Schlauch verringert bzw. aufgehoben, so dass sich das Schlauchende an die Tülle anlegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Strömungsquerschnitt des Schlauchs hinter der Konnektionsstelle vergrößert wird und/oder dadurch, dass die Gasströmung verringert oder ganz abgestellt wird.

Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff„Schlauchende" nicht das eigentliche stirnseitige Ende des Schlauches umfasst, sondern einen Bereich mit einer gewissen Länge, der das eigentliche Schlauchende mit umfasst.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann händisch oder auch automatisiert durchgeführt werden.

Ein Aufstecken eines Konnektors auf das Schlauchende ist nicht erforderlich. Durch die Aufweitung des freien Querschnitts des Schlauchendes ist ein Aufstecken des Schlauches auf die Tülle möglich, ohne dass es zu einer Deformation des Schlauchendes kommt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gas um Druckluft, jedoch kommen auch andere Gase in Betracht.

Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung kann das Gas, insbesondere die Druckluft, vorgeheizt sein. Darunter ist vorzugsweise zu verstehen, dass das Gas bzw. die Druckluft auf eine Temperatur über Raumtemperatur erwärmt wird. Vorteilhaft hieran ist, dass sich das Schlauchende leichter und/oder stärker aufweitet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tülle an einer Komponente angeordnet ist, die einen Einlass für das unter Druck stehende Gas aufweist und dass das Verfahren gemäß Schritt a) derart durchgeführt wird, dass das Gas durch den Einlass der Komponente einströmt und durch die Tülle aus der Komponente ausströmt. In diesem Fall strömt die Druckluft oder das sonstige Gas durch den Einlass in die Komponente ein und aus der Tülle wieder aus.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe„ein" und„eine" nicht zwingend auf genau eines der genannten Elemente beschränkt sind, wenngleich dies eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung ist. Von den Begriffen sind auch mehrere der fraglichen Elemente umfasst. So kann die Komponente beispielsweise genau einen Einlass oder auch mehrere Einlässe aufweisen.

Vorzugsweise sind an der Komponente mehrere Tüllen angeordnet, wobei die Tüllen, auf die im anstehenden Arbeitsschritt kein Schlauch aufgesteckt werden soll, vorzugsweise luftdicht verschlossen werden. So wird erreicht, dass die Druckluft, die im Folgenden stellvertretend für jedes beliebige Gas verwendet wird, nur oder überwiegend aus der Tülle austritt, auf die ein Schlauch aufgesteckt werden soll.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird zum luftdichten Verschließen eine mit der Tülle form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkende Verschlusskappe verwendet. Bevorzugt ist es weiterhin, wenn der Schlauch mittels eines Schlauchmontagewerkzeugs gehalten und auf die Tülle aufgesteckt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Verringerung des Strömungsquerschnitts gemäß Schritt c) und/oder die Vergrößerung des Strömungsquerschnitts gemäß Schritt e) mittels des Schlauchmontagewerkzeugs vorgenommen werden. Grundsätzlich können für diese Schritte auch andere Mittel verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schlauch in Schritt c) derart aufgeweitet wird, dass er ohne Berührung der Außenseite der Tülle auf die Tülle gesteckt wird. Eine Deformation des Schlauchendes wird so besonders zuverlässig verhindert.

Das Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn die Tülle auf ihrer Außenseite nicht konisch, sondern zylindrisch ausgebildet ist. Konisch zulaufende Tüllen sind hygienisch nachteilig und daher bei Dialysegeräten unüblich. Als zylindrisch werden im gegebenen Zusammenhang sowohl Kreiszylinder als auch Zylinder mit anderen Querschnittsformen (z.B. oval) verstanden. Ferner werden als Zylinder nicht nur solche mit einer glatten Oberfläche, sondern auch solche mit einer gewellten oder geriffelten Oberfläche verstanden.

Um erkennen zu können, dass der Schlauch vollständig aufgesteckt ist, kann vorgesehen sein, dass der Druck an einer geeigneten Stelle gemessen wird, wir z.B. im Schlauch und/oder in der Tülle und/oder in der Komponente und/oder in der Druckluftzufuhr und bei Erreichen eines Druckgrenzwertes auf den aufgesteckten Zustand des Schlauches geschlossen wird. Der Druckanstieg ist darauf zurückzuführen, dass der Ringspalt zwischen dem Schlauchende und der Tülle mit dem zunehmenden Aufstecken kleiner wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise an einem Blutbehandlungsgerät und insbesondere an einem Dialysegerät durchgeführt. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Aufstecken eine elastischen Schlauches auf eine formstabile Tülle, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: a) Mittel zum Erzeugen einer Strömung von unter Druck stehenden Gas aus der Tülle, b) Mittel zum Heranführen des Schlauchendes an die Tülle entgegen der Strömungsrichtung des Gases aus der Tülle, c) Mittel zum Verringern des Strömungsquerschnitts des Schlauchs hinter der Konnektionsstelle zur Erzeugung eines das Schlauchende erweiternden Staudrucks im Schlauch, d) Mittel zum Aufstecken des Schlauchendes auf die Tülle und e) Mittel zum Vergrößern des Strömungsquerschnitts des Schlauchs hinter der Konnektionsstelle zum Anlegen des Schlauchendes an die Außenseite der Tülle aufweist.

Des Weiteren kann die Vorrichtung Halterungsmittel aufweisen, mittels derer eine Komponente, an der die Tülle angeordnet ist, in einer bestimmten Weise räumlich fixiert wird. Die Komponente, wie z.B. eine Kammer, ein Sensor, ein Aktor, ein hydraulischer Verbinder etc. kann somit definiert im Raum positioniert werden, wodurch die Position der Tülle(n) im Raum festgelegt ist.

Die Mittel gemäß der Merkmale b) bis e) können durch ein und dasselbe oder durch unterschiedliche Schlauchmontagewerkzeuge gebildet werden.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist das Schlauchmontagewerkzeug wenigstens zwei Halbschalen auf, die den Schlauch umgreifen, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Halbschalen aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff gebildet sind oder diesen aufweisen. Das elastische Material erlaubt das Aufweiten des Schlauchquerschnitts zum Zwecke des Aufstecken des Schlauches auf die Tülle.

Des Weiteren kann die Vorrichtung Halterungsmittel zum Halten und Bewegen von Verschlusskappen aufweisen, die geeignet und bestimmt sind, Tüllen luftdicht zu verschließen, die nicht mit einem Schlauch verbunden werden sollen.

Weiterhin kann die Vorrichtung mit einem Druckaufnehmer versehen sein, der ausgebildet und angeordnet ist, in der Tülle und/oder in dem Schlauch und/oder in der Druckluftzufuhr und/oder in der Komponente oder an einer sonstigen geeigneten Stelle den Druck zu messen. Der gemessene Druckwert wird an einen Prozessor gemeldet, der ausgebildet ist, den aufgesteckten Zustand des Schlauchendes zu erkennen und/oder zu signalisieren, wenn der gemessene Druckwert einen Grenzwert übersteigt.

Die Vorrichtung kann darüber hinaus mit einer Einrichtung zum Vorheizen der Druckluft versehen sein. Vorteilhaft hieran ist, dass sich dann das Schlauchende leichter und/oder stärker aufweitet.

Nach einer weiteren Fortbildung der Vorrichtung ist der verwendete Schlauch derart ausgestaltet, dass er sich mit erhitzter Luft leichter und/oder stärker aufweiten lässt. Beispielsweise ist dies mit für den Fachmann bekannten Thermoplasten erzielbar.

Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 16 zum Aufstecken eine elastischen Schlauches auf eine formstabile Tülle eines Blutbehandlungsgerätes, insbesondere eines Dialysegerätes.

Die Tülle kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung der beim Aufstecken eines Schlauches beteiligten Komponenten.

Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet eine Komponente eines Blutbehandlungsgerätes, wie z. B. eine Kammer, einen Filter, etc.

Die Komponente weist einen Einlass in Form der Tülle E auf, durch den Druckluft 7 durch den Schlauch 8 in die Komponente 2 einströmt. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet eine gesteuerte Druckluftzufuhr mit Druckmessung. Vorzugweise handelt es sich um gereinigte Druckluft.

Die Komponente 2 weist des Weiteren zwei tüllenförmige Auslässe A1 und A2 auf, von denen A1 durch eine Verschlusskappe 1 vollständig oder weitgehend luftdicht verschlossen ist und von denen A2 mit dem Schlauch 5 luftdicht verbunden werden soll. Bei dem Schlauch 5 kann es sich beispielsweise um einen Silikonschlauch handeln.

Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet das Schlauchmontagewerkzeug, das den Schlauch fixiert und das zudem einen Absperrschieber 4 aufweist, mittels dessen der Schlauch abgesperrt oder dessen Durchfluss gedrosselt werden kann.

In seinem in der Figur links dargestellten Endbereich weist das Schlauchmontagewerkzeug 6 eine elastische und deformierbare Schlauchaufnahme 3 auf, die das Schlauchende 5 ^' aufnimmt und eine Durchmesservergrößerung des Schlauchendes 5 ^' ermöglicht. Das Schlauchende 5 ^' kann länger als die Tülle A2 ausgeführt sein oder auch dieselbe Länge aufweisen.

Wie dies aus der Figur hervorgeht, sind die Tüllen E, A1 und A2 auf ihrer Außenseite nicht konisch zulaufend ausgeführt, sondern zylindrisch. Der im Folgenden beschriebene Prozess des Aufsteckens kann manuell oder automatisiert erfolgen.

Zunächst wird die Komponente 2 in eine nicht dargestellte Montagestation eingelegt und somit in einer definierten Lage im Raum positioniert.

Falls die Tüllen E, A1 , A2 nicht in einer Fluidverbindung stehen, da die Verbindung durch Ventile getrennt sind, werden diese elektrisch kontaktiert und dadurch geöffnet.

Alle Tüllen (A1 ) bis auf zwei Tüllen (E, A2) werden luftdicht oder weitgehend luftdicht verschlossen. Dafür wird eine Verschlusskappe 1 verwendet, die dicht um die Tülle A1 abschließt. Die Verschlusskappe 1 besteht aus zwei Halbschalen, die miteinander verrastet werden. Das Aufsetzen der Verschlusskappe 1 kann automatisiert erfolgen, z.B. durch Aufnehmen mittels eines Roboters und Aufsetzen und Verrasten durch ein Montagewerkzeug.

Sodann wird die Komponente 2 an einer Tülle (E) mit Druckluft beaufschlagt, wie dies durch den Pfeil gekennzeichnet ist. Die Druckluft strömt aus der offenen Tülle A2 aus und der Druck der Druckluft wird gemessen, beispielsweise in dem Schlauch 8, in der Komponente 2 etc.

Ein Schlauch 5 wird aus einem Magazin an der Montagestation an einem Ende von dem Schlauchmontagewerkzeug 6 aufgenommen. Das Schlauchmontagewerkzeug 6 drückt den Schlauch 5 hinter der Konnektionsstelle mit der Tülle A2 mittels der Absperrung 4 luftdicht ab.

Sodann wird der Schlauch 5 mit seinem Schlauchende 5 ^' an die Tülle A2 mittels des Schlauchmontagewerkzeugs 6 herangeführt. Das Schlauchmontagewerkzeug 6 weist zwei Halbschalen auf, die den Schlauch 5 aufnehmen und die aus einem elastischen Kunststoff gefertigt sind. Somit wird der Schlauch 5 einerseits in Position gehalten, andererseits wird eine Aufweitung des Schlauchendes 5 ^' ermöglicht.

Das Schlauchmontagewerkzeug 6 wird weiter an die Tülle A2 herangeführt. Aufgrund der ständig aus dieser Tülle ausströmenden und in das Schlauchende einströmenden Druckluft entsteht ein zunehmender Staudruck, der umso größer wird, je näher der Schlauch an die Tülle 5 ^' heran geführt wird. Der Ringspalt zwischen dem Schlauchende und der Tülle 5 ^' wird kleiner.

Dadurch weitet sich das in dem Bereich 3 befindliche Schlauchende 5 ^' auf. Vorzugsweise erfolgt ein Aufweiten derart, dass der Innendurchmesser des Schlauchendes 5 ^' größer ist als der Außendurchmesser der Tülle A2, so dass das Schlauchende 5 ^' aufgesteckt werden kann, ohne die Tülle A2 zu berühren.

Nun kann der Schlauch mit seinem aufgeweiteten Schlauchende 5 ^' über die Tülle A2 geführt bzw. aufgesteckt werden.

Ist dieser Vorgang abgeschlossen, steigt der Luftdruck in der Komponente 2 oder im Schlauch 8 etc. sprunghaft an. Dies zeigt das Ende des Aufsteckvorgangs an. Am Ende des Aufsteckvorgangs gibt das Schlauchmontagewerkzeug 6 den Schlauch 5 frei und das Absperrelement 4 wird geöffnet. Dadurch sinkt der Staudruck und das Schlauchende 5 ^' legt sich ringsum an die Außenseite der Tülle A2 an.

Soll ein Schlauch an eine weitere Tülle A1 angeschlossen werden, wird deren Verschlusskappe 1 entfernt und der oben beschriebene Vorgang wird wiederholt.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, den beschriebenen Konnektionsvorgang an mehreren Tüllen zeitgleich durchzuführen. Die Tülle E, die zur Luftzufuhr dient, wird am Ende des Aufsteckprozesses ohne Druckluft mit einem Schlauch verbunden.

Das beschriebene Verfahren ist nicht auf eine Komponente beschränkt. Grundsätzlich können auch mehrere Komponenten, wie z.B. Baugruppen auf diese Weise miteinander verbunden werden, da sich die Druckluft über die Schläuche in der Baugruppe verteilt.

Die Druckluft dient nicht nur zur Aufweitung des Schlauchendes, sondern auch als „Gleitmittel", so dass keine Rückstände eines z.B. gelartigen Gleitmittels nach dem Aufstecken entfernt werden müssen.

Über den gemessenen Druck kann die Konnektion zwischen Tülle und Schlauch automatisch auf Dichtheit überwacht werden.

Die oben genannten Schritte können händisch oder automatisiert durchgeführt werden.

So ist beispielsweise der Einsatz eines Roboters mit einem Roboterarm denkbar, der fast jede Position im Raum erreichen kann.

Denkbar ist des Weiteren der Einsatz einer Kamera mit Bilderkennung, so dass der Roboter das Schlauchende exakt positionieren kann.