DE2244658C3 - Einweg-Filter, insbesondere für medizinische Anwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für medizinische Anwendung bestimmtes Einweg-Fiiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Ein für medizinische Anwendung geeignetes Filter muß vor der Benutzung absolut steril gemacht werden können und sollte nach einmaliger Benutzung weggeworfen werden, um eine komplizierte Reinigung und erneute Sterilisation zu vermeiden. Deshalb sollte das Filter billig genug herzustellen sein, andererseits aber auch ausreichend lange in einem Autoklaven zum Sterilisieren behandelt werden können, ohne daß Dichtungen beeinträchtigt, Anschlüsse verzogen und die Poren des Filterelementes in ihrer Größe verändert wurden. Diese Anforderungen, die für Blutfilter und Infusionsfilter besonders streng sind, lassen sich bisher nicht in einer für eine preiswerte Serienfabrikation geeigneten Weise erfüllen.

Es üind zwar aus Kunststoff bestehende Einweg-Fiiter bekannt, die nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden können, jedoch ist das Filterelement dabei rohrförmig ausgebildet und das dieses aufnehmende Gehäuse an den Enden mit Kappen verschlossen oder auch aus zwei miteinander verschweißten kappenartigen Teilen zusammengesetzt (DE-GM 18 11 831). Die Herstellung eines derartigen Filters ist jedoch verhältnismäßig kostspielig, da in zwei getrennten Arbeitsgängen das Filterelement hergestellt und abgedichtet in das Gehäuse eingebaut werden muß und schließlich ein dritter Arbeitsgang erforderlich ist, um das Gehäuse aus seinen Einzelheiten abgedichtet zusammenzubauen.

Der kostensparende direkte Einbau eines aus Kunststoff bestehenden und daher auch sterilisierbaren Filterelementes in ein ebenfalls aus Kunststoff bestehendes Gehäuse, ohne daß im Gebrauch Leckütröme das Filterelement umgehen können, ist bisher nur sehr kostspielig und trotzdem wenig zuvsrlässig erreicht worden, so daß solche für medizinische Anwendung geeignete Einweg-Filter bisher nicht zu wirtschaftlich tragbaren Kosten hergestellt werden konnten.

Ein für Verbrennungsmotore bestimmtes Treibstoff-Filter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches enthält in der von beiden Gehäuseteilen umschlossenen Kammer ein blattförmiges gefaltetes Filterelement, wobei beide Gehäuseteile mit einer zvischengelegten Dichtung mittels eines aneinanderstoßende Flansche umschließenden Klemmringes zusammengehalten sind. Ein derartiges Filter mag für Treibstoffe ausreichen, läßt sich jedoch nicht für medizinische Anwendung benutzen, da es nicht absolut steril gehalten werden kann und im übrigen auch nicht kostengünstig und einfach leckdicht herzustellen ist. Die zwischen den Gehäuseteilen vorgesehene eingebaute Dichtung macht das Filter verhältnismäßig kostspielig und würde bei einer Sterilisierung in einem Autoklaven beschädigt oder sogar ganz zerstört werden (US-PS

34 94 466).

Bei einem anderen bekannten Frlter (US-PS

35 56 298) ist in eine zylindrische Bohrung eines einstückigen Gehäuses ein gewelltes Filtersieb zusammen mit an dessen Längskanten befestigten stirnseitigen Platten auswechselbar eingesteckt. Die Endkanter, des Filtersiebes liegen unter einem gewissen Druck an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses an, können sich jedoch unter erhöhtem Druck des durchströmenden Mediums von der Innenwand lösen, so daß eine leckdichte Verbindung zwischen Filterelement und Gehäuse nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Einweg-Fiiter der eingangs genannten Gattung ein derartiges Filter zu schal /en, das absolut steril gehalten werden kann sowie kostengünstig und einfach leckdicht herstellbar ist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Filter besteht vollständig aus Kunststoff, wobei die einzelnen Teile untereinander durch Schmelzverbindung miteinander und gegebenenfalls durch die Poren des gewellt angeordneten Filterblattes hindurch zu einem integra.ien Bauteil verbunden sind, wobei die dadurch entstehenden Dichtungen auch beim Sterilisieren nicht beschädigt werden. Der Zusammenbau der einzelnen Teile des Gehäuses und des eingelegten Filterblattes ist äußerst einfach und schnell durchführbar, so daß sich eine kostengünstige und für die Serienfabrikation geeignete Herstellung ergibt, bei der auch eine leckdichte Befestigung des Filterblattes im Gehäuse gewährleistet ist. Da der Zusammenbau sehr exakt durchgeführt werden kann, insbesondere wenn die zusammenzustekkenden Gehäuseteile mit zusammensleckbaren Aus= richtelementen wie Ausrichtfingern versehen sind, läßt sich die Herstellung bei Beibehaltung der notwendigen Präzision weitgehend mechanisieren, was die Herstellungskosten positiv beeinflußt.

In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäüen iiinweg-l-ilters dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Teile :iner ersten Ausführungsform des Filters vor dem Zusammenbau desselben,

F i g, 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des zusammengebauten Filters gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine um neunzig Grad gegenüber F i g. 2 versetzte weitere teilweise geschnittene Seitenansicht Jes Filters gemäß F i g. 1 und 2,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Filters und

F i g. 5 eine teilweise geschnittene, um 90° gegenüber F i g. 4 versetzte andere Seitenansicht des Filters gemäß Fig. 4.

Das Filter aus F i g. 1 bis 3 weist ein Gehäuse 1 auf, das aus zwei Teilen 2 und 3 zusammengesetzt ist, welche eine geschlossene Kammer 4 bilden. Der Gehäuseteil 2 ist mit einer Durchtrittsöffnung 5 und der Gehäuseteil 3 mit einer Durchtrittsöffnung 6 versehen, die koaxial zueinander angeordnet sind und von denen eine als Einlaß und die andere als Auslaß dient, wobei die Strömungsrichtung willkürlich ist Der Gehäuseteil 2 enthält einen Vorsprung in Form einer Rippe 7, die sich von einer Seitenwand 8 zur anderen Seitenwand 8' erstreckt. Der Gehäuseteil 3 enthält eine ähnliche Rippe 11, die sich von einer Seitenwand 12 zur anderen Seitenwand 13 erstreckt. Diese Rippen dienen zum Abstützen der Wellenbögen eines als Filterelement dienenden wellenförmig angeordneten rechteckigen Filterblattes 10.

Jeder Gehäuseteil 2 und 3 ist im wesentlichen U- bzw. kanaiiormig ausgebildet mii vun einem Soücii 9 üäcli den Seiten vorspringenden, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 8 und 8' bzw. von einem Boden 14 nach den Seiten vorspringenden Seitenwänden 12 und 13. Der Gehäuseteil 2 weist an jeder Seitenwand je einen Ausrichtfinger 15 und der Gehäuseteil 3 an jeder Seitenwand je ein Paar Ausrichtfinger 16 auf, zwischen denen ein Schlitz 17 gebildet ist, in den die Ausrichtfinger 15 passend eingreifen können, um die Gehäuseteile 2 und 3 bei deren Zusammenbau zueinander auszurichten. Die Seitenwände 12 und 13 stoßen mit ihren Enden gegen die Seitenwände 8 und 8' und werden mit diesen verschweißt, um die Gehäuseteile zu einem Teil zu verbinden. Zwei vom Gehäuseteil 3 vorspringende Abschnitte 20 und 21 verlaufen innerhalb der Seitenwinde 12 und 13 und paralle¹ zu diesen bis zur Innenwand des Gehäuseteils 2. Das Fiiterblatt 10 ragt mit seinen einander gegenüberliegenden Enden 22,23 in zwischen den Seitenwänden 12 und 13 und den diesen benachbarten Abschnitten 20, 21 gebildete Zwischenräume 24 und 25. An den Stellen 26 und 27, an denen das Filterblatt 10 die Enden der Abschnitte 20,21 übergreift, ist es fest und dicht gegen die Innenseite des Gehäuseteils 2 gedrückt und mit dieser verbunden. Diese Verbindung wird durch Verschweißen der Abschnitte 20 und 21 mit dem Gehäuseteil 2 durch die offenen Poren des Filterblattes 10 hindurch hergestellt, wodurch ein dichter Verbund über die gesamte Länge der Seiten des Filterblattes gebildet wird. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Ultraschallschweißung, durch Weichmachen mit einem Lösungsmittel oder durch Wärmeschmelzung erzielt werden.

Die kanalförmigen Gehäuseteile 2 und 3 sind an ihren Stirnseiten offen, so daß, wie am besten in F i g. 3 zu sehen, in die Kammer 4 des Gehäuses 1 führende Öffnungen 28 und 29 vorhanden sind, die mit Seitenkappen 30 und 31 Beschlossen sind, welche mit den Gehäuseteilen 2 unu 3 und außerdem mit den Stirnenden 32 und 33 des Filterblatts 10 verbunden sind. Dadurch wird ein Übertreten von Strömungsmittel auch über die anderen Kanten des Filterblattes 10 verhindert, so daß es beim Fluß zwischen den beiden Stutzen 34 und 35 durch die Kammer 4 durch die Poren des Filterblattes 10 hindurchtreten muß.

Der Zusammenbau des Filters gemäß F i g. 1 bis 3 geht wie folgt vor sich: Wie aus F i g. 1 zu sehen, haben die Seitenwände 8,8', 12 und 13 der Gehäuseteile 2 und 3 eine besondere Ausbildung, welche eine leckdichte Verbindung der Gehäuseteile gewährleistet Die einander gegenüberliegenden Seitenwände 8, 8' des Gehäuseteils 2 stoßen gegen ähnliche Seitenwände 12,13 des anderen Gehäuseteils 3, wobei die Aüsrichtfinger 15 und 16 ineinandergesteckt sind, damit die das Filterblatt 10 in Stellung haltenden Gehäuseteile genau lagerichtig zusammengefügt werden.

Die Seitenwände 8, 8', 12, 13 sind zunächst etwas länger als ihre gemeinsame Länge nach dem Verbinden derselben durch Verschmelzen, wobei an den Stellen 36 (Fig.2) eine Verbindung entsteht, dl·.·, beide Gehäuseteile 2 und 3 zu einem integralen Baui-ii vereinigt. Innerhalb der Seitenwände 12 und 13 liegen im Gehäuseteil 3 die Abschnitte 20 und 21, welche sich bis zu der Innenwand (bei 26 und 27) des Gehäuseteils 2 erstreck«·· λ.

Beim Zusammenbauen werden die Enden 22, 23 des gewellten Filterblattes 10 um die Abschnitte 20, 21 des Gehäuseteils 3 herum in die Zwischenräume zwischen den Seitenwänden 12, 13 und den Abschnitten 20, 21 eingeschlagen, wo s;c festgehalten werden. Sodann v.'jrd der Gehäuseteil 2 auf den Gehäuseteil 3 aufgepaßt und fest gegen das Filterblatt gedrückt, wobei dasselbe bei 26, 27 gegen die Kanten der Abschnitte 20, 21 gepreßt und dadurch festgehalten wird. Die Abschnitte 20, 21 werden sodann durch die Poren des Filterblattes 10 bei 26, 27 mit der Wand des Gehäuseteils 2 integriert, wodurch ein dichter Abschluß an den Verbindungsstellen zwischen diesen Teilen entsteht und '~eide Stirnenden des Filterblattes dicht abgeschlossen werden. Die Seitenwände 8 und 8' des Gehäuseteils 2 köni.en gleichzeitig oder danach ebenfalls mit den Seitenwänden 12 und 13 des Gehäuseteils 3 durch Verschmelzen, z. B. durch Ultraschallschweißen, verbunden werden, so daß die beiden Gehäuseteile 2 und 3 einen dichten Verbund haben, der Leckströme aus dem Filter nach außen verhindert.

Als nächstes werden die Seitenkappen 30, 31 im Bereich der Öffnungen 28, 29 der Gehäuseteile 2 und 3 mit diesen und den Stirnenden 32, 33 des Filterblattes verbunden, wodurch die Befestigung des Filterblattes in der Kammer 4 ebenso wie uie Abdichtung zwischen dem Filterblatt und den vier Seitenwänden des Gehä"ie:; abgeschlossen wird. Diese Verbindung kann beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffs oder einer Schmelze aus einen Klebstoff oder Harz oder durch eine andere Vergußmasse erzielt werden. Der Zusammenbau des Filters ist jetzt beendet und das Filter zur Verwendung bereit.

Im Betrieb kann durch das Filter Strömungsmittel in jeder Richtung fließen, Es tritt beispielsweise durch die Durchtrittsöffnung 5 in den Stutzen 34 ein, fließt durch das Filterblatt 10 in der Kammer 4 und voi: dort in den Stutzen 35, von wo es das Gehäuse 1 durch die Durchtrittsöffnung 6 verläßt An die Stutzen 34 und 35 können Leitungen beispielsweise mit Luer-Verschlüssen abgeschlossen werden.

Das Filter aus F i g. 4 und 5 weist ein Gehäuse 40 aus

zwei Gehäuseteilen 41 und 42, in denen eine geschlossene Kammer 43 gebildet ist, auf. Eine Durchtrittsöffnung 44 befindet sich am Boden des kanalförmigcn Gehäuseteils 41 und eine Durchtrittsöffnung 45 am Boden des Gehäuseteils 42, wobei diese Durchlrittsöffnungen koaxial zueinander angeordnet sind. Strömungsmittel kann in jeder Richtung durchfließen. Als Filterelement ist ein gewelltes Filterblatt 50 mit auf beiden Seiten gleicher Ausbildung vorgesehen. Der Gehäuseteil 41 enthält eine Rippe 46. die sich von einer m Seite 47 zur anderen Seite 48 erstreckt, und der Gehäuseteil 42 enthält in ähnlicher Weise eine Rippe 52, die sich von einer Seite 49 zur anderen Seite 51 erstreckt. Diese Rippen dienen zum Stützen der Bögen des gewellt angeordneten rechteckigen Filterblattes 50. ι ·

leder Gehäuseteil 41 und 42 hat einen im wesentlichen kanal- bzw. U-förmigen mittleren Abschnitt mit einander gegenüberliegender: Scitsp.wäüdsn 47 und 48, die sich vom Bodenteii 54 aus nach außen erstrecken, bzw. einander gegenüberliegende Seitenwändc 49 und ·" 51, die sich vom Bodenteil 53 aus nach außen erstrecken und den Kanal definieren. Die Seitenwände 49, 51 stoßen mit ihren Enden gegen die Seitenwände 47, 48 und sind mit diesen mit Hilfe eines Klebstoffes oder einer Vergußmasse 59 verbunden, um die Gehäuseteile ' 41 und 42 zusammenzuhalten und das Gehäuse 40 als integralen Teil auszubilden. Zwei am Gehäuseteil 42 vorgesehene vorspringende Abschnitte 55, 56 erstrekken sich zwischen und parallel zu den Seitenwänden 49, 51 zwischen den beiden Stirnenden des Gehäuseteils 42. « Das Filterblatt 50 greift mit seinen beiden Enden 57 und 58 in von den Seitenwänden 49,51 und den Abschnitten 55, 56 gebildete Zwischenräume 60, 61 ein, wobei es um die freien Kanten der Abschnitte 55, 56 umgeschlagen, bei 62, 63 fest gegen die Innenwand des Gehäuseteils 41 ; gedruckt und mit diesem und den Abschnitten 55,56 mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden ist, der die offenen Poren des Filterclcmentes durchdringt, diese verschließt und das Filterbett gegen das Gehäuse abdichtet. Die F.ndcn 57, 58 des Filterblattes sind in den Zwischenräumen 60, 61 durch eine Vergußmasse 64 abgedichtet. bilden dort einen strömungsmitteldichtcn Verschluß, und zwar über die gesamte Breite der zugehörigen Enden des Filterblattes. Fin derartiger Verbund kann beispielsweise unter Verwendung eines tcrmoplastischen Kunststoffleims hergestellt werden, der beim Abkühlen unter Bildung der gewünschten Dichtung aushärtet, in welcher die Enden 57,58 eingebettet sind.

Die Stirnenden 65, 66 des Filterblattes 50 verlaufen bis zu den Enden der Seitenwände 49 und 51.

Die Gehäuseteile 41, 42 sind an ihren Stirnenden offen und bilden, wie am besten aus F i g. 5 zu sehen, in die Kammer 43 mündende öffnungen 67 und 68. Diese öffnungen werden von .Seitenkappen 70, 71 geschlossen, welche ^m'i drn Grhänseteilen 41. 42 und mit den Stirnenden 65,66 des Filterblatts 50 verbunden sind und sich längs den öffnungen zwischen den zusammcnsto ßenden Abschnitten 47, 48, 49 und 51 der Gehäuseteile von einem zum anderen Ende erstrecken. Dadurch werden die anderen beiden Seitenkanten des Filter blatts gegen einen Strömungsmittelfluß abgedichtet und die Strömung zwischen den beiden Abschnitten 72 und 73 der Kammer 43 wird auf den Porenbereich des Filter*, 'altes 50 beschränkt. Der gesamte Strom zwischen den Durchtrittsöffnungen 44 und 45 de Gehäuses 40 muß also das Filterblatt 50 passieren.

Der Zusammenbau und der Betrieb des Filters gemäß Fig. 4 und 5 erfolgt ähnlich wie beim Filter gemäG F ι g. 1 bis 3. Der Gehäuseteil 41 trägt an jeder Seite einen Ausrichtfinger 74 und der Gehäuseteil 42 je zwei Ausrichtfinger 75, die einen Schlitz 76 zur Aufnahme der Finger 74 zwischen sich bilden, um die Gehäuseteile genau aufeinander auszurichten und das Filterblatt 50 in der gewünschten Stellung zu halten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einweg-Fiiter, insbesondere für medizinische Anwendung, mit einem aus zwei integral miteinander verbundenen, im Querschnitt mehreckigen Teilen aus Kunststoff zusammengesetzten, eine ein wellenförmiges Filterblatt enthaltende geschlossene Kammer bildenden Gehäuse, wobei ein Gehäuseteil den Zufluß und der andere Gehäuseteil den Abfluß aufweist und sowohl die flachen Enden als auch die wellenförmigen Stirnenden des Filterblattes gegenüber dem Gehäuse abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteil (2, 3; 41, 42) im wesentlichen kanal- bzw. U-förmig ausgebildet sind, daß zwischen ihren einander gegenüberliegenden Seitenwänden (8/12, 8713; 47/49, 48/51) im wesentlichen parallel zu diesen verlaufende aufeinanderpassende Abschnitte (20,26 / 21, 27; 55, 62 / 56,63) angeordnet sind, welche die flachen Endc>- des Filterblatts (10; 50) abdichtend >o einschließen, und daß an den Stirnenden der Gehäuseteile (2, 3; 41,42) jeweils eine Seitenkappe (30, 31; 70, 71), die in dichtendem Kontakt mit dem entsprechenden Stirnende (32, 33; 65, 66) des Filterblatts (10; 50) steht, vorgesehen ist. 2">

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterblatt (10; 50) durch Schmelzen des Materials der aufeinanderpassenden Abschnitte (20, 26; 21, 27) durch seine Poren hindurch mit dem Gehäuse (1; 40) integriert ist.

3. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der Seitenwände (8/12, 8713; 47/49, 48/51) inei.iander-ieckbare Ausrichtelemente (15, 16; 74,75) angeordnet sind.