UmPTFE-O-Ringeund federbelastete PTFE-Geschichte wie folgt:
Bei dynamischen Anwendungen, die eine Abdichtung bei niedrigen bis mittleren Geschwindigkeiten und Drücken erfordern, ersetzen Konstrukteure schlecht funktionierende ElastomereO-Ringemit federbelasteten PTFE-„C-Ring“-Dichtungen.
Wenn O-Ringe und andere herkömmliche Dichtungsmethoden nicht funktionieren, verfolgen Entwickler von Diagnose- und Medikamentenverabreichungsgeräten einen neuen, kostengünstigeren Ansatz, um die Leistung ihrer bestehenden Gerätekonstruktionen zu steigern: PTFE-„C-Ring“-Federdichtungen.
C-Dichtungen wurden ursprünglich für Diagnoseinstrumente entwickelt, die einen Kolben verwenden, der sich mit einer Geschwindigkeit von 5 Fuß pro Minute hin- und herbewegt und in einem Wasserbad bei etwa 100 °F betrieben wird.Die Betriebsbedingungen sind mild, jedoch mit großen Toleranzen.Das ursprüngliche Design sah einen O-Ring aus Elastomer vor, um den Kolben abzudichten, aber der O-Ring konnte keine dauerhafte Abdichtung aufrechterhalten, was dazu führte, dass das Gerät undicht wurde.
Nachdem der Prototyp gebaut war, begannen die Ingenieure mit der Suche nach Alternativen.U-Ringe oder Standard-Lippendichtungen, die üblicherweise in Kolben verwendet werden, sind aufgrund großer radialer Toleranzen nicht geeignet.Es ist auch unpraktisch, sie in vollstufigen Nischen zu installieren.Der Einbau erfordert eine zu große Dehnung, was zu Verformungen und vorzeitigem Versagen der Dichtung führt.
Im Jahr 2006 entwickelte NINGBO BODI SEALS.,LTD eine experimentelle Lösung: eine abgeschrägte Schraubenfeder, die in einen PTFE-C-Ring eingewickelt war.Der Druck funktioniert genau wie erwartet.Durch die Kombination der geringen Reibungseigenschaften von PTFE mit einer stromlinienförmigen Manschettengeometrie bieten „C-Ringe“ eine zuverlässige, dauerhafte Abdichtung und sind glatter und leiser als O-Ringe.Darüber hinaus eignen sich C-Ringe für vollstufige O-Ringe, die bei unelastischen Materialien grundsätzlich nicht zu empfehlen sind.Somit kann der C-Ring eingebaut werden, ohne dass das Design der Originalausrüstung geändert oder Spezialwerkzeuge verwendet werden müssen.
Das ursprüngliche C-Siegel war zwei Jahre alt.Der Einsatz von C-Ringen verbessert die Produktleistung und verlängert die Lebensdauer der Geräte durch Reduzierung von Ausfallzeiten und Wartungskosten.
Medizinische Bildgebungsgeräte, Insulinpumpen, Beatmungsgeräte und Arzneimittelverabreichungsgeräte verwenden häufig O-Ringe, um kurze axiale Räume abzudichten.Wenn jedoch extreme radiale Ablenkungsfähigkeiten erforderlich sind, können O-Ringe dies nicht ausgleichen, was häufig zu Verschleiß, bleibender Verformung und Undichtigkeiten führt.Trotz dieser Mängel verwenden Ingenieure weiterhin O-Ringe, da andere Lösungen (z. B. U-Ringe, Lippendichtungen) die Anforderungen an die radiale Ablenkung nicht erfüllen können und typischerweise mehr axialen Raum benötigen als O-Ringe.
Der C-Ring unterscheidet sich dadurch, dass er in den kleineren axialen Raum passt, der normalerweise für einen O-Ring vorgesehen ist, während Standarddichtungen dies nicht können.Darüber hinaus können C-Ringe vollständig an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden.Es kann mit einer ultradünnen und flexiblen Lippe für kryogene Anwendungen oder einer dicken Lippe für dynamische Anwendungen konfiguriert werden, bei denen die Dichtung eine höhere Verschleißfestigkeit erfordert.
Da C-Ringe sowohl Rotations- als auch Hin- und Herbewegungen ermöglichen, sind sie eine vielseitige Lösung für eine Vielzahl von Produkten, die eine Abdichtung bei niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit erfordern, darunter medizinische Robotik, tragbare medizinische Geräte und Sonden-/Schlauchanschlüsse.C-Ringe ermöglichen ungewöhnlich große radiale Toleranzen – mindestens fünfmal größer als Standarddichtungen gleichen Querschnitts.Der Toleranzbereich ist abhängig vom Umgebungsdruck, der Art des Mediums und den Bedingungen der Oberflächenbehandlung.C-Ringe eignen sich auch gut für statische Anwendungen, bei denen Komponenten vor Umweltverschmutzungen geschützt werden müssen.
Durch die Entfernung des PTFE-Materials aus dem ursprünglichen C-Ring-Manschettendesign konnten die Ingenieure dessen Elastizität und Flexibilität erhöhen.Dadurch erwiesen sich C-Ringe als dehnbarer und flexibler als ursprünglich erwartet, sodass sie sich für nicht-runde Anwendungen eignen.C-Ringe werden in Medikamentenverabreichungspumpen mit ovalen Kolben verwendet.Da die Dichtlippe aus reinem PTFE oder gefülltem PTFE bestehen kann, ist der C-Ring eine äußerst vielseitige Dichtung, die mit Metall- und Kunststoffteilen kompatibel ist.
C-Ringe, die ursprünglich für die Verwendung mit wasserbasierten Diagnosegeräten entwickelt wurden, bestehen aus PTFE-ummantelten Schraubenfedern.C-Ringe können aber auch mit Spiralbandfedern als Aktivatoren hergestellt werden.Durch den Ersatz abgeschrägter Schraubenfedern durch Schraubenbandfedern können C-Ringe einen sehr hohen Dichtungskontaktdruck bieten, ideal für kryogene oder statische Anwendungen.
Bal Seal Engineering bezeichnet seinen C-Ring als „die perfekte Dichtung für eine unvollkommene Welt“, da er in Umgebungen, in denen Lücken, Oberflächenbeschaffenheiten und andere Designmerkmale stark variieren, eine längere Lebensdauer bieten kann.Obwohl es keine perfekte Abdichtung gibt, sind C-Ringe aufgrund ihrer Vielseitigkeit und Anpassbarkeit sicherlich eine interessante und potenziell nützliche Option für einige medizinische und diagnostische Geräte.Dies ist eine relativ leichte Dichtung, die sich ideal für Anwendungen mit niedrigem Druck (<500 psi) und niedriger Geschwindigkeit (<100 ft/min) eignet, bei denen geringe Reibung erforderlich ist.Für diese Umgebungen können C-Ringe eine bessere Dichtungslösung als Elastomer-O-Ringe oder andere Standarddichtungstypen bieten und Konstrukteuren die Möglichkeit bieten, die Lebensdauer zu verlängern und den Geräuschpegel zu senken, ohne kostspielige Gerätemodifikationen durchführen zu müssen.
David Wang ist Global Marketing Manager für Medizingeräte bei Bal Seal Engineering.Als Ingenieur mit über 10 Jahren Designerfahrung arbeitet er mit OEMs und Tier-1-Zulieferern zusammen, um Dichtungs-, Verbindungs-, elektrische Leitfähigkeits- und EMI-Lösungen zu entwickeln, die dabei helfen, neue Maßstäbe in der Geräteleistung zu setzen.
Die in diesem Blogbeitrag geäußerten Meinungen sind ausschließlich die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von MedicalDesignandOutsource.com oder seinen Mitarbeitern wider.
Chris Newmarker ist Chefredakteur der Life-Science-Nachrichtenseiten und -Publikationen von WTWH Media, darunter MassDevice, Medical Design & Outcommerce und mehr.Als 18-jähriger Berufsjournalist, ein Veteran von UBM (jetzt Informa) und Associated Press, erstreckte sich seine Karriere von Ohio über Virginia, New Jersey bis zuletzt nach Minnesota.Es deckt ein breites Themenspektrum ab, im letzten Jahrzehnt lag der Schwerpunkt jedoch auf Wirtschaft und Technologie.Er hat einen Bachelor-Abschluss in Journalismus und Politikwissenschaft von der Ohio State University.Kontaktieren Sie ihn auf LinkedIn oder senden Sie eine E-Mail an cnewmarke
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. August 2023