Funktionelle Sicherheit in der Medizin- und Dentaltechnik

Die Sicherungsringe und Wellenfedern von TFC finden sich in zahlreichen chirurgischen Instrumenten, bildgebenden Apparaten und Implantaten.

Die Entwicklung und Realisierung medizintechnischer und chirurgischer Produkte unterliegt heute einer Reihe weitreichender Qualitätsrichtlinien und Regulierungsauflagen. Allen anderen voran stecken hier insbesondere die EU-Medizinprodukte-Verordnung und die ISO 13485:2016 den Rahmen ab für die Hersteller und Zulieferer von OP-, Diagnose- und Therapiegeräten sowie Hüft-, Schulter- und Knieprothesen. Die Arbeit der Konstrukteure bewegt sich daher meist in engen Grenzen. Zumal sie, abgesehen von den Trends zu immer höheren Genauigkeiten und der voranschreitenden Miniaturisierung der Baugruppen, auch zahlreiche Aspekte des Hygienic Design, der Biokompatibilität und der Usability miteinschließen muss. Auf der anderen Seite wirken diese Faktoren als Triebkraft für die Entstehung innovativer und kreativer Lösungen.

Wie maßgebend hierbei schon die Wahl der richtigen C-Teile sein kann, zeigt sich am Beispiel der Flachdraht-Wellenfedern und Spirolox-Sicherungsringe von Smalley im Portfolio von TFC. Diese Konstruktionselemente aus hochwertigen Edelstählen, verschiedenen Superlegierungen und Titan kommen heute in fast allen Bereichen der Prothetik, der Implantatfertigung und des medizintechnischen Gerätebaus zum Einsatz.

Die Spirolox-Sicherungsringe von TFC bestehen aus gewalztem Flachdraht und bieten den Konstrukteuren medizin- und dentaltechnischer Baugruppen einen entscheidenden Vorteil: Im Gegensatz zu konventionellen Sicherungsringen (DIN 471/472) haben sie, sofern nicht anders gewünscht, weder Nasen und Ösen noch Bohrungen oder Spalte. Sie bilden einen 360 Grad bündigen Kreis und beanspruchen darüber hinaus keinen weiteren Platz. Daher erweisen sie sich in vielen Fällen als Ideallösung für die Raumoptimierung funktioneller Baugruppen, wie sie charakteristisch sind für die Medizin- und Dentaltechnik. Einlagige Spirolox-Ringe stellen in komplexen Hüftprothesen die sichere Verbindung zwischen innerer und äußerer Gelenkschale her. Zweilagige, kundenspezifische Ausführungen hingegen substituieren in den Ventilkörpern moderner Anästhesie-Beatmungsgeräte traditionelle Runddraht-Sprengringe nach DIN 7993.

TFC bietet die Spirolox-Sicherungsringe für die Innen- und Außenmontage an, sowohl als einfache Schnappringe als auch mit Mehrfach-Windungen. Allen Varianten ist gemeinsam, dass sie sich mit handelsüblichen Schlitzschraubendrehern demontieren lassen. Kurzfristig ab Lager beziehbar sind fast 6.000 unterschiedliche Ausführungen aus den nichtrostenden Edelstählen 1.4310 (AISI 302) und 1.4401 (AISI 316). Die Bandbreite der Durchmesser reicht standardmäßig von 6,0 bis 400 mm (1/4 bis 16 Zoll). Darüber hinaus realisiert TFC für die Medizin- und Dentaltechnik-Hersteller jeden Sicherungsring auch als kundenspezifische Sonderlösung. Die fertigungstechnische Voraussetzung dafür hat Smalley mit dem No-Tooling-Cost-Verfahren geschaffen. Mit dieser innovativen Weiterentwicklung der Kantenwindungstechnik lassen sich auch kleine Sicherungsringe mit Durchmessern von nur 5,0 mm (0,200 Zoll) – selbst in geringen Stückzahlen – wirtschaftlich realisieren. Ein Aspekt, der gerade für die oft nur in Kleinserien hergestellten Apparate und Geräte der Medizintechnik von Relevanz ist.

Die No-Tooling-Cost-Technologie nutzen Smalley und TFC auch für die Herstellung der eingangs erwähnten Flachdraht-Wellenfedern. Hier ermöglicht das Verfahren auf Anfrage inzwischen sogar die Verwirklichung winziger Wellenfedern mit Durchmessern von nur noch 4,0 Millimetern. Das aktuelle Standardsortiment umfasst einlagige Wellenfedern und mehrlagige Wellenfedern der Baureihe Crest-to-Crest mit Durchmessern von 5,0 bis 400 Millimetern. Insbesondere überzeugen die Wellenfedern mit einem Pluspunkt, der vor allem den medizin- und dentaltechnischen Werkzeug- und Gerätebauern zugutekommt. Das ist die Tatsache, dass eine Wellenfeder bei gleichem Federweg und gleicher Belastbarkeit bis zu 50 Prozent weniger axialen Bauraum beansprucht als eine konventionelle Runddrahtfeder. Dies eröffnet den Medizintechnik-Konstrukteuren neue Perspektiven für die Umsetzung axialer und radialer Bauraum-Reduzierungen und die Miniaturisierung ihrer Baugruppen. Gleichzeitig erledigen sich damit eine ganze Reihe konstruktiv bedingter Integrations- und Kollisionsprobleme von selbst. Sämtliche Bedien- und Funktionsteile, in denen Federwege, Vorspannungen oder Rückstellungen verwirklicht werden müssen, lassen sich mithilfe der Wellenfedern von TFC schlanker und leichter auslegen.

In letzter Konsequent ermöglichen die Wellenfedern also die Umsetzung materialoptimierter Leichtbaukonstruktionen. Typische Produktbeispiele dafür sind nicht nur Schaltknöpfe für Diagnose-, OP- und Therapiegeräte oder Steckverbinder und Adapter, sondern auch zahlreiche fluidtechnische Komponenten für die Me­dizintechnik.