Christoph Kaffatos - fb06.fh-muenchen.de · Die Anatomie der Koronargefäße Wegen seiner ständigen Aktivität muss der Herzmuskel selbst kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt werden

Bachelorarbeit zur Erlangung des akademischen Grades

Bachelor of Engineering

von

Christoph Kaffatos

Matrikelnummer: 11509207

Bewertung und nachfolgende Optimierung einer

bestehenden automatisierten Reckvorrichtung für

Kunststoffschläuche zur Verwendung in

Angioplastiekathetern

Hochschule München

Fakultät 06

Studiengang: Mechatronik und Feinwerktechnik

Studienrichtung: Medizintechnik

Bavaria Medizin Technologie GmbH

Forschung & Entwicklung

Argelsrieder Feld 8

82234 Oberpfaffenhofen

Referent: Herr Prof. Dr.-Ing. Erwin Steinhauser Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Korreferent: Herr Prof. Dr. Norbert Stockhausen Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Firmenbetreuer: Herr Claus Völkl und Herr Dipl.-Ing. Stephan Abt Mitarbeiter Forschung & Entwicklung, Bavaria Medizin Technologie GmbH

Tag der Einreichung: 29. November 2012

Danksagung

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite - 1 -

Danksagung

An dieser Stelle möchte ich mich bei

Herrn Carsten Alteepping und Herrn Stephan Abt, die mir diese Arbeit bei der

Bavaria Medizin Technologie GmbH überhaupt ermöglicht haben und mir im

organisatorischen, wie fachlichen Bereich immer zur Seite standen,

Herrn Claus Völkl, der mich als Betreuer in der Firma begleitet und tatkräftig

unterstützt hat,

Herrn Prof. Dr.-Ing. Erwin Steinhauser für die Zusage, die Bachelorarbeit bei der

Bavaria Medizin Technologie GmbH zu betreuen und zu korrigieren, sowie für

seine wertvollen Tipps beim Verfassen der Arbeit,

Herrn Prof. Dr. Norbert Stockhausen, der sich freundlicherweise dazu bereit

erklärt hat, die Zweitkorrektur zu übernehmen und

meinen Eltern Susanne und Alexandros Kaffatos sowie meinen drei

Geschwistern, die mich besonders in dieser Zeit immer motiviert haben und mir

eine sehr große Unterstützung waren,

herzlich bedanken.

Außerdem danke ich allen Mitarbeitern der Bavaria Medizin Technologie GmbH für die

nette und freundliche Arbeitsatmosphäre und dafür, dass sie sich jederzeit dazu bereit

erklärt haben, mir bei Fragen und Problemen zur Seite zu stehen.

Abstrakt


Abstrakt

Bewertung und nachfolgende Optimierung einer bestehenden automatisierten

Reckvorrichtung für Kunststoffschläuche zur Verwendung in


Die vorgelegte Bachelorarbeit befasst sich mit der Bewertung und nachfolgenden

Optimierung einer automatisierten Vorrichtung, die zur partiellen Reckung von

Schläuchen für Angioplastiekatheter eingesetzt wird. Das Gerät war zum Zeitpunkt der

Erstellung der Bachelorarbeit noch nicht in Betrieb, weil die gewünschten

Anforderungen noch nicht erfüllt waren.

Durch den Reckvorgang wird der Außendurchmesser eines bestimmten Abschnitts des

Schlauches auf ein festgelegtes Maß verkleinert und somit passend für die

Katheterherstellung gemacht. Die Ansteuerung des entwickelten Systems wird durch

eine controllereigene Software realisiert. Mit Hilfe der automatischen Reckvorrichtung

können drei Schläuche parallel gereckt werden. Der gesamte Prozess, mit Ausnahme des

kalten Vorreckens, läuft dabei vollautomatisch und mit definierten Parametern ab.

Abstract (English)


Abstract (English)

Evaluation and following optimizing of an existing automated stretching unit for

plastic tubes for use in the construction of angioplasty catheters

This bachelor thesis encompasses the evaluation and following optimizing of an

automated stretching unit for plastic tubes for use in the construction of angioplasty

catheters. The device was not in operation at the time that this bachelor thesis was

proposed because the regulatory requirements had not yet been complied with.

The outer diameter of a specified segment of the tube will be reduced by the stretching

unit so that it is suitable for catheter production. The control of the newly developed

system is achieved using a controller running its own specially developed software. Up

to three tubes can be stretched in parallel by means of the automated stretching unit.

The whole process, except for the cold stretching, is fully automatic with defined

parameters.

Inhaltsverzeichnis


Inhaltsverzeichnis

Danksagung ................................................................................................................ 1

Abstrakt ....................................................................................................................... 2

Abstract (English) ..................................................................................................... 3

1. Einleitung ................................................................................................................ 7

1.1. Zielsetzung der Bachelorarbeit .................................................................................................... 7

1.2. Rahmenbedingungen der Bachelorarbeit ................................................................................ 8

2. Medizintechnischer Kenntnisstand ............................................................... 9

2.1. Das menschliche Herz-Kreislauf-System.................................................................................. 9

2.2. Die Anatomie der Koronargefäße ............................................................................................ 11

2.3. Koronare Herzerkrankung.......................................................................................................... 13

2.4. Behandlungsmethoden der arteriellen Verschlusskrankheit ....................................... 14

2.5. Aufbau eines PTA-Katheters ...................................................................................................... 15

3. Beschreibung des manuellen Reckprozesses ......................................... 17

3.1. Aufbau des Katheterschlauchs .................................................................................................. 17

3.2. Bedeutung und Nutzen des Reckens ....................................................................................... 18

3.3. Ablauf des manuellen Reckprozesses ..................................................................................... 21

4. Bewertung der automatischen Reckvorrichtung bei Übernahme ... 23

4.1. Beschreibung des automatischen Reckprozesses ............................................................. 23

4.1.1. Aufbau der automatischen Reckvorrichtung vor der Optimierung................................... 23

4.1.2. Ablauf des automatischen Reckprozesses vor der Optimierung ........................................ 24

4.2. Vorteile der automatischen Reckvorrichtung ..................................................................... 25

4.3. Schwachpunkte der automatischen Vorrichtung vor der Optimierung .................... 26

4.4. Anforderungen an die optimierte Reckvorrichtung ......................................................... 27

Inhaltsverzeichnis


5. Mechanische Optimierungsumsetzung ..................................................... 28

5.1. Anbringen der Warnhinweise ................................................................................................... 28

5.2. Montage der Ablagevorrichtung ............................................................................................... 30

5.3. Befestigung der Führung für die Schläuche ......................................................................... 31

5.4. Durchhängevorbeugung der Schläuche ................................................................................. 32

5.4.1. Montage des Durchhängeschutzes aus Aluminium .................................................................. 32

5.4.2. Verlängerung der Stahlpins für die Schaftschläuche ............................................................... 33

5.5. Optimierung des Pneumatikgreifers ....................................................................................... 34

5.5.1. Schutz der Schläuche vor Verletzungen ........................................................................................ 34

5.5.2. Anpassung der Druckluft des Pneumatikgreifers ..................................................................... 35

5.6. Einfluss der Reckdüsengeometrie auf das Reckergebnis ............................................... 36

5.6.1. Auswirkung der Form der Ziehschulter auf das Reckergebnis der Schläuche ............. 36

5.6.2. Ergebnis der gereckten Schläuche .................................................................................................. 38

5.6.3. Messung der benötigten Zugkraft beim Recken für die Reckdüsenvarianten .............. 40

5.6.4. Bewertung der Reckdüsenvarianten .............................................................................................. 43

6. Elektrotechnische Optimierungsumsetzung ........................................... 44

6.1. Installation des Stufenschalters ................................................................................................ 44

6.2. Montage des Not-Aus-Schalters ................................................................................................ 45

6.3. Verkabelung und Schaltpläne .................................................................................................... 46

6.4. Programmierung des Temperaturreglers ............................................................................ 47

6.4.1. Temperaturregler und Temperaturmessgerät .......................................................................... 47

6.4.2. Istwert der Temperatur in den Reckdüsen vor der Parameteranpassung ..................... 49

6.4.3. Istwert der Temperatur in den Reckdüsen nach der Parameteranpassung .................. 50

7. Parameterbestimmung für den Reckprozess.......................................... 52

7.1. Anforderungen an die gereckten Schläuche ........................................................................ 52

7.1.1. Anforderungen an die gereckten Schaftschläuche ................................................................... 52

7.1.2. Anforderungen an die gereckten Führungsdrahtschläuche ................................................. 53

7.2. Parameterbestimmung zum Recken der Schaftschläuche ............................................. 54

7.3. Parameterbestimmung zum Recken der FD-Schläuche .................................................. 57

Inhaltsverzeichnis


8. Anpassung der Programmierung an den Reckprozess ........................ 59

8.1. Programmierungsanpassung des elektrischen Greifers ................................................. 59

8.2. Programmierungsanpassung der einzelnen Programme ............................................... 62

8.2.1. Bedeutung der Programmierbefehle.............................................................................................. 62

8.2.2. Festlegung der Programmnamen .................................................................................................... 63

8.2.3. Das Homing-Programm ....................................................................................................................... 64

8.2.4. Das Reckprogramm für die Schaftschläuche ............................................................................... 65

8.2.5. Das Reckprogramm für die Führungsdrahtschläuche ............................................................ 68

9. Prüfung der automatischen Reckvorrichtung vor Übergabe............. 69

9.1. Aufbau der automatischen Reckvorrichtung nach der Optimierung ......................... 69

9.2. IQ/OQ der automatischen Reckvorrichtung ........................................................................ 70

9.2.1. Prüfung der Installationsanforderungen ...................................................................................... 70

9.2.2. Prüfung der Gerätefunktion ............................................................................................................... 71

10. Schlussbetrachtungen ................................................................................... 74

10.1. Zusammenfassung ....................................................................................................................... 74

10.2. Ausblick ........................................................................................................................................... 76

11. Literaturverzeichnis ...................................................................................... 77

Anhang .......................................................................................................................... I

A.1. Abbildungsverzeichnis ..................................................................................................................... I

A.2. Tabellenverzeichnis ....................................................................................................................... III

A.3. Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................ IV

A.4. Elektronik- und Pneumatikschaltplan ...................................................................................... V

A.5. CAD-Zeichnung der Reckdüse .................................................................................................. VII

A.6. Fotos der automatischen Reckvorrichtung nach der Optimierung .......................... VIII

Eidesstattliche Erklärung ...................................................................................... X

Einleitung


1. Einleitung

Die koronare1 Herzkrankheit zählt weltweit zu den häufigsten Herzerkrankungen. In

Deutschland gibt es etwa 1,5 Millionen Betroffene [1]. Durch intensive Forschung im

medizinischen wie technischen Bereich und den daraus resultierenden Entwicklungen

ist es möglich, betroffenen Patienten durch neue Behandlungsmethoden zu helfen.

Angioplastiekatheter spielen dabei eine sehr wichtige Rolle, da sie zur Erweiterung

verengter Gefäße eingesetzt werden. Um die hohen medizinischen Anforderungen, wie

beispielsweise die Sterilisierbarkeit der Katheter, erfüllen zu können, muss das Produkt

zeitaufwändige Entwicklungsschritte durchlaufen. Die Auswahl geeigneter Materialien

ist nur einer von vielen Punkten, die beachtet werden müssen.

Die Reckvorrichtung leistet bei der Herstellung der Katheter einen wichtigen Beitrag,

indem das Schlauchmaterial kalibriert und Schlaucheigenschaften, wie die

Druckfestigkeit, modifiziert werden. Somit trägt sie ihren Teil zur medizinischen

Tauglichkeit bei.

1.1. Zielsetzung der Bachelorarbeit

Ziel dieser Arbeit war es, eine vollautomatische Reckvorrichtung zu bewerten und

anschließend zu optimieren, sodass sie in der Produktionsabteilung der Firma

eingesetzt werden kann.

Die Vorrichtung wird im Reinraum der Firma (Reinraum Klasse 7) betrieben.

Zum Zeitpunkt der Erstellung der Bachelorarbeit wurde das Recken mittels einer

manuellen Reckvorrichtung noch von Hand ausgeführt. Pro Reckvorgang konnte nur ein

Katheterschlauch bearbeitet werden. Zudem waren die Ergebnisse der Reckungen

abhängig vom jeweiligen Vorgehen des Mitarbeiters, was eine sehr unterschiedliche

Qualität der gereckten Schläuche zur Folge hatte.

1 koronar: auf die Herzkranzgefäße bezogen

Einleitung


1.2. Rahmenbedingungen der Bachelorarbeit

Die vorliegende Bachelorarbeit wurde im Rahmen des Studiums an der Hochschule für

angewandte Wissenschaften München im Studiengang Mechatronik und

Feinwerktechnik mit Studienschwerpunkt Medizintechnik bei der Firma Bavaria

Medizin Technologie GmbH (kurz: BMT) in Oberpfaffenhofen geschrieben.

Das Unternehmen BMT GmbH wurde 1992 von einem Team, bestehend aus

Wissenschaftlern und Kardiologen, gegründet. Das anfängliche Ziel war die Entwicklung

und Produktion von Kathetern zur Vorbeugung eines erneuten Verschlusses von

Blutgefäßen nach der Operation. Infolge dieser Idee wurde der NIC2 entwickelt, mit dem

es möglich war, Medikamente direkt in die Gefäßwände zu injizieren.

Im Jahre 1997 wurde die Firma umstrukturiert und hat sich seitdem als international

anerkannter OEM 3 -Lieferant von PTA- und PTCA 4 -Kathetern etabliert. Derzeit

beschäftigt die BMT GmbH etwa 100 Mitarbeiter. Das Unternehmen setzt alles daran,

seine Kunden absolut zufriedenzustellen und deren Anforderungen vollstens zu erfüllen.

Dies zeigt sich unter anderem darin, dass kundenspezifische Produkte entwickelt

werden. Die Produkte bestechen durch höchste Qualität und werden durchgehend

überprüft und weiterentwickelt.

Die Abteilung Forschung & Entwicklung setzt sich aus Ingenieuren und Technikern

zusammen und hat derzeit knapp 20 Mitarbeiter. Die Hauptaufgabe besteht darin, neue

medizinische Instrumente zu entwickeln oder bestehende Systeme zu verbessern.

Nahezu alle Projekte finden im Auftrag internationaler Kunden statt.

Die Qualitätssicherung garantiert durch verschiedene technische Methoden die

ordnungsgemäße Funktionalität der Katheter. Durch die sichergestellte Qualität der

einzelnen Produkte und die innovativen Ideen hat sich die BMT GmbH weltweit einen

beachtlichen Kundenstamm aufgebaut.

2 Needle Injection Catheter (deutsch: Nadel-Injektionskatheter) 3 Original Equipment Manufacturer (deutsch: Originalausrüstungshersteller) 4 PT(C)A (ausgeschrieben: Perkutane Transluminale (Coronare) Angioplastie) bedeutet übersetzt: durch die Haut, über den Hohlraum verlaufende (Herzgefäß) Öffnung bzw. Wiederherstellung

Medizintechnischer Kenntnisstand


2. Medizintechnischer Kenntnisstand

Im folgenden Kapitel werden verschiedene medizinische und technische

Hintergrundinformationen erläutert.

2.1. Das menschliche Herz-Kreislauf-System

Das Herz und die Blutgefäße bilden gemeinsam das Herz-Kreislauf-System, das in sich

geschlossen ist [2]. Dieses System sorgt für ein Gleichgewicht zwischen der Versorgung

der Zellen mit lebensnotwendigen Stoffen und der Entsorgung von

Stoffwechselprodukten. Die Körperzellen werden mit Sauerstoff versorgt, das

Stoffwechselprodukt Kohlendioxid wird über die Lunge wieder ausgeatmet [3]. Die

Blutgefäße bilden dabei die Transportwege für das Blut, das Herz dient als Motor zur

Beförderung [2].

Das Herz-Kreislauf-System ist in ein Hoch- und Niederdrucksystem aufgeteilt. Die rechte

Herzhälfte besteht aus dem rechten Vorhof und dem rechten Ventrikel5 und pumpt das

Blut mit einem relativ geringen Druck durch den kleinen bzw. pulmonalen6 Kreislauf,

der für den Gasaustausch durch die Lunge zuständig ist. Von dort strömt das Blut zur

linken Herzhälfte. Die linke Herzhälfte, bestehend aus dem linken Vorhof und dem

linken Ventrikel, pumpt das sauerstoffreiche Blut durch den großen bzw. systemischen

Kreislauf, der die einzelnen Organe versorgt. Dazu ist ein wesentlich höherer Druck

notwendig [4].

Das Hochdrucksystem umfasst den linken Teil des Herzens, die Arterien und die

Arteriolen. Das Niederdrucksystem besteht aus dem kleinen Kreislauf mit dem rechten

Teil des Herzens, den Venen, Venolen und den Kapillaren [4].

5 Ventrikel: auch Herzkammer genannt 6 pulmonal: die Lunge betreffend



Der Blutfluss im Herz:

Der rechte Vorhof wird aus beiden Hohlvenen gefüllt. Das Blut tritt durch die Trikuspidalklappe über in die rechte Kammer. Von dort wird es durch die Pulmonalklappe in die Lungenschlagader ausgeworfen. Zu Beginn des kleinen Kreislaufs durchläuft das Blut den Lungenkreislauf und wird dabei mit Sauerstoff gesättigt. Der linke Vorhof füllt sich mit dem sauerstoffreichen Blut aus den vier Lungenvenen. Der kleine Kreislauf endet und das Blut tritt durch die Mitralklappe in die linke Kammer über. Durch die Aortenklappe wird das Blut in die Aorta ausgeworfen (vgl. auch Abbildung 1) [6].

Abbildung 1: Der Blutfluss im menschlichen Herzen [5]



2.2. Die Anatomie der Koronargefäße

Wegen seiner ständigen Aktivität muss der Herzmuskel selbst kontinuierlich mit

Sauerstoff versorgt werden. Dafür sorgen die beiden Koronargefäße7, die aus der Aorta

entspringen. Die einzelnen Muskelzellen des Herzens werden über dichte

Verzweigungen mit sauerstoffreichem Blut versorgt [7].

Das Koronargefäßsystem setzt sich aus der rechten und linken Koronararterie

zusammen [8].

Die rechte Koronararterie gibt während ihres Verlaufs zahlreiche Äste zur rechten Kammer- und Vorhofwand sowie auch zur Herzscheidewand ab [10]. Sie teilt sich insgesamt in zwei Hauptäste auf, den RIVP8 und den RPLD9 [8]. Dabei versorgt sie die Zwerchfellfläche sowie die rechte Hinterwand [11].

Die linke Koronararterie teilt sich nach einer variablen Strecke in den RIVA10 und den

RCX11 auf (vgl. auch Abbildung 2) [8]. Sie versorgt die Vorderwand, linke Hinterwand

und Herzscheidewand [11].

7 Koronargefäße: auch Herzkranzgefäße genannt 8 Ramus interventricularis posterior 9 Ramus posterolateralis dexter 10 Ramus interventricularis anterior 11 Ramus circumflexus

Abbildung 2: Die Koronargefäße [9]

RCA: rechte Koronararterie

Hauptäste der rechten Koronararterie:

RIP: Ramus interventricularis posterior

RPL: Ramus posterolateralis

LCA: linke Koronararterie

Hauptäste der linken Koronararterie:

RCX: Ramus circumflexus

RIVA: Ramus interventricularis anterior

RV: rechter Ventrikel (Herzkammer)

LV: linker Ventrikel (Herzkammer)

RA: rechter Vorhof

A: Aorta



Der Aufbau der Koronararterien:

Arterien und Venen sind nach einem ähnlichen Prinzip aufgebaut. Sie bestehen aus drei

Gewebsschichten (vgl. auch Abbildung 3) [12].

Tunica interna:

Sie bildet die innere Schicht des Gefäßes und ist für den Stoff- und Gasaustausch

zwischen Blut und der Gefäßwand verantwortlich. Sie besteht aus flachen Zellen, der

sogenannten Endothelschicht sowie aus Bindegewebe [12].

Tunica media:

Die mittlere Schicht reguliert die Weite des Gefäßes durch gezielte Muskelkontraktionen

[12]. Sie besteht aus glatten Muskelzellen sowie elastischen und kollagenen12 Fasern

[13]. Die durch Pulsschlag und Blutdruck entstehende Spannung wird durch

Muskelbewegungen entsprechend angepasst [12].

Tunica Adventitia:

Die äußere Schicht besteht hauptsächlich aus Bindegewebe [13]. Durch die Struktur der

Adventitia werden die Gefäße in der Umgebung verankert [12].

12 Kollagen: ein hauptsächlich in Bindegewebe vorkommendes Protein

Abbildung 3: Aufbau der Koronargefäße [14]



2.3. Koronare Herzerkrankung

Die koronare Herzerkrankung zählt zu den häufigsten Erkrankungen des Menschen

überhaupt. Hauptursache ist eine Arteriosklerose13 an den Koronararterien. Zu Beginn

der Erkrankung sind im Normalfall keine klinischen Symptome vorhanden, obwohl

bereits Funktionsstörungen und Fetteinlagerungen in der Gefäßwand vorliegen [15].

Stadien der Arteriosklerose:

Bei einer Arteriosklerose lagert sich zunehmend mehr Fett in die Gefäßwände ein.

Dadurch verkalken sie und verlieren ihre Elastizität. Im Verlauf einer Arteriosklerose

wird die Innenhaut der Arterien durch die Ablagerungen stetig dicker, wodurch sich der

Gefäßdurchmesser immer mehr verengt (vgl. auch Abbildung 4). Die Folge ist, dass das

Blut nicht mehr ungehindert fließen kann [17].

Die Arteriosklerose verläuft meist über lange Jahre asymptomatisch. Kommt es zu

starken Einengungen der Gefäße oder gar zu Verschlüssen, so resultiert daraus meist

eine Funktionseinschränkung oder ein Infarkt [18].

13 Arteriosklerose: auch Arterienverkalkung genannt

Abbildung 4: Stadien der Arteriosklerose [16]

http://flexikon.doccheck.com/de/Asymptomatisch



2.4. Behandlungsmethoden der arteriellen Verschlusskrankheit

Die durch Fettablagerungen entstandenen Stenosen 14 im Gefäß werden durch

verschiedene interventionelle Verfahren behandelt. Man unterscheidet zwischen zwei

katheterbasierten Behandlungstechniken, PTA und PTCA.

Die PTA-Behandlung findet ihren Einsatz im Wesentlichen bei Verschlüssen und

Verengungen der Gefäße der Arme und Beine [19]. Die PTCA-Behandlung wird zur

Aufweitung von Verengungen der Herzkranzgefäße eingesetzt [20].

Ablauf einer PTA-Behandlung:

Standardmethode, die bei der Behandlung von vaskulären15 Erkrankungen zum Einsatz

kommt, ist die sogenannte Ballondilatation16. Dabei wird über einen im Gefäß liegenden

Führungsdraht ein Ballonkatheter in die Gefäßverengung vorgeschoben [19]. Unter

Röntgenkontrolle kann er in der Gefäßenge genau platziert und beobachtet werden [20].

Durch Inflation 17 des Ballons mit Kochsalzlösung dehnt sich das Gefäß an der

betroffenen Stelle aus. Die durch Kalkablagerungen hervorgerufene Verengung wird an

den Rand gedrückt. Der Durchmesser des gewählten Ballons sollte darum so groß wie

der des gesunden Gefäßes sein [19].

Da auf lange Sicht gesehen die Verengung

wieder auftritt, werden sogenannte Stents18

in das betroffene Gefäß eingebaut (vgl. auch

Abbildung 5). Diese werden über den Ballon

ins Gefäß eingebracht und dort entfaltet.

Stents werden hauptsächlich in Gefäßen mit

größerem Durchmesser und hohem Blutfluss

eingesetzt, primär im koronaren Bereich

[19].

14 Stenose: Verengung im Gefäß 15 vaskulär: Blutgefäße betreffend 16 Ballondilatation: Aufdehnung verengter Blutgefäße mit Hilfe eines an einem Katheter angebrachten Ballons 17 Inflation: auch Aufschwellung genannt 18 Stent: Gefäßstütze aus Metall oder Kunststoff

Abbildung 5: Platzierung eines Stents [21]



2.5. Aufbau eines PTA-Katheters

In Abbildung 6 ist der Aufbau des SP-014-Katheters der BMT GmbH zu sehen.

Beschreibung der einzelnen Komponenten:

1. Konnektor (Luer-Anschluss19)

2. Führungsdrahtschlauch20 mit Markern, zur Positionierung bei Betrachtung mit

Hilfe eines Röntgengerätes

3. Schaftschlauch

4. Angioplastieballon

5. Kerndraht aus Stahl

6. Knickschutz

7. Schrumpflabel21

Dieser PTA-Katheter kann in drei Bestandteile gegliedert werden. Am proximalen22

Ende ist der Konnektor (1) und am distalen23 Ende ein Angioplastieballon (4). Zwischen

beiden Enden befindet sich der Schaftschlauch (3). Durch Anbringen einer

Inflationsspritze an den Anschluss des Konnektors kann der Ballon mit physiologischer

Kochsalzlösung befüllt werden. An den zweiten Anschluss des Konnektors wird der

Führungsdrahtschlauch (2) angekoppelt. Anhand der Platinmarker (2) am FD-Schlauch

kann die Lage des Ballons im Blutgefäß mit Hilfe eines Röntgengerätes beobachtet

werden. Innerhalb des Schaftschlauchs liegt der Führungsdrahtschlauch, in dessen

Lumen24 sich der Führungsdraht (5) befindet. Dieser dient zur Stabilisierung und ist von

Vorteil bei der Führung des Katheters durch das Gefäß. Um eine gleichmäßige

Kraftverteilung zu gewährleisten und ein Abknicken des Schaftschlauchs zu verhindern,

wird an dem Übergang zwischen Konnektor und Schaftschlauch ein Knickschutz (6)

angebracht.

19 Luer-Anschluss: genormtes Verbindungsstück für Schlauchelemente in der Medizintechnik 20 Führungsdrahtschlauch: auch FD-Schlauch genannt 21 Schrumpflabel: Bestandteil des Knickschutzes 22 proximal: zum Körper hin verlaufend (vom Anwender aus betrachtet) 23 distal: von der Körpermitte weg gerichtet (vom Anwender aus betrachtet) 24 Lumen: Innendurchmesser des Katheterschlauchs

Abbildung 6: Aufbau des Kathetertyps SP-014 [22]



Der SP-014-Katheter kann mit einem bis zu 150 mm langen Ballon versehen werden.

Durch den kleinen Durchmesser des Schaft- sowie FD-Schlauchs kann der Einsatz des

Katheters in sehr kleinen Gefäßen des Unterschenkelbereichs realisiert werden [22].

Beschreibung des manuellen Reckprozesses


3. Beschreibung des manuellen Reckprozesses

3.1. Aufbau des Katheterschlauchs

Der Führungsdrahtschlauch des SP-014-Katheters setzt sich aus drei Schichten

zusammen. Die äußerste Schicht besteht aus einem Polyamid. Die innerste Schicht

besteht aus HDPE25. Zwischen diesen beiden Schichten befindet sich eine Bindeschicht26.

Der Durchmesser des unbehandelten FD-Schlauchs beträgt 0,70 ± 0,02 mm (vgl. auch

Abbildung 7). Der Schlauch hat sehr gute Gleiteigenschaften und hervorragende

Festigkeitswerte, was ihn für den Einsatz im Katheter bestens geeignet macht.

Der Schaftschlauch besteht zu 100 % aus Polyamid. Im unbehandelten Zustand liegt der

Durchmesser bei 1,25 ± 0,02 mm.

Abbildung 7 zeigt die Kunststoffzusammensetzung des Führungsdrahtschlauchs.

25 HDPE: High Density Polyethylen 26 Bindeschicht: engl. adhesive resin

Abbildung 7: Führungsdrahtschlauch im Querschnitt [22]



3.2. Bedeutung und Nutzen des Reckens

Katheterschläuche werden wie alle gewöhnlichen Kunststoffschläuche auch im

Extrusionsverfahren hergestellt. Im Grundzustand entsprechen die Schläuche

normalerweise nicht den Anforderungen für den medizinischen Einsatz (vgl. auch

Abbildung 8). Manche Materialien lassen sich nicht mit den gewünschten Toleranzen

extrudieren. Darum ist es notwendig, sie nachzubearbeiten. Durch sogenanntes Recken

wird der Schlauchdurchmesser auf ein definiertes Maß gebracht. Erst dann können die

Schläuche für den Katheterbau verwendet werden.

Unter Recken versteht man die Streckung des Schlauchs in Längsrichtung. Dieser

Vorgang hat eine Veränderung der Materialeigenschaften zur Folge, nämlich die

Erhöhung der Festigkeit, was wiederum eine Erhöhung der Druckstabilität des

Schlauchs zur Folge hat. Es ist nötig, einige Schläuche nach dem Recken auf ihre

Druckstabilität zu testen, um die Reproduzierbarkeit des Prozesses sicherzustellen und

einen sicheren Einsatz im Körper des Menschen zu gewährleisten.

Sowohl der Schaftschlauch als auch der Führungsdrahtschlauch werden gereckt. Es ist

wichtig, beide Schläuche zu recken, um das Spaltmaß zwischen dem Innendurchmesser

des Schaftschlauchs und dem Außendurchmesser des FD-Schlauchs zu halten. Das

Spaltmaß ist notwendig, da die physiologische Kochsalzlösung in den Ballon an der

Spitze des Katheters befördert werden muss (siehe auch Kapitel 2.4.).

Abbildung 8: ungereckter Schaftschlauch des Typs SP-014



Abbildung 10: Reckdüsenquerschnitt [22]

In Abbildung 9 ist ein Schaftschlauch mit der dazugehörigen Reckdüse zu sehen.

Beim dargestellten Reckvorgang wird der Schlauchdurchmesser von 1,25 ± 0,02 mm auf

1,00 ± 0,03 mm verjüngt. Die Reckdüse wird durch Heizpatronen im Reckdüsenhalter

auf 110 °C erhitzt und durch einen Temperaturregler konstant gehalten. Im Lumen des

Schlauchs befindet sich ein Stahlpin mit einem Durchmesser von 0,83 mm, der für den

Reckvorgang notwendig ist. Durch Ziehen des Schlauchs in Längsrichtung wird die

benötigte Kraft aufgebracht. Das Schlauchmaterial verformt sich unter Temperatur- und

Druckeinwirkung der Düse. Die Verformung geschieht entlang der Ziehschulter in der

Reckdüse (vgl. auch Abbildung 10).

Da der gereckte Schlauch anschließend noch

getempert 27 wird und sich das Material

dabei entspannt, ändert sich der

Durchmesser auf 1,02 ± 0,03 mm.

27 Tempern: Erhitzen eines Materials über einen längeren Zeitraum

Abbildung 9: Reckdüse mit Schaftschlauch



Tabelle 1 zeigt eine Übersicht beim Recken für den Schaft- bzw. FD-Schlauch.

Tabelle 1: Übersicht beim Recken [22]

Bauteil Durchmesser des

Schlauchs in mm

Recklänge in mm

Durchmesser der Reckdüse

in mm

Recktemperatur in °C

Schaftschlauch SP-014

1,25 230 20 1,00 110 2

FD-Schlauch SP-014

0,70 520 ± 20 0,58 103 2



3.3. Ablauf des manuellen Reckprozesses

Als erstes wird der Schlauch auf einen Stahlpin aufgezogen. Der Schlauch ragt dabei ca.

15 bis 20 mm über den Pin hinaus. Nun wird dieser kalt vorgereckt, was das

anschließende Einfädeln in die Reckdüse erleichtert. Dazu wird der Schlauch

festgehalten, das Schlauchende mit einer Zange gegriffen und durch Ziehen in

Längsrichtung auf etwa 40 bis 50 mm gedehnt. Dadurch reduziert sich der

Schlauchdurchmesser auf ca. 75 %. Das durch die Zange gequetschte Ende wird mit Hilfe

einer Rasierklinge schräg abgeschnitten (vgl. auch Abbildung 11).

Um den Schlauch zu desinfizieren, muss er noch mit einem Reinraumtuch und

Isopropanol28 gereinigt werden.

28 Isopropanol: eine farblose und brennbare Flüssigkeit, die als Desinfektionsmittel eingesetzt wird

Abbildung 11: kalt vorgereckter Schaftschlauch



Abbildung 12 stellt den Aufbau der manuellen Reckvorrichtung dar, die in der

Produktion der BMT GmbH zum Einsatz kommt. Sie wird zur Bearbeitung der Schaft-

bzw. FD-Schläuche verwendet. In der Mitte der Vorrichtung befindet sich eine Halterung

für die Reckdüse und die Heizpatrone. Der Schlauch wird von der linken Seite in die

beheizte Düse eingeführt. Schlitten 1 dient zum Führen des Schlauchs durch die

Reckdüse. In dem Schlitten befindet sich eine Nut, in die der Mitarbeiter die Zange, mit

der er den Schlauch greift, einlegen kann. Die kalt vorgereckte Spitze wird mit der Zange

gegriffen und etwa 30 mm weit in die Reckdüse gezogen.

Anschließend wird der Schlauch mit dem Stahlpin zusammen durch die Reckdüse

gezogen. Schlitten 2 dient dabei als Auflage für den restlichen Schlauch links der

Reckdüse. Auf der Fahrschiene der beiden Schlitten befindet sich eine markierte Stelle,

mit der die genaue Recklänge festgelegt ist. Während des Reckens ist zudem darauf zu

achten, dass der Vorgang mit gleichmäßiger Geschwindigkeit abläuft. Nachdem auf die

vorgesehene Länge gereckt wurde, wird der Schlauch in entgegengesetzter Richtung

wieder aus der Reckdüse herausgezogen. Schlitten 2 dient dabei als Führungsschlitten

beim Zurückziehen. Am Ende des Reckvorgangs wird der Schlauch vollständig aus der

Düse entfernt. Bevor die nächsten Bearbeitungsschritte folgen, muss der Pin entfernt

und der Schlauch auf das gewünschte Maß abgelängt werden.

Abbildung 12: Darstellung des manuellen Reckvorgangs

Bewertung der automatischen Reckvorrichtung bei Übernahme


4. Bewertung der automatischen Reckvorrichtung bei Übernahme

Mit dem in Kapitel 3. beschriebenen manuellen Prozess als Vorlage wurde eine

automatische Reckvorrichtung gebaut. Diese entsprach jedoch noch nicht den

Anforderungen und sollte nach eingehender Bewertung optimiert werden.

4.1. Beschreibung des automatischen Reckprozesses

4.1.1. Aufbau der automatischen Reckvorrichtung vor der Optimierung

In Abbildung 13 ist die automatische Reckvorrichtung vor der Optimierung dargestellt.

Der Elektrogreifer und der Pneumatikgreifer sind auf einem fahrbaren Tisch befestigt.

Die Lineareinheit sorgt dafür, dass sich der Recktisch mit einer festgelegten

Geschwindigkeit entlang der Linearführungen bewegen kann. Die Kraft des

pneumatischen Greifers kann durch Druckluft variiert werden. Die Greifkraft des

Elektrogreifers wird über einen Controller geregelt. Die Reckdüsenhalterung ist auf dem

Grundgerüst der Vorrichtung fixiert. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Lineareinheit

bewegt, wird ebenfalls über einen Controller gesteuert. Für einen stabilen Sitz sind am

Grundgerüst Standfüße angebracht. Die Gesamtlänge der Reckmaschine beträgt 1,40

Meter. Der maximal mögliche Reckweg liegt bei 0,65 Metern.

Abbildung 13: automatische Reckvorrichtung vor der Optimierung [22]



4.1.2. Ablauf des automatischen Reckprozesses vor der Optimierung

Die Vorbereitung für den Reckprozess ist die gleiche wie bei der manuellen Vorrichtung.

Die zu bearbeitenden Schläuche müssen zuerst mit den Metallpins bestückt und kalt

vorgereckt werden. Die mit Isopropanol gereinigten Schläuche werden dann mit der

schräg abgeschnittenen Spitze in die beheizten Reckdüsen eingeführt. Im Unterschied

zur manuellen Vorrichtung können drei Schläuche parallel gereckt werden.

Die automatische Reckmaschine wird durch Betätigen des Netzschalters in Betrieb

genommen. Die Lineareinheit fährt dabei automatisch in die Ausgangsposition. Die Wahl

des gewünschten Reckprogramms wird mit Hilfe eines Computers, der mit dem

Controller für die Lineareinheit über ein USB-Kabel verbunden ist, durchgeführt. Durch

Drücken eines Fußtasters wird das gewählte Reckprogramm gestartet.

Ablaufschema der Reckprogramme:

1. elektrischer Greifer schließt und erfasst die eingelegten Schläuche

2. Lineareinheit fährt mit vorgegebener Geschwindigkeit von der Startposition bis

zur durch das gewählte Programm bestimmten Endposition

3. pneumatischer Greifer schließt und klemmt die Schläuche auf der linken Seite

der Reckdüsenhalterung ein

4. Elektrogreifer öffnet sich und gibt die Schläuche auf der rechten Seite frei

5. Lineareinheit bewegt sich mit definierter Geschwindigkeit zurück in Richtung

Ausgangsposition

6. Pneumatikgreifer wird geöffnet

7. Ende des Reckprogramms

Am Ende werden die Pins, wie auch beim manuellen Prozess, entfernt. Die Schläuche

müssen auf die gewünschte Länge gekürzt werden.



4.2. Vorteile der automatischen Reckvorrichtung

Es können bis zu drei Schläuche parallel gereckt werden. Das minimiert die

Anzahl der benötigten Reckvorgänge und ist ein Zeitgewinn.

Die abzufahrenden Längen während des Reckvorgangs können exakt eingestellt

werden. Dies führt zu weniger Materialausschuss, da ein zu kurzes bzw. zu langes

Recken vermieden werden kann.

Der Austausch der Reckdüsen ist, trotz einer Anzahl von drei Stück, relativ

schnell und einfach möglich.

Die Reckarbeit wird durch eine Lineareinheit erbracht und die Haltekräfte von

einem pneumatischen und einem elektrischen Greifer.

Die Geschwindigkeit während des Reckprozesses ist konstant. Dadurch ergibt

sich eine gleichmäßige Temperatureinwirkung auf die Schläuche.



4.3. Schwachpunkte der automatischen Vorrichtung vor der Optimierung

Die Lineareinheit beschleunigt, je nach Programm, ruckartig zu Beginn des

Reckvorgangs, was zum Reißen der Schläuche führen kann. Die Krafteinwirkung

auf die Schläuche ist dann zu hoch.

Der elektrische Greifer öffnet, je nach Programm, vor dem Rückführen der

Schläuche. Die Schläuche werden durch den pneumatischen Greifer daher nicht

geradlinig zurückgeführt. Dies kann eine Beschädigung der Schläuche zur Folge

haben.

Es ist keine Auflage für die Schläuche vorhanden. Die Schläuche hängen während

des Reckvorgangs zwischen Reckdüsenhalterung und pneumatischem Greifer

durch und sind daher unkontrolliert.

Die Schläuche können, aufgrund fehlender Führung am pneumatischen Greifer,

während der Reckung aus ihrer vorgesehenen Position rutschen. Beim

Rückführen werden sie dadurch nicht bzw. nur teilweise vom pneumatischen

Greifer erfasst.

Eine Ablage des ungereckten Schlauchendes während des Prozesses ist nicht

möglich. Aufgrund der Länge der Schläuche wäre dies jedoch von Vorteil. Durch

die fehlende Ablagemöglichkeit kann eine Verletzung der Schläuche nicht

ausgeschlossen werden.

Es gibt keine Möglichkeit, die einzelnen Reckprogramme im automatischen

Modus der Reckmaschine auszuwählen. Die Programme müssen über den

Computer ausgewählt und gestartet werden. Dies ist allerdings sehr umständlich

und zeitaufwendig.

Die Schläuche werden beim Rückführen möglicherweise gequetscht. Der Grund

dafür ist die hohe Krafteinwirkung des pneumatischen Greifers.

Der am Temperaturregler angezeigte Istwert entspricht nicht dem gemessenen

Istwert in den Reckdüsen.

Die Schläuche haben unter Umständen nicht genügend Halt durch den

elektrischen Greifer. Dies kann dazu führen, dass die Schläuche beim Recken aus

den Greiferbacken rutschen.



4.4. Anforderungen an die optimierte Reckvorrichtung

Die Reckergebnisse müssen innerhalb der geforderten Toleranzen liegen.

Der Prozess bzw. das Prozessergebnis müssen reproduzierbar sein.

Die Bedienung der Maschine soll möglichst einfach für den Anwender sein.

Die Schläuche sollen während des gesamten Reckvorgangs geführt sein.

Es soll eine Ablagemöglichkeit für das ungereckte Schlauchende angebracht

werden.

Eine Vermeidung von Einquetschen der Schläuche beim Rückführen durch den

Pneumatikgreifer ist wichtig.

Die Reckdüsengeometrie soll einen möglichst positiven Einfluss auf das

Reckergebnis der Schläuche haben.

Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, die einzelnen Reckprogramme

schnell abzurufen.

Der Temperaturregler muss angepasst werden, sodass angezeigter Istwert und

tatsächlicher Istwert übereinstimmen.

Der Elektrogreifer muss für einen sicheren Halt genügend Kraft auf die Schläuche

ausüben.

Die Programmierung der einzelnen Prozessschritte muss weiter verfeinert

werden, um noch bessere Reckergebnisse zu erzielen.

Das Anbringen eines Not-Aus-Schalters sowie das Anbringen von Warnhinweisen

an Temperaturregler, Pneumatikgreifer und Elektronikgehäuse sind

Voraussetzung für die sicherheitstechnische Freigabe und anschließende

Verwendung der Vorrichtung in der Fertigung.

Die Schaltpläne müssen den technischen Veränderungen an der Reckvorrichtung

entsprechend abgeändert werden.

Alle im Zuge der Optimierung an die Vorrichtung angebrachten Bauteile müssen

abriebfest und leicht zu reinigen sein.

Mechanische Optimierungsumsetzung


5. Mechanische Optimierungsumsetzung

Um die in Kapitel 4.3. beschriebenen Schwachpunkte zu beheben und die in Kapitel 4.4.

beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, mussten einige mechanische Optimierungen

an der Reckvorrichtung vorgenommen werden.

5.1. Anbringen der Warnhinweise

Um den Mitarbeiter vor Gefahren bestmöglich zu schützen und die richtige Handhabung

des Reckgerätes zu vereinfachen, wurden Warnhinweise an der Vorrichtung befestigt.

Abbildung 14 zeigt den Warnhinweis für den Pneumatikgreifer, was eine Quetschgefahr

für den Mitarbeiter während des Betriebs der Reckmaschine verhindern soll.

Abbildung 14: Warnhinweis am Pneumatikgreifer



In Abbildung 15 ist der Warnhinweis zur Vermeidung von Verbrennungen zu sehen. Die

Reckdüsenhalterung wird, je nach Einstellung, über 100 °C heiß.

Abbildung 16 zeigt das Gehäuse für die elektronische und pneumatische Verkabelung.

Um ein Hantieren am Gehäuse während des Betriebs zu verhindern, wurde ein

Warnhinweis angebracht.

Abbildung 15: Warnhinweis an der Reckdüsenhalterung

Abbildung 16: Warnhinweis am Schaltgehäuse



5.2. Montage der Ablagevorrichtung

Bisher hing der Schlauchabschnitt links von dem Pneumatikgreifer lose herunter. Dieser

Umstand hatte eine erhöhte Verletzungsgefahr der Schläuche zur Folge, da ein

Verkanten möglich war. Um das Verletzungsrisiko zu minimieren, wurde eine

Ablagemöglichkeit geschaffen.

In Abbildung 17 ist die Ablagevorrichtung aus Blech für den linken Teil der Schläuche zu

sehen.

Die Füße wurden aus Aluminiumprofilen gefertigt. Da die Schläuche 1,5 Meter lang sind,

wurde die Länge der Ablage auf 1 Meter dimensioniert. Die Ablagevorrichtung ist

abriebfest und kann mit einem Flächendesinfektionsmittel leicht gereinigt werden.

Abbildung 17: Ablagevorrichtung des ungereckten Schlauchabschnitts



5.3. Befestigung der Führung für die Schläuche

Um die Schläuche nach dem Recken aus den Düsen zu ziehen, müssen sie durch den

Pneumatikgreifer erfasst werden. Aufgrund einer fehlenden Führung war jedoch das

Risiko gegeben, dass die Schläuche aus der vorgesehenen Position an der Greiferauflage

rutschen.

Durch zwei Führungsbleche aus Aluminium, die an der Auflage befestigt wurden, konnte

dieses Problem gelöst werden, wie in Abbildung 18 zu erkennen ist.

Führungsblech 1 ist oben geschlossen, um ein Rausrutschen der Schläuche zu

verhindern. Führungsblech 2 ist oben offen, damit ein leichteres Einfädeln der Schläuche

möglich ist. Die Führungsbleche sind abriebfest und können mit einem

Flächendesinfektionsmittel leicht gereinigt werden.

Abbildung 18: Führungsbleche am Pneumatikgreifer



5.4. Durchhängevorbeugung der Schläuche

Um ein Durchhängen der Schläuche zwischen der Reckdüsenhalterung und dem

pneumatischen Greifer zu verhindern, wurden zwei Maßnahmen ergriffen.

5.4.1. Montage des Durchhängeschutzes aus Aluminium

Das Schlauchmaterial ist sehr biegsam. Durch die Reckvorrichtung konnte nicht genug

Spannung in Längsrichtung auf die Schläuche ausgeübt werden, was ein sauberes

Rückführen aus den Reckdüsen erschwerte. Ein weiterer Nachteil war, dass die

Schläuche an der Reckdüsenhalterung entlanggeschliffen sind, was die

Verletzungsgefahr erhöhte.

Anhand einer Auflage aus einem Aluminiumprofil konnte diese Problematik gelöst

werden (vgl. auch Abbildung 19). Die Schläuche werden dabei von unten abgestützt.

Die Schlauchauflage wurde durch zwei Winkel an der Reckvorrichtung angebracht. Sie

ist variabel verschiebbar und kann durch Anziehen zweier Schrauben fixiert werden. Es

ist darauf zu achten, die Schlauchauflage so zu fixieren, dass bei den verwendeten

Reckwegen eine Kollision mit dem Pneumatikgreifer ausgeschlossen werden kann. Die

Schlauchauflage ist abriebfest und kann mit einem Flächendesinfektionsmittel leicht

gereinigt werden.

Abbildung 19: Schlauchauflage



5.4.2. Verlängerung der Stahlpins für die Schaftschläuche

Der Reckpin verleiht dem Schlauch mehr Stabilität und definiert den Innendurchmesser

des gereckten Schlauchabschnitts. Die Länge der Pins für die FD-Schläuche beträgt 0,70

Meter, was in etwa dem Abstand der Reckdüsenhalterung von dem Pneumatikgreifer

entspricht. Da die Pins der Schaftschläuche nur 0,30 Meter lang waren, wurden sie durch

größere Pins ersetzt. Aufgrund der neuen Pinlänge von 0,75 Metern kann der

Schaftschlauch nicht mehr durchhängen.

Abbildung 20 zeigt den Reckpin des SP-014-Schaftschlauchs.

Abbildung 20: Stahlpin des SP-014-Schaftschlauchs



5.5. Optimierung des Pneumatikgreifers

Der Pneumatikgreifer zieht die Schläuche am Ende des Reckvorgangs aus den

Reckdüsen zurück. Um die Schläuche dabei unversehrt zu lassen, wurde der Greifer

optimiert.

5.5.1. Schutz der Schläuche vor Verletzungen

Wegen des harten Materials des Pneumatikgreifers bestand eine Verletzungsgefahr der

Schläuche. Deshalb wurde auf der Oberfläche des Greifers eine Gummibeschichtung

angebracht (vgl. auch Abbildung 21).

Die Beschichtung hat außerdem den Vorteil, dass die Schläuche wegen der guten

Reibungseigenschaften des Gummis, im geschlossenen Zustand des Greifers, nicht hin

und her rutschen können. Die Gummibeschichtung ist ebenfalls abriebfest und kann mit

einem Flächendesinfektionsmittel leicht gereinigt werden.

Abbildung 21: Pneumatikzylinder mit Gummibeschichtung



5.5.2. Anpassung der Druckluft des Pneumatikgreifers

Der Druck des Pneumatikgreifers wird über einen Druckminderer eingestellt. Die

Druckluftzufuhr musste den Anforderungen entsprechend angepasst werden (vgl. auch

Abbildung 22). Die Schläuche dürfen auf keinen Fall zu stark gepresst werden, um den

kreisförmigen Querschnitt beizubehalten.

Wegen der passenden Länge der Reckpins, die bis zur Auflagefläche des

Pneumatikgreifers reichen, werden die Schläuche zudem von innen gestützt, was ein

Quetschrisiko verringert. Der erforderliche Druck für die Schaft- bzw. FD-Schläuche liegt

bei 3,5 Bar. Dieser Einstellungswert der Druckluft verändert einerseits nicht die Form

der Schläuche und sorgt andererseits für genügend Halt beim Rückführen.

Abbildung 22: Druckminderer



5.6. Einfluss der Reckdüsengeometrie auf das Reckergebnis

Wie bereits in Kapitel 3.2. erklärt wurde, wird der Schlauch entlang der Ziehschulter in

der Reckdüse verformt. Dementsprechend wurde der Einfluss der Reckdüsengeometrie

auf das Reckergebnis der Schläuche untersucht.

5.6.1. Auswirkung der Form der Ziehschulter auf das Reckergebnis der Schläuche

Es stellte sich heraus, dass die Form der Ziehschulter das Reckergebnis der Schläuche

beeinflusst. Der Winkel der Ziehschulter in der Reckdüse ist abhängig vom verwendeten

Bohrer in der Herstellung der Düsen. Der bisher eingesetzte Bohrer zur Herstellung der

Reckdüsen hatte einen Spitzenwinkel von 118° (vgl. auch Abbildung 23). Es wurden drei

Bohrertypen mit verschiedenen Spitzenwinkeln getestet.

Daten der verwendeten Bohrer:

Bohrer 1:

Durchmesser = 3 mm; Spitzenwinkel = 90°

Bohrer 2:


Bohrer 3:


Abbildung 23: Spitzenwinkel eines Bohrers [23]



Abbildung 24 zeigt den Winkel der Ziehschulter bei Verwendung des 90°-Bohrers zur

Herstellung der Reckdüse.

Abbildung 24: Ziehschulter/90°-Bohrer



5.6.2. Ergebnis der gereckten Schläuche

Die Form des Übergangs vom gereckten zum ungereckten Abschnitt des Schlauchs

ändert sich je nach Spitzenwinkel des verwendeten Bohrertyps.

Abbildung 25 zeigt das Reckergebnis eines Schaftschlauchs bei einem Spitzenwinkel von

90°. Der Übergang vom gereckten zum ungereckten Abschnitt ist verhältnismäßig flach

und gleichmäßig.

Das Reckergebnis bei Verwendung des 118°-Bohrers ist dem Reckergebnis bei

verwendetem 90°-Bohrer sehr ähnlich (vgl. auch Abbildung 26).

Abbildung 25: Reckergebnis des 90°-Bohrers




In Abbildung 27 ist das Reckergebnis bei Verwendung des 142°-Bohrers dargestellt. Im

Gegensatz zu den beiden anderen Ergebnissen ist der Übergang sehr kurz und steil.

Bewertung der Reckergebnisse:

Da der Übergang vom gereckten zum ungereckten Abschnitt des Schlauchs sehr steil

und kantig ist, eignet sich der 142°-Bohrer nicht für die Herstellung der Reckdüsen. Ein

weicher Übergang, wie es bei Verwendung des 90°-Bohrers und des 118°-Bohrers der

Fall ist, eignet sich gut, da ein Verkanten des Schlauchs nicht so leicht möglich ist. Des

Weiteren entspricht ein flacher Übergang mehr dem optischen Anspruch, der an ihn

gestellt ist.




5.6.3. Messung der benötigten Zugkraft beim Recken für die Reckdüsenvarianten

Um zu ermitteln, welche Auswirkung die Form der Ziehschulter auf die benötigte

Zugkraft beim Recken der Schläuche hat, wurden Zugversuche für vier

Reckdüsenvarianten durchgeführt. Zwei Reckdüsenvarianten wurden für die Reckung

der Schaftschläuche, die anderen beiden zum Recken der FD-Schläuche getestet. Da die

Reckvorrichtung mit drei Reckdüsen betrieben wird und somit drei Schläuche parallel

gereckt werden können, wurden von jeder Reckdüsenvariante jeweils drei Exemplare

gefertigt und getestet.

Um die erforderliche Zugkraft zu messen, wurde ein Kraftmessgerät verwendet (vgl.

auch Abbildung 28). Der Schlauch wird zuerst in die beheizte Reckdüse eingefädelt.

Anschließend wird die kalt vorgereckte Spitze des Schlauchs in der Klemmvorrichtung

des Kraftmessgeräts eingespannt. Der Schlauch wird nun von Hand mit konstanter

Geschwindigkeit durch die Reckdüse gezogen. Die maximal benötigte Zugkraft wird

dabei am Display des Kraftmessgerätes abgelesen.

Abbildung 28: Kraftmessgerät



Die Zugkraft wurde jeweils bei zwei verschiedenen Reckgeschwindigkeiten ermittelt.

Die Geschwindigkeiten sind Schätzungen und werden in den Tabellen deshalb mit

langsam und schnell bezeichnet.

In Tabelle 2 sind die Zugkraftmessungen für den SP-014-Schaftschlauch zu sehen. Zur

Herstellung dieser Reckdüsenvariante wurde ein 90°-Bohrer verwendet. Der

Bohrungsdurchmesser zum Verjüngen des Schlauchs beträgt 1,00 mm.

Tabelle 2: Reckdüsenvariante für den SP-014-Schaftschlauch (90°-Bohrer)

Reckdüse 1 Reckdüse 2 Reckdüse 3

max. Zugkraft bei langsamer

Geschwindigkeit in N

5,5 4,5 5,5

max. Zugkraft bei schneller


7,5 7,5 7,5

In Tabelle 3 sind die Zugkraftmessungen für den SP-014-Schaftschlauch zu sehen. Zur



Tabelle 3: Reckdüsenvariante für den SP-014-Schaftschlauch (118°-Bohrer)




7,5 7,0 6,0



10,5 8,0 7,5

Bewertung der Zugkraftmessungen für den Schaftschlauch:

Die benötigte Zugkraft ist bei langsamer Reckgeschwindigkeit geringer als bei schneller

Reckgeschwindigkeit. Dies kann dadurch erklärt werden, dass das Schlauchmaterial bei

langsamem Ziehen mehr Zeit hat, Wärme aufzunehmen. Warmes Material lässt sich mit

weniger Kraftaufwand verformen. Bei der Reckdüsenvariante, die mit Hilfe des 90°-

Bohrers hergestellt wurde, fällt auf, dass die maximal notwendige Zugkraft etwas

geringer ist als bei der Variante, die mit Hilfe des 118°-Bohrers gefertigt wurde. Dies

kann durch die flachere Form der Ziehschulter bei der 90°-Variante erklärt werden. Der

Schlauch kann entlang der flacheren Ziehschulter leichter fließen. Wegen des geringeren

Kraftaufwands auf den Schlauch eignet sich die 90°-Variante besser als die 118°-

Variante.



In Tabelle 4 sind die Zugkraftmessungen für den SP-014-FD-Schlauch zu sehen. Zur



Tabelle 4: Reckdüsenvariante für den SP-014-FD-Schlauch (90°-Bohrer)




4,0 4,0 3,5



5,5 5,5 4,5

In Tabelle 5 sind die Zugkraftmessungen für den SP-014-FD-Schlauch zu sehen. Zur



Tabelle 5: Reckdüsenvariante für den SP-014-FD-Schlauch (118°-Bohrer)




5,0 4,0 4,5



5,5 5,5 5,5

Bewertung der Zugkraftmessungen für den FD-Schlauch:

Wie schon bei den Reckdüsenvarianten für den Schaftschlauch ist die benötigte Zugkraft

bei langsamer Reckgeschwindigkeit geringer als bei schneller Reckgeschwindigkeit. Bei

der Reckdüsenvariante, die mit Hilfe des 90°-Bohrers hergestellt wurde, fällt wiederum

auf, dass die maximal benötigte Zugkraft etwas geringer ist als bei der Variante, die mit

Hilfe des 118°-Bohrers gefertigt wurde. Dies ist auf die flachere Form der Ziehschulter

bei der 90°-Variante zurückzuführen. Wegen des geringeren Krafteinflusses auf den

Schlauch eignet sich auch hier die 90°-Variante besser als die 118°-Variante.



5.6.4. Bewertung der Reckdüsenvarianten

Die Reckdüsenvarianten, die mit dem 90°-Bohrer bzw. dem 118°-Bohrer hergestellt

wurden, haben sehr ähnliche Eigenschaften bezüglich der Form des Übergangs vom

gereckten zum ungereckten Abschnitt des Schlauchs. Die Reckdüsenvariante, die mit

dem 142°-Bohrer gefertigt wurde, eignet sich nicht, da die Form des Übergangs am

Schlauch sehr steil und kantig ist. Sie wurde deshalb gar nicht für die

Zugkraftmessungen getestet. Durch die besseren Ergebnisse bei den Zugkraftmessungen

überzeugt die 90°-Variante mehr als die 118°-Variante. Die flachere Form der

Ziehschulter bei der 90°-Variante hat einen geringeren Kraftaufwand beim Ziehen des

Schlauchs zur Folge, was das Schlauchmaterial weniger belastet. Somit ist der Einsatz

der 90°-Reckdüsenvarianten zum Recken der Schaft- bzw. FD-Schläuche sinnvoll.

Elektrotechnische Optimierungsumsetzung


6. Elektrotechnische Optimierungsumsetzung

Um die in Kapitel 4.3. beschriebenen Schwachpunkte zu beheben und die in Kapitel 4.4.

beschriebenen Anforderungen zu erfüllen, mussten auch einige elektrotechnische

Optimierungen an der Reckvorrichtung vorgenommen werden.

6.1. Installation des Stufenschalters

Bisher war das Auswählen der einzelnen Reckprogramme sehr umständlich. Es musste

zuerst ein Computer mit der entsprechenden Software an den Controller der

Lineareinheit angeschlossen werden, um das gewünschte Programm auszuwählen.

Durch Verwendung eines Stufenschalters ist es möglich, bis zu vier unterschiedliche

Reckprogramme direkt zu selektieren (vgl. auch Abbildung 29).

Da momentan nur zwei Schlauchtypen benötigt werden, sind nur zwei der vier

Speicherplätze belegt. Um das jeweilige Programm zu starten, muss der Fußtaster

betätigt werden. Programm 1 wurde zum Recken der Schaftschläuche festgelegt,

Programm 2 zum Recken der Führungsdrahtschläuche.

Abbildung 29: Stufenschalter



6.2. Montage des Not-Aus-Schalters

Damit ein sicheres Bedienen der Maschine für den Mitarbeiter gewährleistet ist, musste

die Reckvorrichtung mit einem Not-Aus-Schalter ausgestattet werden (vgl. auch

Abbildung 30). Ohne diesen Schalter konnte die Sicherheitsprüfung nicht bestanden

werden.

Mögliche Gefahren beim Betrieb der Anlage sind:

das Einquetschen der Hand eines Mitarbeiters am Pneumatikgreifer

Verbrennungen durch Berühren der beheizten Reckdüsenhalterung

Stromschlag

Abbildung 30: Not-Aus-Schalter



6.3. Verkabelung und Schaltpläne

Abbildung 31 zeigt die gesamte elektronische und pneumatische Verkabelung, die in

einem Gehäuse untergebracht wurde. Da der Stufenschalter und der Not-Aus-Schalter

am Deckel des Gehäuses angebracht wurden (vgl. auch Abbildung 16 in Kapitel 5.1.),

mussten die dazugehörigen Kabel entlang der Innenwand des Gehäuses verlegt und

befestigt werden, um ein Einklemmen der Kabel zu verhindern.

Die Schaltpläne für die elektrische sowie pneumatische Verkabelung wurden den

Änderungen entsprechend angepasst. Die für die Installation des Stufenschalters bzw.

Not-Aus-Schalters benötigten Leitungen wurden im Elektronikschaltplan nachgetragen

(siehe auch Anhang A.4.).

Abbildung 31: Verdrahtung in Gehäuse



6.4. Programmierung des Temperaturreglers

Der am Temperaturregler angezeigte Istwert entsprach nicht dem tatsächlichen Istwert

der Temperatur in den Reckdüsen. Dies wurde mit Hilfe eines Temperaturmessgeräts

nachgewiesen. In Folge dessen mussten am Temperaturregler Parametereinstellungen

angepasst werden.

6.4.1. Temperaturregler und Temperaturmessgerät

Abbildung 32 zeigt den Temperaturregler der Reckvorrichtung. Durch Erhitzen der

Heizpatronen in der Reckdüsenhalterung werden die Reckdüsen auf

Betriebstemperatur gebracht. Der Temperaturregler sorgt für eine konstante

Temperierung der Reckdüsen. Der untere Zahlenwert am Display gibt den Sollwert an,

der obere den Istwert.

Um zu überprüfen, wie genau der angezeigte Istwert am Display des Temperaturreglers

mit dem tatsächlichen Istwert in den Reckdüsen übereinstimmt, wurde die Temperatur

in den Reckdüsen mit einem Temperaturmessgerät gemessen.

Abbildung 32: Temperaturregler



In Abbildung 33 ist das Temperaturmessgerät mit den dazugehörigen Messfühlern zu

sehen, mit dem die Temperatur entlang der Ziehschulter in den Reckdüsen gemessen

wurde.

Die Temperatur wurde wegen der besseren Messbarkeit in den drei Reckdüsen für die

FD-Schläuche gemessen. Die Spitzen der beiden Messfühler hatten aufgrund ihres

kleinen Durchmessers in den Reckdüsen für die FD-Schläuche einen besseren Halt, da

der Durchmesser entlang der Ziehschulter dort kleiner ist als bei den Reckdüsen für die

Schaftschläuche. Da die Reckdüsen der Schaft- bzw. FD-Schläuche alle aus Messing sind,

gibt es keine Unterschiede bei der Wärmeleitfähigkeit des Materials. Der Durchmesser

entlang der Ziehschulter beträgt bei den Reckdüsen der FD-Schläuche 0,58 mm (vgl.

auch Tabelle 1 in Kapitel 3.2.).

Abbildung 33: Temperaturmessgerät mit Messfühlern



6.4.2. Istwert der Temperatur in den Reckdüsen vor der Parameteranpassung

Abbildung 34 zeigt das Temperaturverhalten der beheizten Reckdüsen vor der

Parameteranpassung des Temperaturreglers.

Die Temperatur wurde über ein Zeitintervall von 10 Minuten gemessen. Der am

Temperaturregler eingestellte Sollwert betrug 110 °C, was dem optimalen

Temperaturwert zum Recken der Schaftschläuche entspricht. Wie in der Abbildung zu

sehen ist, liegt der Istwert der Temperatur mindestens 3,9 °C unter dem Sollwert und

weicht maximal um 5,8 °C von diesem ab. Die unterschiedlichen Temperaturen in den

drei Reckdüsen lassen sich unter anderem durch Wärmeverluste der Heizpatronen an

die Umgebung erklären. Eine exakt gleiche Temperierung der drei Reckdüsen ist nicht

möglich.

Abbildung 34: Temperatur der Reckdüsen vor der Parameteranpassung



6.4.3. Istwert der Temperatur in den Reckdüsen nach der Parameteranpassung

Da der angezeigte Istwert des Temperaturreglers nicht mit dem gemessenen Istwert in

den Reckdüsen übereinstimmte, war ein ordnungsgemäßes Recken der Schläuche

erschwert. Aufgrund einer Korrektur des Anzeigeistwerts durch Einstellen des

Offsetparameters konnte diese Problematik behoben werden. Durch folgende Formel

wird der Anzeigeistwert des Temperaturreglers berechnet.

Anzeigeistwert = Messwert + Offset Messeingang A [24]

Parameterbezeichnung: oFF.A – Offset Messeingang A [24]

Parameterwert: oFF.A = -5,0 °C

Durch den eingestellten Offsetwert von -5 °C wird die Temperatur um 5 °C höher

geregelt als vor der Parameteranpassung. Der angezeigte Istwert des Temperaturreglers

entspricht so dem gemessenen Istwert in den Reckdüsen.

Ein weiteres Problem war, dass die Temperatur der Heizpatronen nicht sofort nach

Einschalten des Temperaturreglers auf den eingestellten Sollwert geregelt wurde. Erst

nach Ablauf eines Timers wurde auf den Sollwert geheizt. Deshalb wurde dieser Timer

deaktiviert.

Parameterbezeichnung: t1.d2 – Funktion Timer 1, Definition 2 [24]

Parameterwert: t1.d2 = [oFF]



Abbildung 35 zeigt das Temperaturverhalten der beheizten Reckdüsen nach der

Parameteranpassung des Temperaturreglers.

Die Temperatur wurde über ein Zeitintervall von 10 Minuten gemessen. Der am

Temperaturregler eingestellte Sollwert betrug 110 °C. Durch den eingestellten

Offsetwert weicht der Istwert der Temperatur nur noch maximal um 1,3 °C vom

Sollwert ab. Dies stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber den

Temperaturmesswerten vor der Parameteranpassung dar. Auch hier lassen sich die

unterschiedlichen Temperaturen in den drei Reckdüsen unter anderem auf

Wärmeverluste der Heizpatronen an die Umgebung zurückführen. Ein exaktes Heizen

der drei Reckdüsen auf 110 °C ist nicht möglich.

Abbildung 35: Temperatur der Reckdüsen nach der Parameteranpassung

Parameterbestimmung für den Reckprozess


7. Parameterbestimmung für den Reckprozess

Die zwei größten Einflüsse auf das Reckergebnis der Schaft- bzw. FD-Schläuche haben

die Recktemperatur in den Reckdüsen sowie die Reckgeschwindigkeit der Lineareinheit.

Die erforderliche Recktemperatur war bereits vorgegeben. Sie liegt bei 110 °C für die

Schaftschläuche und bei 103 °C für die Führungsdrahtschläuche.

7.1. Anforderungen an die gereckten Schläuche

Die gereckten Schaft- bzw. FD-Schläuche des Kathetertyps SP-014 müssen bestimmte

Bedingungen erfüllen, um für den Katheterbau eingesetzt werden zu können.

7.1.1. Anforderungen an die gereckten Schaftschläuche

Der Außendurchmesser des gereckten Schlauchabschnitts muss im Bereich von

1,00 ± 0,03 mm liegen.

Der Außendurchmesser des Schlauchs muss über den gesamten gereckten

Abschnitt konstant sein.

Der Übergang vom gereckten zum ungereckten Schlauchabschnitt muss

gleichmäßig sein.

Das Schlauchmaterial darf keine Verletzungen aufweisen.

Die Reckergebnisse für die Schaftschläuche müssen reproduzierbar sein.



7.1.2. Anforderungen an die gereckten Führungsdrahtschläuche

Der Außendurchmesser des gereckten Schlauchabschnitts muss im Bereich von

0,58 ± 0,03 mm liegen.

Der Außendurchmesser des Schlauchs muss über den gesamten gereckten

Abschnitt konstant sein.

Der Übergang vom gereckten zum ungereckten Schlauchabschnitt muss

gleichmäßig sein.

Das Schlauchmaterial darf keine Verletzungen aufweisen.

Die Reckergebnisse für die FD-Schläuche müssen reproduzierbar sein.



7.2. Parameterbestimmung zum Recken der Schaftschläuche

Zum Recken der Schaftschläuche wurde die Reckdüsenvariante, die mit dem 90°-Bohrer

gefertigt wurde, verwendet (siehe auch Kapitel 5.6.). Die optimale Betriebstemperatur

der drei Reckdüsen liegt bei 110 °C. Das Schlauchmaterial der Schaftschläuche lässt sich

bei dieser Temperatur bestmöglich bearbeiten. Die optimale Geschwindigkeit zum

Recken der Schaftschläuche musste anhand von Reckversuchen herausgefunden

werden.

Wie in Tabelle 2 in Kapitel 5.6.3. zu sehen ist, wirkt sich die Reckgeschwindigkeit auf die

benötigte Zugkraft beim Recken der Schaftschläuche aus. Ein sehr schnelles Recken hat

eine höhere Zugkraft zur Folge, was das Schlauchmaterial überdehnen kann. Um dieses

Risiko der Überdehnung zu minimieren, wurde mit verschiedenen Geschwindigkeiten

gereckt und somit die optimale Geschwindigkeit zum Recken der Schaftschläuche

ermittelt. Um die Dauer des Reckprozesses nicht unnötig in die Länge zu ziehen, war

auch darauf zu achten, die Reckgeschwindigkeit nicht zu langsam zu wählen.

Die optimale Reckgeschwindigkeit für die Schaftschläuche liegt bei 80 mm/s. Bei

langsamerer Reckgeschwindigkeit war keine Verbesserung bei den Reckergebnissen zu

erkennen. Lag die Geschwindigkeit darüber, gab es stärkere Schwankungen im

Außendurchmesser des gereckten Schlauchabschnitts.

Parameterwerte:

Reckgeschwindigkeit der Schaftschläuche: 80 mm/s

Recktemperatur der Schaftschläuche: 110 °C



In Abbildung 36 ist der Übergang vom gereckten zum ungereckten Abschnitt eines

Schaftschlauchs zu sehen. Die Reckgeschwindigkeit lag bei 80 mm/s. Der Schlauch

wurde unter einem Messmikroskop in zwanzigfacher Vergrößerung fotografiert. Der

Durchmesser des gereckten Schlauchabschnitts beträgt 1,00 mm.

Abbildung 37 zeigt den kreisförmigen Querschnitt eines gereckten Schaftschlauchs. Die

Reckgeschwindigkeit betrug 80 mm/s. Der Schlauchquerschnitt wurde unter einem

Messmikroskop in zwanzigfacher Vergrößerung fotografiert.

Abbildung 36: Übergang gereckter/ungereckter Abschnitt beim Schaftschlauch

Abbildung 37: Querschnitt des gereckten Schaftschlauchs



Beim Recken der Schaftschläuche staut sich das Schlauchmaterial zu Beginn der

Reckung öfters auf und es bilden sich rillenförmige Riefen (vgl. auch Abbildung 38).

Diese rillenförmigen Vertiefungen lassen sich auf eine zu lange Temperatureinwirkung

der Reckdüsen auf die Schläuche zu Beginn der Reckung zurückführen. Werden die drei

Schläuche bei einem Reckvorgang daher alle gleichzeitig in die Reckdüsen eingefädelt

und das Reckprogramm anschließend sofort gestartet, lässt sich das Bilden der Riefen

weitestgehend verhindern. Die eingestellte Reckgeschwindigkeit hat keine Auswirkung

darauf. Da die Riefen jedoch nur zu Beginn der Reckung auftreten und sich über eine

Länge von maximal 4 cm ausdehnen, kann das betroffene Schlauchende einfach

abgetrennt werden.

Abbildung 38: rillenförmige Vertiefungen am Schaftschlauch



7.3. Parameterbestimmung zum Recken der FD-Schläuche

Zum Recken der FD-Schläuche wurde die Reckdüsenvariante, die mit dem 90°-Bohrer

gefertigt wurde, verwendet (siehe auch Kapitel 5.6.). Die optimale Betriebstemperatur

der drei Reckdüsen liegt bei 103 °C. Das Schlauchmaterial der FD-Schläuche lässt sich

bei dieser Temperatur bestmöglich bearbeiten. Die optimale Geschwindigkeit zum

Recken der Führungsdrahtschläuche wurde anhand von Reckversuchen

herausgefunden.

Wie in Tabelle 4 in Kapitel 5.6.3. zu sehen ist, wirkt sich die Reckgeschwindigkeit auf die

benötigte Zugkraft beim Recken der FD-Schläuche aus. Im Gegensatz zu den

Schaftschläuchen ist jedoch eine geringere Zugkraft zum Recken nötig. Da sich die FD-

Schläuche mit weniger Kraftaufwand bearbeiten lassen und selbst bei schnellem Recken

keine hohe Zugkraft benötigt wird, konnte die Reckgeschwindigkeit höher angesetzt

werden als bei den Schaftschläuchen. Um jedoch auch hier eine Überdehnung der

Schläuche zu vermeiden, wurde mit verschiedenen Geschwindigkeiten gereckt. Damit

die Dauer des Reckprozesses auch für die FD-Schläuche nicht mehr Zeit als nötig in

Anspruch nimmt, wurde darauf geachtet, die Reckgeschwindigkeit nicht zu langsam zu

wählen.

Die optimale Reckgeschwindigkeit für die Führungsdrahtschläuche liegt bei 100 mm/s

und ist damit um 20 mm/s schneller als bei den Schaftschläuchen. Bei langsamerer

Reckgeschwindigkeit war keine Verbesserung bei den Reckergebnissen zu erkennen.

Lag die Geschwindigkeit darüber, waren die Schwankungen im Außendurchmesser des

gereckten Schlauchabschnitts stärker.

Parameterwerte:

Reckgeschwindigkeit der FD-Schläuche: 100 mm/s

Recktemperatur der FD-Schläuche: 103 °C



In Abbildung 39 ist der Übergang vom gereckten zum ungereckten Abschnitt eines

Führungsdrahtschlauchs zu sehen. Die Reckgeschwindigkeit lag bei 100 mm/s. Der

Schlauch wurde unter einem Messmikroskop in zwanzigfacher Vergrößerung

fotografiert. Der Durchmesser des gereckten Schlauchabschnitts beträgt 0,58 mm.

Abbildung 39: Übergang gereckter/ungereckter Abschnitt beim FD-Schlauch

Anpassung der Programmierung an den Reckprozess


8. Anpassung der Programmierung an den Reckprozess

Die Programmierung der einzelnen Komponenten, wie Lineareinheit und Elektrogreifer,

musste dem Reckprozess für Schaft- und Führungsdrahtschläuche entsprechend

angepasst werden. Die beiden Controller für Lineareinheit und Elektrogreifer werden

über ein USB-Kabel mit einem Computer verbunden und können anschließend

programmiert werden. Die Programme wurden mit einer controllereigenen

Programmiersprache der Firma IAI umgesetzt.

8.1. Programmierungsanpassung des elektrischen Greifers

Bevor die Schläuche durch die Reckdüsen gezogen werden, werden sie durch den

elektrischen Greifer direkt nach Start des Reckprogramms erfasst (vgl. auch Abbildung

40).

Damit ein sicherer Halt der Schläuche gewährleistet werden kann, musste die

Programmierung des elektrischen Greifers angepasst werden.

Abbildung 40: Elektrogreifer



In Abbildung 41 ist die Programmierung des elektrischen Greifers zu sehen.

Backward Position beschreibt den geöffneten, Forward Position den geschlossenen

Zustand des elektrischen Greifers. Die Greiferbacken lassen sich für die Schaft- sowie

FD-Schläuche nicht weiter als bis zu einem Wert von 4,45 mm schließen. Der maximale

Schließwert des Greifers hängt von der Wandstärke und Festigkeit der zu greifenden

Schläuche ab. Die Position der Greiferbacken kann auf 0,01 mm genau bestimmt und

verändert werden. Speed gibt die Geschwindigkeit an, mit der die Greiferbacken

geschlossen bzw. geöffnet werden. Der Befehl Push Power bestimmt, wie viel Kraft der

Greifer auf die zu greifenden Schläuche ausüben soll. Da der Wert auf 0 festgelegt wurde,

führt der Greifer die sogenannte Positioning Operation aus. Dies bedeutet, dass der

Greifer beim Schließvorgang versucht, den definierten Positionswert von 4,45 mm zu

erreichen.

Abbildung 41: Screenshot der Programmierung des Elektrogreifers



Abbildung 42 zeigt die Parameter und dazugehörigen Werte des elektrischen Greifers.

Der Parameter Position Band wurde auf 0,35 mm gesetzt. Er bestimmt, bei welchem

Positionswert des Elektrogreifers der Controller die Rückmeldung bekommt, dass sich

der elektrische Greifer im geöffneten bzw. geschlossenen Zustand befindet (vgl. auch

Abbildung 43). Wird beispielsweise der Greifer geschlossen, so bekommt der Controller

bereits 0,35 mm vor Erreichen des Schließwerts die Information, dass sich der

Elektrogreifer im geschlossenen Zustand befindet. Dies hat den Vorteil, dass das

Reckprogramm nicht unterbrochen wird, sollte der Schließwert von 4,45 mm nicht

erreicht werden.

Abbildung 43 veranschaulicht die Funktion des Parameters Position Band. Target

Position beschreibt die Position, auf die die Greiferbacken angefahren werden sollen.

Abbildung 42: Screenshot der Parameter des Elektrogreifers

Abbildung 43: Position Band [25]



8.2. Programmierungsanpassung der einzelnen Programme

8.2.1. Bedeutung der Programmierbefehle

Die Bedeutung der in den Programmen vorkommenden Befehle wird im Folgenden

erklärt.

Diese Befehle sind im jeweiligen Programm unter Cmnd29 zu finden. In der Spalte

Operand 1 werden die dazugehörigen Werte definiert.

29 Cmnd: Kurzschreibweise für Command

Befehl

MOVP (move position):

VEL (velocity):

TIMW (time wait):

BTON (pin on):

BTOF (pin off):

WTON (wait on):

SVON (save on):

HOME (home):

Bedeutung

legt den Ort fest, an den angefahren werden soll

legt die Verfahrgeschwindigkeit fest

legt die Wartezeit in Sekunden fest

setzt den Pin auf 24 V

setzt den Pin auf 0 V

legt fest, auf welches Signal gewartet werden soll

interner Speicherbefehl

interner Abrufbefehl



8.2.2. Festlegung der Programmnamen

In Abbildung 44 sind die Programmnamen zu sehen. Programm-Nummer 1 bezeichnet

das Reckprogramm der Schaftschläuche, Programm-Nummer 2 das Reckprogramm der

FD-Schläuche und Programm-Nummer 10 das Homing-Programm.

Abbildung 44: Screenshot zur Festlegung der Programmnamen



8.2.3. Das Homing-Programm

Durch Betätigung des Netzschalters am Schaltgehäuse wird die automatische

Reckvorrichtung in Betrieb genommen. Dabei fährt die Lineareinheit automatisch in die

Ausgangsposition, das sogenannte Homing (vgl. auch Abbildung 45).

Damit die Lineareinheit der Reckvorrichtung nach Inbetriebnahme automatisch in

Ausgangsposition fährt, musste die Auto-Start-Programm-Nummer festgelegt werden

(vgl. auch Abbildung 46).

Abbildung 45: Screenshot des Homing-Programms

Abbildung 46: Screenshot der Auto-Start-Programm-Nummer



8.2.4. Das Reckprogramm für die Schaftschläuche

In Abbildung 47 ist das Reckprogramm für die Schaftschläuche zu sehen.

Nach Start des Reckprogramms schließt der Elektrogreifer. Um sicherzustellen, dass die

Greiferbacken ganz geschlossen sind, wurde eine Wartezeit von 0,3 Sekunden festgelegt.

Nach Ablauf der Wartezeit fährt die Lineareinheit mit der für die Schaftschläuche

vorgesehenen Reckgeschwindigkeit von 80 mm/s zu Position 2 (vgl. auch Abbildung

48). Ist Position 2 erreicht, schließt der Pneumatikgreifer. Elektrischer und

pneumatischer Greifer sind jetzt geschlossen, wodurch die Schläuche beidseitig

gespannt werden. Die Schläuche werden jetzt somit besser rückgeführt als vor der

Programmierungsanpassung. Nach einer Wartezeit von 0,2 Sekunden fährt die

Lineareinheit mit einer Geschwindigkeit von 120 mm/s wieder in die Startposition

zurück. Anschließend öffnet der elektrische und kurz danach der pneumatische Greifer.

Abbildung 47: Screenshot des Reckprogramms für die Schaftschläuche



Abbildung 48 zeigt die Positionen, die in den Reckprogrammen durch die Lineareinheit

angefahren werden.

Unter Axis 1 wird die genaue Position in Millimetern festgelegt, die angefahren werden

soll. Acc steht für die Beschleunigung der Lineareinheit. Sie wurde für die Schaft- und

Führungsdrahtschläuche auf 0,10 g beschränkt, um ein Reißen der Schläuche nach Start

des Reckprogramms zu verhindern. Dcl steht für die Abbremsung der Lineareinheit.

Abbildung 48: Screenshot der Positionen der Lineareinheit



In Abbildung 49 sind die Positionsnamen zu sehen. Position 1 wurde als Startposition

der Lineareinheit festgelegt, Position 2 als Endposition des Reckprogramms für die

Schaftschläuche und Position 3 als Endposition des Reckprogramms für die

Führungsdrahtschläuche.

Abbildung 49: Screenshot der Positionsnamen



8.2.5. Das Reckprogramm für die Führungsdrahtschläuche

In Abbildung 50 ist das Reckprogramm für die Führungsdrahtschläuche zu sehen.

Der Ablauf des Reckprogramms ist fast identisch mit dem Reckprogramm für die

Schaftschläuche. Die für die FD-Schläuche vorgesehene Reckgeschwindigkeit beträgt

100 mm/s. Mit dieser Geschwindigkeit wird Position 3 (vgl. auch Abbildung 48 in

Kapitel 8.2.4.) angefahren.

Abbildung 50: Screenshot des Reckprogramms für die Führungsdrahtschläuche

Prüfung der automatischen Reckvorrichtung vor Übergabe


9. Prüfung der automatischen Reckvorrichtung vor Übergabe

9.1. Aufbau der automatischen Reckvorrichtung nach der Optimierung

In Abbildung 51 ist die automatische Reckvorrichtung nach der Optimierung zu sehen.

Durch die montierte Ablagevorrichtung (siehe auch Kapitel 5.2.) beträgt die

Gesamtlänge der Reckmaschine 2,40 Meter. Sie ist somit um 1 Meter länger als vor der

Optimierung.

Abbildung 51: automatische Reckvorrichtung nach der Optimierung



9.2. IQ/OQ der automatischen Reckvorrichtung

Bevor die automatische Reckvorrichtung in Betrieb genommen werden konnte, mussten

die Installationsanforderungen (IQ) und die Gerätefunktion (OQ) geprüft werden.

9.2.1. Prüfung der Installationsanforderungen

Es mussten verschiedene Bereiche, die die Reckvorrichtung, das Schaltgehäuse und den

Temperaturregler betreffen, bezüglich ihrer Anforderungen geprüft werden.

Elektrischer Anschluss und Druckluftzufuhr

Platzbedarf des jeweiligen Geräts und Gewichtsbelastung durch das Gerät

Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchte und Vibration

Hygieneanforderungen wie Oberflächenbeständigkeit, Reinraumtauglichkeit und

Emissionen des jeweiligen Geräts

Instandhaltungsanforderungen wie Wartung und Ersatzteile vor Ort

Zubehör, Hilfs- und Betriebsmittel wie die Software der Linearachse und des

Elektrogreifers

Kalibrierung des Temperaturreglers

Sicherheitsvorkehrungen wie die Prüfung der Sicherheitseinrichtungen des

jeweiligen Geräts und die Bewertung möglicher Gefährdungspotentiale

Automatische Reckvorrichtung, Temperaturregler und Schaltgehäuse genügen den

Anforderungen und können in der Produktionsabteilung der Firma eingesetzt werden.



9.2.2. Prüfung der Gerätefunktion

Um die korrekte Funktionsweise der automatischen Reckvorrichtung gewährleisten zu

können, musste eine Funktions- und Sicherheitsprüfung einzelner Komponenten

durchgeführt werden.

Wegmessungen der Lineareinheit:

Um sicherzustellen, dass sich die Lineareinheit exakt fahren lässt, wurden

Wegmessungen durchgeführt. Die jeweils gemessene Abweichung vom eingestellten

Fahrweg der Lineareinheit durfte maximal ± 3 mm betragen. Es wurden mit Hilfe eines

Lineals insgesamt sechs Wegmessungen durchgeführt. Alle Ergebnisse lagen innerhalb

des vorgegebenen Toleranzbereichs.

Temperaturmessung in den Reckdüsen:

Es musste die Genauigkeit des Temperaturreglers für verschiedene Solltemperaturen

ermittelt werden, um einen sicheren Einsatz des Reglers gewährleisten zu können. Die

Temperatur in den Reckdüsen wurde mit Hilfe eines Temperaturmessgeräts und den

dazugehörigen Messfühlern gemessen.

10-Minuten-Test:

Es wurden insgesamt fünf 10-Minuten-Messungen der Temperatur in den drei

Reckdüsen durchgeführt. Die Solltemperatur des Temperaturreglers wurde auf fünf

unterschiedliche Werte eingestellt.

Sollwerteinstellungen: 90 °C, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C

Die gemessenen Temperaturabweichungen durften maximal ± 3 % vom eingestellten

Sollwert betragen. Die maximale Temperaturdifferenz zwischen den drei Reckdüsen

durfte 3 °C nicht überschreiten, um eine ausreichend homogene Temperaturverteilung

in der Reckdüsenhalterung zu haben. In allen fünf Tests wurden die Kriterien erfüllt.

12-Stunden-Dauertest:

Für die Recktemperatur der Schaftschläuche wurde eine 12-Stunden-Messung

durchgeführt. Der am Temperaturregler eingestellte Sollwert betrug 110 °C. Die

maximal gemessene Temperaturabweichung vom Sollwert durfte ± 3 °C nicht

überschreiten. Die maximale Abweichung der Temperatur vom eingestellten Sollwert

lag mit ± 1,4 °C innerhalb der Toleranz.



Geschwindigkeitsmessungen der Lineareinheit:

Um sicherzustellen, dass sich die Lineareinheit mit der durch den Controller

eingestellten Geschwindigkeit bewegt, wurden Zeitmessungen durchgeführt. Dabei

wurde die für eine Strecke von 550 mm benötigte Zeit mit einer Stoppuhr gemessen.

Insgesamt wurde die Zeit mit fünf verschiedenen Geschwindigkeitseinstellungen

gemessen.

Geschwindigkeitseinstellungen: 25 mm/s, 50 mm/s, 75 mm/s, 100 mm/s, 125 mm/s

Mit der gemessenen Zeit und der Wegstrecke von 550 mm wurde durch folgende Formel

die Geschwindigkeit ermittelt:

Die ermittelte Geschwindigkeit durfte um maximal ± 5 % von der eingestellten

Geschwindigkeit abweichen. In allen fünf Geschwindigkeitsmessungen wurde die

Toleranzvorgabe eingehalten.

Prozessreproduzierbarkeit:

Um zu ermitteln, ob der Reckprozess für Schaft- und Führungsdrahtschläuche

reproduzierbar ist, wurde der Durchmesser von je drei gereckten Schaft- und FD-

Schläuchen gemessen. Die Abweichung vom Nenndurchmesser durfte maximal ± 3 mm

betragen. Der Durchmesser wurde bei jedem Schlauch an drei Stellen des gereckten

Schlauchabschnitts gemessen.

Nenndurchmesser des gereckten Schaftschlauchs: 1,00 mm

In Tabelle 6 ist der gemessene Durchmesser der Schaftschläuche zu sehen.

Tabelle 6: Schlauchdurchmesser der Schaftschläuche

Stelle 1 Stelle 2 Stelle 3 Schlauch 1 0,99 mm 0,99 mm 0,99 mm Schlauch 2 0,99 mm 0,99 mm 0,99 mm Schlauch 3 0,99 mm 0,98 mm 0,98 mm

Nenndurchmesser des gereckten Führungsdrahtschlauchs: 0,58 mm

In Tabelle 7 ist der gemessene Durchmesser der Führungsdrahtschläuche zu sehen.

Tabelle 7: Schlauchdurchmesser der Führungsdrahtschläuche

Stelle 1 Stelle 2 Stelle 3 Schlauch 1 0,58 mm 0,58 mm 0,58 mm Schlauch 2 0,58 mm 0,59 mm 0,58 mm Schlauch 3 0,58 mm 0,58 mm 0,59 mm

Die Toleranzvorgabe wurde bei allen Messungen eingehalten. Die maximal ermittelte

Abweichung vom Nenndurchmesser lag bei 0,02 mm.



Sicherheitsprüfung:

Bestandteil der Sicherheitsprüfung war der Personen- und Produktschutz. Da an der

Reckvorrichtung potentiell die Gefahr für Verbrennungen und Quetschungen besteht,

wurden entsprechende Warnhinweise angebracht (siehe auch Kapitel 5.1.). Des

Weiteren darf die automatische Reckvorrichtung nur von ausgebildetem Personal

bedient werden. Damit die Schläuche beim Reckvorgang nicht beschädigt werden,

wurden verschiedene Optimierungen, wie die Verbesserung der Schlauchführung und

die Optimierung des pneumatischen Greifers, durchgeführt.

Schlussbetrachtungen


10. Schlussbetrachtungen

10.1. Zusammenfassung

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurde eine automatische Reckvorrichtung zum

Recken von Kunststoffschläuchen nach ausführlicher Bewertung optimiert. Um die

gewünschten Anforderungen zu erfüllen, wurden mechanische und elektrotechnische

Veränderungen an Reckvorrichtung, Schaltgehäuse und Temperaturregler

vorgenommen. Alle im Zuge der Optimierung angebrachten Bauteile sind abriebfest und

leicht zu reinigen, damit ein Einsatz der Reckvorrichtung im Reinraum möglich ist.

Ein wichtiges Kriterium war, dass die Schläuche während des Reckvorgangs nicht

verletzt werden. Um die Verletzungsgefahr so gering wie möglich zu halten, wurde unter

anderem die Führung der Schläuche während des Reckens verbessert. Dies wurde durch

verschiedene mechanische Optimierungen, wie das Montieren der Ablagevorrichtung

oder der Schlauchauflage, umgesetzt. Des Weiteren wurde der pneumatische Greifer

optimiert, um ein Quetschen der Schläuche beim Rückführen aus den Reckdüsen

ausschließen zu können. Um auch den Anwender vor möglichen Verletzungsgefahren zu

schützen, wurde ein Not-Aus-Schalter montiert. Außerdem wurden Warnschilder an

Reckdüsenhalterung, Pneumatikgreifer und Schaltgehäuse angebracht. Dies war

Voraussetzung für eine sicherheitstechnische Freigabe der Reckvorrichtung.

Für einen reproduzierbaren Reckprozess sind eine konstante Reckgeschwindigkeit

sowie die für den jeweiligen Schlauchtyp optimale Recktemperatur wichtig. Durch die

Lineareinheit ist es möglich, den Reckvorgang mit konstanter Geschwindigkeit ablaufen

zu lassen. Die für den Schaft- und Führungsdrahtschlauch optimale Reckgeschwindigkeit

wurde durch Reckversuche ermittelt. Durch Programmierung des Temperaturreglers

konnte der am Regler angezeigte Istwert mit der gemessenen Temperatur in den

Reckdüsen angeglichen werden. Nach Einstellen des Temperaturreglers auf den

gewünschten Wert ist ein erneutes Messen der Temperatur in den Reckdüsen nicht

mehr notwendig.

Um den Reckprozess weiter zu verbessern, wurde der Einfluss der Reckdüsengeometrie

auf die Reckergebnisse untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass die Form des

Übergangs vom gereckten zum ungereckten Schlauchabschnitt von der Form der

Ziehschulter in der Reckdüse abhängig ist. Des Weiteren hat die Form der Ziehschulter

Auswirkung auf die benötigte Zugkraft beim Recken der Schläuche. Dies führte zu dem

Ergebnis, dass ein Winkel der Ziehschulter von 90° sehr gute Auswirkungen auf das

Reckergebnis der Schläuche hat.



Die Programmierung der einzelnen Prozessschritte für Schaft- und FD-Schläuche wurde

verfeinert, um noch bessere Reckergebnisse zu erhalten. Damit ein einfaches Auswählen

der einzelnen Reckprogramme möglich ist, wurde ein Stufenschalter installiert, mit dem

bis zu vier Programme abgerufen werden können.

Bevor die automatische Reckvorrichtung in Betrieb genommen werden konnte, mussten

die Installationsanforderungen und die Gerätefunktion geprüft werden. Teil der Prüfung

der Installationsanforderungen war, dass Hygieneanforderungen, wie

Oberflächenbeständigkeit, Reinraumtauglichkeit und Emissionen des jeweiligen Geräts,

erfüllt werden. Bei der Prüfung der Gerätefunktion wurde eine Funktions- und

Sicherheitsprüfung einzelner Komponenten der automatischen Reckvorrichtung

durchgeführt. Es wurde unter anderem überprüft, ob sich die Lineareinheit exakt fahren

lässt. Außerdem wurde erfolgreich eine Sicherheitsprüfung durchgeführt, die den

Produkt- und Personenschutz bei Betrieb der Reckvorrichtung garantiert.



10.2. Ausblick

Der nächste Schritt ist eine Prozessvalidierung. Hierbei müssen Schaft- und

Führungsdrahtschläuche im Reinraum unter Produktionsbedingungen gereckt und

anschließend verschiedenen Tests unterzogen werden. Es werden unter anderem

Prozessgrenzen ermittelt, bei denen die Reckergebnisse noch die geforderten

Toleranzen einhalten. Dabei muss geprüft werden in welchem Geschwindigkeits- und

Temperaturbereich ein ordnungsgemäßes Recken möglich ist. Außerdem muss eine

bestimmte Anzahl von Schaft- und Führungsdrahtschläuchen unter festgelegten

Parameterwerten gereckt werden. Teil der folgenden Tests ist die Überprüfung des

Außendurchmessers des gereckten Schlauchabschnitts. Die Schläuche werden zudem

Drucktests unterzogen, um einen sicheren Einsatz im menschlichen Körper

gewährleisten zu können.

Des Weiteren muss eine Arbeitsanweisung erstellt werden, in der beschrieben wird, wie

der genaue Arbeitsablauf beim Recken durchzuführen ist. Dadurch können

Bedienungsfehler durch den Anwender vermieden werden.

Bei Änderungen an der Reckvorrichtung müssen die Installationsanforderungen und die

Gerätefunktion neu geprüft werden.

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http://img.bergleben.de/1161259671_46.jpg

http://www.netdoktor.de/Krankheiten/Arteriosklerose/

http://flexikon.doccheck.com/de/Arteriosklerose

http://www.medfuehrer.de/Herz-Kardiologen-Herzchirurgen/Behandlungen/Periphere-PTA-Hintergrund.html

http://www.medfuehrer.de/Herz-Kardiologen-Herzchirurgen/Behandlungen/Periphere-PTA-Hintergrund.html

http://www.tk.de/tk/behandeln-a-z/pq/ptca/25702

http://www.schuechtermann-klinik.de/e175/e761/e773/e1439/ErweiterungdesverengtenBlutgefesmittelsBallonkatheterundStent_ger.jpg

http://www.schuechtermann-klinik.de/e175/e761/e773/e1439/ErweiterungdesverengtenBlutgefesmittelsBallonkatheterundStent_ger.jpg

http://elearnforum.net/Bilder/SiteFeT/Bohrer1.jpg

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite I

Anhang

A.1. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Der Blutfluss im menschlichen Herzen [5] .............................................................. 10

Abbildung 2: Die Koronargefäße [9] ..................................................................................................... 11

Abbildung 3: Aufbau der Koronargefäße [14] .................................................................................. 12

Abbildung 4: Stadien der Arteriosklerose [16] ................................................................................. 13

Abbildung 5: Platzierung eines Stents [21] ........................................................................................ 14

Abbildung 6: Aufbau des Kathetertyps SP-014 [22] ....................................................................... 15

Abbildung 7: Führungsdrahtschlauch im Querschnitt [22] ......................................................... 17

Abbildung 8: ungereckter Schaftschlauch des Typs SP-014 ........................................................ 18

Abbildung 9: Reckdüse mit Schaftschlauch ........................................................................................ 19

Abbildung 10: Reckdüsenquerschnitt [22] ........................................................................................ 19

Abbildung 11: kalt vorgereckter Schaftschlauch ............................................................................. 21

Abbildung 12: Darstellung des manuellen Reckvorgangs ............................................................ 22

Abbildung 13: automatische Reckvorrichtung vor der Optimierung [22] ............................. 23

Abbildung 14: Warnhinweis am Pneumatikgreifer ........................................................................ 28

Abbildung 15: Warnhinweis an der Reckdüsenhalterung ........................................................... 29

Abbildung 16: Warnhinweis am Schaltgehäuse ............................................................................... 29

Abbildung 17: Ablagevorrichtung des ungereckten Schlauchabschnitts ............................... 30

Abbildung 18: Führungsbleche am Pneumatikgreifer ................................................................... 31

Abbildung 19: Schlauchauflage ............................................................................................................... 32

Abbildung 20: Stahlpin des SP-014-Schaftschlauchs ..................................................................... 33

Abbildung 21: Pneumatikzylinder mit Gummibeschichtung ...................................................... 34

Abbildung 22: Druckminderer ................................................................................................................ 35

Abbildung 23: Spitzenwinkel eines Bohrers [23] ............................................................................ 36

Abbildung 24: Ziehschulter/90°-Bohrer ............................................................................................. 37

Abbildung 25: Reckergebnis des 90°-Bohrers .................................................................................. 38

Abbildung 26: Reckergebnis des 118°-Bohrers ............................................................................... 38

Abbildung 27: Reckergebnis des 142°-Bohrers ............................................................................... 39

Abbildung 28: Kraftmessgerät ................................................................................................................ 40

Abbildung 29: Stufenschalter .................................................................................................................. 44

Abbildung 30: Not-Aus-Schalter ............................................................................................................. 45

Abbildung 31: Verdrahtung in Gehäuse .............................................................................................. 46

Abbildung 32: Temperaturregler ........................................................................................................... 47

Abbildung 33: Temperaturmessgerät mit Messfühlern ................................................................ 48

Abbildung 34: Temperatur der Reckdüsen vor der Parameteranpassung ............................ 49

Abbildung 35: Temperatur der Reckdüsen nach der Parameteranpassung ......................... 51

Abbildung 36: Übergang gereckter/ungereckter Abschnitt beim Schaftschlauch ............. 55

Abbildung 37: Querschnitt des gereckten Schaftschlauchs ......................................................... 55

Abbildung 38: rillenförmige Vertiefungen am Schaftschlauch ................................................... 56

Abbildung 39: Übergang gereckter/ungereckter Abschnitt beim FD-Schlauch .................. 58

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite II

Abbildung 40: Elektrogreifer ................................................................................................................... 59

Abbildung 41: Screenshot der Programmierung des Elektrogreifers ..................................... 60

Abbildung 42: Screenshot der Parameter des Elektrogreifers ................................................... 61

Abbildung 43: Position Band [25] .......................................................................................................... 61

Abbildung 44: Screenshot zur Festlegung der Programmnamen ............................................. 63

Abbildung 45: Screenshot des Homing-Programms ....................................................................... 64

Abbildung 46: Screenshot der Auto-Start-Programm-Nummer ................................................ 64

Abbildung 47: Screenshot des Reckprogramms für die Schaftschläuche .............................. 65

Abbildung 48: Screenshot der Positionen der Lineareinheit ...................................................... 66

Abbildung 49: Screenshot der Positionsnamen ............................................................................... 67

Abbildung 50: Screenshot des Reckprogramms für die Führungsdrahtschläuche ............ 68

Abbildung 51: automatische Reckvorrichtung nach der Optimierung ................................... 69

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite III

A.2. Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Übersicht beim Recken [22] ................................................................................................ 20

Tabelle 2: Reckdüsenvariante für den SP-014-Schaftschlauch (90°-Bohrer) ...................... 41

Tabelle 3: Reckdüsenvariante für den SP-014-Schaftschlauch (118°-Bohrer) .................... 41

Tabelle 4: Reckdüsenvariante für den SP-014-FD-Schlauch (90°-Bohrer) ........................... 42

Tabelle 5: Reckdüsenvariante für den SP-014-FD-Schlauch (118°-Bohrer) ......................... 42

Tabelle 6: Schlauchdurchmesser der Schaftschläuche .................................................................. 72

Tabelle 7: Schlauchdurchmesser der Führungsdrahtschläuche ................................................ 72

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite IV

A.3. Abkürzungsverzeichnis

BMT GmbH:

NIC:

OEM:

PTA:

PTCA:

RIVP:

RPLD:

RIVA:

RCX:

FD-Schlauch:

HDPE:

Cmnd:

IQ:

OQ:

Bavaria Medizin Technologie GmbH

Needle Injection Catheter

Original Equipment Manufacturer

Perkutane Transluminale Angioplastie

Perkutane Transluminale Coronare Angioplastie

Ramus interventricularis posterior

Ramus posterolateralis dexter

Ramus interventricularis anterior

Ramus circumflexus

Führungsdrahtschlauch

High Density Polyethylen

Command

Installation Qualification

Operation Qualification

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite V

A.4. Elektronik- und Pneumatikschaltplan

Elektronikschaltplan:

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite VI

Pneumatikschaltplan:

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite VII

A.5. CAD-Zeichnung der Reckdüse

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite VIII

A.6. Fotos der automatischen Reckvorrichtung nach der Optimierung

Anhang

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite IX

Eidesstattliche Erklärung

Bachelorarbeit: Christoph Kaffatos Seite X

Eidesstattliche Erklärung

Hiermit erkläre ich,

gemäß § 35 Abs. 7 der Rahmenprüfungsordnung für Fachhochschulen in Bayern,

dass ich die vorliegende Arbeit mit dem Titel

Bewertung und nachfolgende Optimierung einer

bestehenden automatisierten Reckvorrichtung für

Kunststoffschläuche zur Verwendung in


selbständig verfasst, noch nicht anderweitig für Prüfungszwecke vorgelegt,

keine anderen als die angegebenen Quellen oder Hilfsmittel benutzt

sowie wörtliche und sinngemäße Zitate als solche gekennzeichnet habe.

___________________________________ ___________________________________

Ort, Datum Unterschrift

Documents

Christoph Kaffatos - fb06.fh-muenchen.de · Die Anatomie der Koronargefäße Wegen seiner ständigen Aktivität muss der Herzmuskel selbst kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt werden