DE29908172U1

DE29908172U1 - Arrangement for producing long-dimensioned channels of bioreactors

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Publication number: DE29908172U1
Application number: DE29908172U
Authority: DE
Original assignee: IGV INSTITUT fur GETREIDEVERARBEITUNG GmbH
Current assignee: IGV INSTITUT fur GETREIDEVERARBEITUNG GmbH
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2009-05-01

Description

Patentanwälte Erich und Nern GBM 207B1Patent Attorneys Erich and Nern GBM 207B1

Anordnung zum Herstellen langdimensionierter Kanäle von BioreaktorenArrangement for producing long-dimensioned channels of bioreactors

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Herstellen langdimensionierter Kanäle von Bioreaktoren aus lichtdurchlässigen Bauelementen, wobei die Bauelemente mit ihren Stirnseiten zusammenstoßend, in zentrischer Lage fixiert sind.The invention relates to an arrangement for producing long-dimensioned channels of bioreactors from translucent components, wherein the components are fixed in a central position with their end faces abutting against one another.

Es ist bekannt, Rohre Stoß an Stoß zu verbinden und mittels Klemmelementen zu halten. So offenbart die DE 36 00 302 Al ein Verfahren zum Verbinden zweier Rohrenden in Rohrleitungen, insbesondere zum Herstellen vorgefertigter Abfluß- und Niederdruckleitungen. Dabei werden die Rohrenden, mit Stirnflächen aneinanderstoßend, auf wenigstens drei auf dem Umfang verteilten Umfangstellen aneinandergeheftet. Danach wird die Stoßstelle durch wärmebedingtes Aufschrumpfen einer über die Stoßstelle geschobenen Schrumpfhülse verriegelt und dichtend versiegelt. Bei dem Schrumpfvorgang wird der Werkstoff der Schrumpfhülse thermisch beeinflußt, verändert und mit der Oberfläche des Rohres vernetzt. Die dargestellte Lösung weist den Nachteil auf, daß die Klebeverbindung an den Stirnseiten nur punktuell erfolgt und der Schrumpfhülse weitestgehend die Funktionen des Zusammenhaltens und Fixierens der Rohrenden zueinander und die Dichtung des offenen Stoßspaltes zugemessen werden.It is known to connect pipes end to end and to hold them using clamping elements. For example, DE 36 00 302 A1 discloses a method for connecting two pipe ends in pipelines, in particular for producing prefabricated drainage and low-pressure lines. The pipe ends are attached to one another with their end faces abutting at at least three circumferential points distributed around the circumference. The joint is then locked and sealed by heat-induced shrinking of a shrink sleeve pushed over the joint. During the shrinking process, the material of the shrink sleeve is thermally influenced, changed and cross-linked with the surface of the pipe. The solution presented has the disadvantage that the adhesive connection on the end faces only occurs at certain points and the shrink sleeve is largely assigned the functions of holding the pipe ends together and fixing them to one another and sealing the open joint gap.

Die DE OS 16 00 405 offenbart eine Lösung zum Herstellen von Rohrleitungen, bei welchen die Rohre im Bereich ihrer Stoßstellen betriebsmitteldicht miteinander verbunden werden, wobei die Lösung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erwärmtes, muffenartiges Verbindungselement zu einem Teil seiner Länge auf ein Rohrende aufgeschoben und das andere Rohrende in seinen überstehenden Teil eingeführt wird. Die Erfindung hat den Nachteil, daß das Verbindungselement zum Zeitpunkt des Verbindens der Rohre erwärmt, während des Zusammenfügens warmgehalten und nach dem Zusammenfügen erkalten muß, um sein Schrumpfmaß zu erreichen und die Rohrenden zu fixieren. Die Lösung gemäß der Schrift ist insbesondere für Ölleitungen gedacht, die für diesen speziellen Zweck sachgerecht abgedichtet werden müssen.DE OS 16 00 405 discloses a solution for producing pipelines in which the pipes are connected to one another in a fluid-tight manner in the area of their joints, the solution being characterized in that a heated, sleeve-like connecting element is pushed onto one pipe end for part of its length and the other pipe end is inserted into its protruding part. The invention has the disadvantage that the connecting element must be heated at the time of connecting the pipes, kept warm during joining and cooled down after joining in order to achieve its shrinkage and fix the pipe ends. The solution according to the document is intended in particular for oil pipelines, which must be properly sealed for this special purpose.

Die DE OS 21 45 831 stellt eine Rohrverbindung zwischen zwei Rohrschüssen von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff vor, die unter Zwischenschaltung eines Dichtungsmittels gegeneinander gesetzt und mit einer aufgespannten Manschette abgedichtet werden. Die Manschette wird mittels eines Kunststoffbandes aus thermoplastischem oder thermoelastischem Kunststoff ausgebildet, das lagenweise gewickelt aufgetragen wird. Thermisch beeinflußt schrumpft das Band und stellt eine feste Manschette her. Entspre-DE OS 21 45 831 presents a pipe connection between two pipe sections made of thermoplastic material, which are placed against each other with a sealant in between and sealed with a clamped sleeve. The sleeve is formed using a plastic tape made of thermoplastic or thermoelastic material, which is wound on in layers. Thermally influenced, the tape shrinks and creates a solid sleeve. Accordingly,

Patentanwälte Erich und Nern GBM 207B1 - 2 -Patent Attorneys Erich and Nern GBM 207B1 - 2 -

chend dem dargestellten Stand der Technik ist keine Verbindungstechnik bekannt, mit der aus großen Teilstücken bestehende kanalartige Rohrschüsse mit hohen Toleranzmaßen hergestellt werden können, die starr verbunden sind.According to the state of the art presented, no connection technology is known with which channel-like pipe sections consisting of large sections with high tolerance dimensions can be produced that are rigidly connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Herstellen langdimensionierter Kanäle von Bioreaktoren aus lichtdurchlässigen Bauelementen, wobei die Bauelemente mit ihren Stirnseiten zusammenstoßend, in zentrischer Lage fixiert werden, zu schaffen, die es ermöglicht, eine in axialer und radialer Richtung fixierte und zentrierte Verbindung von starren kanalartigen Rohrenden unterschiedlicher Toleranzgrößen herzustellen. The invention is based on the object of creating an arrangement for producing long-dimensioned channels of bioreactors from translucent components, whereby the components are fixed in a central position with their end faces abutting against each other, which makes it possible to produce a connection of rigid channel-like pipe ends of different tolerance sizes that is fixed and centered in the axial and radial direction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung zum Herstellen langdimensionierter Kanäle von Bioreaktoren aus starren, glasartigen, lichtdurchlässigen Bauelementen, die mit ihren Stirnseiten aneinanderstoßend zusammengefügt sind, gelöst. Gemäß der Anordnung sind die Rohrenden gleichzeitig mit ihren Längsmittenachsen fluchtend zentriert gehalten, wobei die Stirnflächen der Wandungen der Kanäle mit einem Haftmittel spaltbildend verbunden und mit einer den Kanalumfang fest umschließenden Fixierungsummantelung in einer radial und axial gleichmäßig ausgerichteten Lage gehalten werden.
Es ist eine sinnvolle Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung, daß die Fixierungsummantelung den Außenkonturen der Kanäle folgend, unterschiedliche Dimensionen der Quererstreckung der Kanäle übergreifend, ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Erfindung dadurch ausgeformt, daß die Lagefixierung der Kanäle im Bereich des Spaltes durch ein Verkleben der Stoß flächen, deren Aushärtung und vollständiges Umfassen der Außenkontur durch eine Fixierungsummantelung ausgeführt ist. Die Erfindung ist vorteilhaft geformt, wenn ein Verkleben der Öffnung des Spaltes bei einer Spaltbreite von 0,1 bis 3 mm durch einen aushärtenden, vorzugsweise mittels thermisch überdeckender Beeinflussung, eines auf kurzwellige Bestrahlung reagierenden Klebers gesichert ist. Sinnvoll weitergebildet ist die Erfindung dadurch, daß bei nicht parallelen Spaltbreiten mit einem Nachkleben im Spaltbereich eine Dichtheit des Spaltes zur Bildung langdimensionierter Kanäle gesichert ist. Weitergebildet ist die Erfindung auch dadurch, daß die Lagefixierung mit der Klebeverbindung der Kanäle mittels Anordnung einer Fixierungsummantelung im Bereich der Klebeverbindung des Spaltes, sich zu beiden Seiten erstreckend, die Kanäle übergreifend, ausgebildet ist.According to the invention, the object is achieved by an arrangement for producing long-dimensioned channels of bioreactors from rigid, glass-like, translucent components which are joined together with their end faces abutting against one another. According to the arrangement, the pipe ends are simultaneously held in alignment with their longitudinal center axes, the end faces of the walls of the channels being connected with an adhesive to form a gap and being held in a radially and axially uniformly aligned position with a fixing casing which tightly encloses the circumference of the channel.
It is a sensible development of the solution according to the invention that the fixing casing is designed to follow the outer contours of the channels, spanning different dimensions of the transverse extension of the channels. The invention is advantageously designed in that the position of the channels in the area of the gap is fixed by gluing the abutting surfaces, hardening them and completely enclosing the outer contour with a fixing casing. The invention is advantageously designed if the opening of the gap is glued shut with a gap width of 0.1 to 3 mm using a hardening adhesive that reacts to short-wave radiation, preferably by means of thermally covering influence. The invention is sensibly further developed in that, with non-parallel gap widths, the gap is sealed by re-gluing in the gap area to form long-dimensioned channels. The invention is also further developed in that the positional fixation with the adhesive connection of the channels is formed by arranging a fixation casing in the area of the adhesive connection of the gap, extending to both sides, spanning the channels.

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Die Lösung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß es jetzt gestattet ist, die Kanäle von Bioreaktoren mit unterschiedlichen Querschnittsausbildungen und Wanddicken lagesicher zu verbinden. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung erstreckt sich insbesondere darauf, daß Kanäle der Bioreaktoren lichtdurchlässig sein müssen und deshalb vorzugsweise aus einem nicht flexiblen Material, wie Glas, hergestellt sind. Die funktionsgebundene lange Erstreckung der Kanäle erfordert eine Minimierung der Verbindungsstellen, deren Stoßausbildung dann extrem fest und lagefixiert sein muß. Es ist für den Fachmann mitlesbar, daß die Fixierungsummantelung vorteilhafterweise aus einer Schrumpfhülse besteht, der jedoch hier besondere Aufgaben zugemessen werden, da erst hierdurch die Verwendung dieser über einer Klebestelle liegenden Fixierungsmuffe auch bei vollständiger Verklebung des Stoßes erst die Möglichkeit gegeben ist, langgestreckte Kanäle von Bioreaktoren durchgängig herzustellen, die eine möglichst geringe Anzahl von Verbindungsstellen haben. Diesen Verbindungsstellen ist dann ein hohes Maß an Stabilität und Lagesicherheit zuzumessen. So ist es vorteilhaft, um die allein durch die Reibkraft zwischen Kanalwand und Fixierungsummantelung entstehende Haltekraft zu vergrößern und eine Klebeeinlage zwischen Kanal wand und Ummantelung einzulegen, die bei Einwirkung des thermischen Einflusses zum Schrumpfen der Ummantelung sich verflüssigt und eine formschlüssige Verbindung zwischen Kanalwand und Fixierungsummantelung herstellt.The solution according to the invention has the advantage that it is now possible to connect the channels of bioreactors with different cross-sectional shapes and wall thicknesses in a positionally secure manner. The advantage of the solution according to the invention extends in particular to the fact that the channels of the bioreactors must be transparent to light and are therefore preferably made of a non-flexible material such as glass. The long extension of the channels, which is required for the function, requires the connection points to be minimized, the joints of which must then be extremely strong and fixed in position. It is clear to the expert that the fixing casing advantageously consists of a shrink sleeve, which, however, has special tasks here, since only through the use of this fixing sleeve lying over an adhesive point, even when the joint is completely glued, is it possible to produce elongated channels of bioreactors that are continuous and have as few connection points as possible. These connection points must then be given a high degree of stability and positional security. It is therefore advantageous to increase the holding force created solely by the frictional force between the channel wall and the fixing casing and to insert an adhesive insert between the channel wall and the casing, which liquefies when exposed to the thermal influence of shrinking the casing and creates a positive connection between the channel wall and the fixing casing.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail using an embodiment. The accompanying drawing shows:

Fig. 1: Eine Verbindung von Kanälen mit gleicher Dimension und Toleranzgröße inFig. 1: A connection of channels with the same dimension and tolerance size in

einer Vorderansicht,
Fig. 2: Die Verbindung nach Fig. 1 mit annähernd gleichen Dimensionen und großena front view,
Fig. 2: The connection according to Fig. 1 with approximately the same dimensions and large

Toleranzabweichungen,
Fig. 3: Die Verbindung von Kanälen mit nicht genau fluchtenden Außenkonturen.Tolerance deviations,
Fig. 3: The connection of channels with not exactly aligned outer contours.

Fig. 1 zeigt die Verbindung von Kanälen 1;2 mit gleichen Durchmessern und gleichen Toleranzgrößen. Dabei bilden die Kanäle 1;2 an ihren Stoßstellen einen Spalt 5. Der Spalt 5 ist gemäß der Anordnung sehr eng gehalten und soll bei einer planen Anlage der Kanäle 1;2 0,1 bis 3 mm Spaltbreite nicht überschreiten. Im Bereich des Spaltes 5 wird die Materialfläche des Kanals mit einem Kleber benetzt und durch Zusammenschieben derFig. 1 shows the connection of channels 1;2 with the same diameters and the same tolerance sizes. The channels 1;2 form a gap 5 at their joints. The gap 5 is kept very narrow according to the arrangement and should not exceed 0.1 to 3 mm in width if the channels 1;2 are laid flat. In the area of the gap 5, the material surface of the channel is wetted with an adhesive and by pushing the

Patentanwälte Erich und Nern GBM 207B1 - 4 -Patent Attorneys Erich and Nern GBM 207B1 - 4 -

Kanäle 1;2 verbunden. Durch eine thermische und kurzwellige Beeinflussung härtet der Kleber aus und läßt eine augenscheinliche Begutachtung der Verbindungsstelle und ein nachträgliches Antragen von Kleber auf nicht benetzte Stellen des Spaltes 5 zu. Nach nochmaligem beeinflußten Aushärten wird die Verbindungsstelle mit einer Fixierungsummantelung 4 gleichmäßig nach beiden Seiten überdeckt und fixiert die Kanalteile axial und radial genau zueinander. Die Kanalteile bestehen aus Glasrohren mit einem rotationssymmetrischen Querschnitt. Bei Rohren gleichen Querschnitts mit gleichen Durchmessern, aber unterschiedlichen Toleranzgrößen, ist ein Versatz 6 des Spaltes 5 im Bereich der Klebestellen nicht auszuschließen. Der Versatz 6 kann durch eine Neigung der Stirnseite des Kanals 1;3 außerhalb des Winkels von 90° gegenüber der Längsmittenachse 7 des Kanals 1;3 entstehen, dabei ist der Spalt 5 keilförmig oder der Versatz 6 entsteht durch eine große Toleranzabweichung des Außenmaßes der Kanäle 1;3 bei Rohren. Eine solche Situation zeigt die Fig. 2. Die Lösung zeigt, daß durch die vorherige genaue Zentrierung der Längsmittenachsen 7 der Kanäle 1;3 und deren sichere Klebeverbindung im Bereich des Spaltes 5 die Muffe 4 gleichmäßig den Versatz 6 aufnimmt und die Kanäle 1;3 lagesicher hält. Die schon dargestellte Möglichkeit des Sicherns der vollständigen Dichtheit der Klebeverbindung im Spalt 5 gewährleistet auch bei differierenden Breiten des Spaltes 5 eine sichere lagezentrierte Verbindung der Kanäle 1;3. Die differierende Spaltbreite kann auch daraus resultieren, daß die Kanäle 1;3 nicht gerade, sondern leicht bebogen sind. Wie Fig. 3 zeigt, ist dann eine sich geradlinige Erstreckung der Rohrenden nur annähernd möglich und der Spalt 5 ist, wie schon erwähnt, keilförmig und in der erfindungsgemäßen Art mittels Kleber überbrückend, zu verbinden. Die Fixierungsummantelung 4 übergreift jetzt nicht geradlinig fluchtend die Verbindungsstellen der Kanäle 1;3.Channels 1;2 are connected. The adhesive hardens through thermal and short-wave influence and allows a visual inspection of the connection point and a subsequent application of adhesive to non-wetted areas of the gap 5. After another influenced hardening, the connection point is covered evenly on both sides with a fixing sheath 4 and fixes the channel parts axially and radially precisely to one another. The channel parts consist of glass tubes with a rotationally symmetrical cross-section. In the case of tubes with the same cross-section and the same diameters but different tolerance sizes, an offset 6 of the gap 5 in the area of the bonding points cannot be ruled out. The offset 6 can arise from an inclination of the front side of the channel 1;3 outside the angle of 90° relative to the longitudinal center axis 7 of the channel 1;3, whereby the gap 5 is wedge-shaped or the offset 6 arises from a large tolerance deviation of the external dimensions of the channels 1;3 in pipes. Such a situation is shown in Fig. 2. The solution shows that by previously precisely centering the longitudinal center axes 7 of the channels 1;3 and their secure adhesive connection in the area of the gap 5, the sleeve 4 evenly absorbs the offset 6 and holds the channels 1;3 securely in place. The already described possibility of ensuring the complete tightness of the adhesive connection in the gap 5 ensures a secure, centered connection of the channels 1;3 even if the widths of the gap 5 differ. The differing gap width can also result from the fact that the channels 1;3 are not straight, but slightly bent. As Fig. 3 shows, a straight extension of the pipe ends is then only approximately possible and the gap 5 is, as already mentioned, wedge-shaped and to be connected in the manner according to the invention by means of an adhesive. The fixing casing 4 now overlaps the connection points of the channels 1; 3 in a non-straight line.

Patentanwälte Erich und Nern GBM 207/BZPatent Attorneys Erich and Nern GBM 207/BZ

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of reference symbols used

1;2;3 Kanal1;2;3 channel

4 Fixierungsummantelung4 Fixing sheath

5 Spalt5 gap

6 Versatz6 Offset

7 Längsmittenachse7 Longitudinal center axis

Claims

Patent Attorneys Erich and Nern GBM 207A1 Protection Claims

1. Arrangement for producing long-dimensioned channels (1; 2; 3) of bioreactors from translucent components which are joined together with their end faces abutting one another and joined together with their longitudinal center axes (7) aligned and held centered, wherein the end faces of the walls in the gap area of the channels (1; 2; 3) are connected with an adhesive in a gap-sealing manner and are held in a radially and axially uniformly aligned position with a fixing casing (4) which tightly encloses the channel circumference.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the fixing casing (4) is designed to follow the outer contours of the channels (1; 2; 3), spanning different dimensions of the channels (1; 3).

3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the positional fixing of the channels (1; 2; 3) in the region of the gap (5) is carried out by gluing the abutting surfaces, hardening them and completely enclosing the outer contour by a fixing casing (4).

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that bonding of the opening of the gap (5) with a gap width of 0.1 mm to 3 mm throughout is ensured by a hardening adhesive.

5. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that in the case of non-parallel gap widths, a tightness of the gap (5) is ensured by subsequent bonding to form long-dimensioned channels.

6. Arrangement according to claims 1 to 5, characterized in that the positional fixing with the adhesive connection of the channels (1; 2; 3) is carried out by means of arranging a fixing casing (4) in the region of the adhesive connection of the gap (5), spanning the channel extension on both sides.

Patent Attorneys Erich and Nern GBM 207A1 - 2 -

7. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gaps (5) are bonded together by means of a thermally covering influence of an adhesive which reacts to short-wave radiation.