Spielfrei drehbarer Scharnierstift für Griffe von Medizinprodukten

Ein führender Hersteller chirurgischer Medizinprodukte setzte in der Baugruppe eines chirurgischen Klammernahtgeräts sieben unterschiedliche aus Vollmaterial gedrehte Stifte als freilaufende Achsen mit Spielpassung ein. Die Stifte wurden einfach in Position eingeschoben und durch eine Kunststoffverkleidung gehalten, die das Medizinprodukt außen vollständig umschloss.

Für die spanend bearbeiteten Vollstifte wurde eine Toleranz des Außendurchmessers (AD) von ±0,0127 mm (0,0005") und eine Längentoleranz von 0,076 mm (±0,003") festgelegt. Als Werkstoff für die Stifte wurde der austenitische Edelstahl (SST) X8CrNiS18-9 (1.4305) / AISI 303 (UNS S30300) vorgegeben. Da diese Edelstahlsorte am ehesten als Stangenmaterial erhältlich ist, erforderte die Materialspezifikation in Verbindung mit den engen Maßtoleranzen im Wesentlichen, dass die Stifte maschinell bearbeitet und nicht mit einem deutlich kostengünstigeren Fertigungsverfahren wie dem Kaltstauchen hergestellt wurden.

SPIROL's Team für Anwendungstechnik führte eine gründliche Überprüfung der Leistungsanforderungen durch und stellte fest, dass die für Länge und Durchmesser festgelegten Toleranzen deutlich enger waren als nötig, da die Stifte in dem chirurgischen Gerät ausschließlich als frei sitzende Scharnierstifte verwendet wurden. Mit anderen Worten: Die ursprünglichen Spezifikationen verursachten erhebliche Fertigungskosten, ohne einen funktionalen Nutzen für die Baugruppe zu bieten.

SPIROL stellte dem Medizinproduktehersteller eine einfache Frage: „Wenn Sie durch die Zulassung größerer Maßtoleranzen für Durchmesser und Länge mehrere Millionen Euro bei den Kosten der in diesem chirurgischen Instrument eingesetzten Stifte einsparen könnten, ohne dass sich die Montageleistung verändert, würden Sie daran interessiert sein?“ Die Antwort war selbstverständlich: Ja.

SPIROL Ingenieure empfahlen, die Durchmessertoleranz von ±0,0127 mm (0,0005") auf ±0,025 mm (0,001") und die Längentoleranz von ±0,076 mm (0,003") auf ±0,25 mm (0,010") zu erweitern. Um dies zu veranschaulichen: Obwohl die zulässige Längentoleranz mehr als verdreifacht wurde, entspricht der Unterschied lediglich der Breite von zwei bis drei menschlichen Haaren.

SPIROL empfahl außerdem, das Material von Edelstahl X8CrNiS18-9 (1.4305) / AISI 303 (UNS S30300) auf Edelstahl X4CrNi18-12 (1.4303) / AISI 305 (UNS S30500) umzustellen. Obwohl es sich bei beiden Sorten um austenitischen Edelstahl handelt, ermöglichte der Wechsel zu Edelstahl 1.4303 / 305 in Verbindung mit den größeren Toleranzen bei Durchmesser und Länge, die Stifte aus handelsüblichem Draht im Kaltumformverfahren herzustellen, anstatt sie aus Stangenmaterial zu bearbeiten – ohne dabei die Passgenauigkeit, Funktion oder Leistung der Baugruppe zu beeinträchtigen.

Durch den Austausch der sieben maschinell bearbeiteten Vollstifte gegen kaltumgeformte Vollstifte erzielte der Medizinproduktehersteller jährliche Einsparungen von mehr als 2,5 Millionen Euro.

Kostenlose anwendungstechnische Unterstützung: Die Ingenieure von SPIROL analysieren Ihre Anwendungsanforderungen und arbeiten eng mit Ihrem Konstruktionsteam zusammen, um die für Ihre Anwendung optimale Lösung zu empfehlen.