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Das Gehäuse des proximalen Durchflusssensors von Hamilton Medical besteht aus zwei geformten Hälften aus medizinischem Kunststoff.

Beatmungskreislauf und Atmung. Wenn sich das Inspirationsventil öffnet, befördert der Überdruck (Atemwegsöffnungsdruck oder PAO) Luft in den Kreislauf, füllt ihn und bläst die Lunge auf, bis der eingestellte Inspirationsdruck erreicht ist.

Ultraschallschweissen für Durchflusssensoren

Publiziert

Intelligente Beatmungslösungen bieten mehr Behandlungssicherheit und erleichtern die Arbeit des klinischen Personals. Dabei erfordert ihr Einsatz höchste Präzision für die Nachbildung feiner Anpassungen, die das menschliche Gehirn sonst zur Regulierung des Atmungsprozesses vornehmen würde. Dafür braucht es präzise Durchflusssensoren, die Beatmungsgeräte überwachen und selbst kleinste Druckänderungen erkennen.

Der proximale Durchflusssensor bildet seit 1983 das Herzstück aller Beatmungsgeräte von Hamilton Medical. Der Schweizer Hersteller mit Hauptsitz in Bonaduz produziert intelligente Beatmungslösungen für Intensivstationen und -transporte. Mit dem Sensor können wertvolle Daten direkt von der Atemwegsöffnung des Patienten geliefert werden, zudem erkennt er selbst winzige Druckänderungen. Diese signalisieren den Versuch des Patienten, auf natürliche Weise zu atmen. Dabei passt sich der Sensor dem Atmungsvorgang des Patienten an, um ihn mit der erforderlichen Menge an sauerstoffangereicherter Luft zu versorgen.

Die erfolgreiche Massenproduktion hochentwickelter und extrem präziser Durchflusssensoren aus Einwegkomponenten stellte Hamilton Medical vor erhebliche Herausforderungen hinsichtlich Konzeption, Montage und Kosten. Jedoch hatte das Unternehmen bereits seit Jahren in die Konstruktion und Entwicklung investiert und in Zusammenarbeit mit Emerson und lokalen Maschinenbauern automatisierte Systeme für die Montage von Vollkunststoff-Durchflusssensoren mit der Branson Ultraschallschweisstechnik entwickelt und validiert.

Maximale Präzision durch Ultraschallschweissen
Beim Ultraschallschweissen werden hochfrequente mechanische Schwingungen und Schweisskräfte kombiniert, um Reibungswärme und ein gezieltes Aufschmelzen an der Verbindungsstelle der sich berührenden thermoplastischen Teile zu erzeugen, wodurch diese dauerhaft miteinander verbunden werden können. Das Verfahren eignet sich besonders für die Montage von Durchflusssensoren, da es das Risiko von Hitze, mechanischer Belastung oder Verunreinigung der empfindlichen Sensormembran praktisch ausschliesst.
Das vollautomatische Durchflusssensor-Montagesystem wurde unter der Leitung von Hamilton vom Schweizer Unternehmen Imperia Systems gebaut. Emerson stellte für die medizinische Produktion geeignete Branson-2000Xc-Ultraschallschweissmaschinen, -Schweisswerkzeuge sowie technische und Integrationsunterstützung für das kurzfristige Montageprojekt bereit. Nach der Auslieferung absolvierte das System rechtzeitig vor dem Produktionsstart im September 2020 die erforderliche IQ/OQ/PQ (Installations-, Betriebs- und Leistungsqualifikation).

Während des Betriebs nimmt der Roboter des Montagesystems die drei Sensorkomponenten auf und positioniert sie auf dem unteren Schweisswerkzeug, allen voran die untere Hälfte, in die die Klappe mit der Membran eingesetzt wird. Nachdem der Roboter die korrekte Position der Ringmembran geprüft hat, wird die obere Hälfte aufgesetzt. Anschliessend senkt sich die Vorschubeinheit der Schweissmaschine und drückt das obere Schweisswerkzeug auf die Sensorkomponenten. Durch die Schweisskraft wird die Ultraschallschweissung ausgelöst, die in weniger als einer Sekunde abgeschlossen ist.

Während der Ultraschallschweissung überwacht die digitale Steuerung der Schweissmaschine alle Schweissparameter in Echtzeit und speichert für jedes Teil einen vollständigen Schweissdatensatz. Die für den medizinischen Bereich geeigneten Schweissmaschinen sind mit Datensicherheitsfunktionen wie einem hierarchischen Passwortschutz und einer hochgradigen Datenverschlüsselung ausgestattet. Sie unterstützen die Übereinstimmung mit führenden globalen Fertigungsstandards, einschliesslich ISO 13485 sowie mit den Anforderungen an die Fertigung von Medizinprodukten und die Rückverfolgbarkeit von Teilen gemäss der Verordnung für Medizinprodukte der Europäischen Union und den Bestimmungen von 21 CFR Part 11 der U.S. Food and Drug Administration (FDA).

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Weltweit führende internationale Fachmesse für die Vliesstoffindustrie

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PLMA die Welt der Handelsmarken

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ArbeitsSicherheit Schweiz

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Start-Up Days

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HealthEXPO

Messe für die neuesten Entwicklungen und Trends in der Gesundheitsbranche

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Careum Pflegesymposium

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Datum: 23. Juni 2026

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EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

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Vorsorge-Symposium

Fachmesse 2. Säule sowie ein Vorsorge-Symposium

Datum: 10.-11. Juni 2026

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MedtecLIVE with T4M

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Konferenz für Innovationen und Lösungen im Bereich der Standardisierung, Identifikation und Geschäftsprozesse

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Blezinger Healthcare

Fachkonferenz - Das Pflegeheim der Zukunft

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all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

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IN.STAND

Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 15. bis 19. September 2026

Ort: Stuttgart (D)

Ilmac Lausanne

Fachmesse und Branchentreff für die Chemie- und Life-Science-Industrie in der Westschweiz

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Lausanne (CH)

SWISS SVG-Trophy

Schweizermeisterschaft der Spital-, Heim-, Gemeinschafts- und Systemgastronomie

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Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

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SIAL

Internationale Fachmesse für die Lebensmittelindustrie

Datum: 17.-21. Oktober 2026

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ZAGG

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Datum: 18.-21. Oktober 2026

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IFAS

Internationale Fachmesse für den Schweizer Gesundheitssektor

Datum: 20.-22. Oktober 2026

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

Leitmesse für die Verpackungs- und Intralogistikbranche

Datum: 24.-26. November 2026

Ort: Paris (F)

Swiss Abilities

Fachmesse zur Förderung eines selbstbestimmten Lebens, Gleichstellung und Teilhabe von Menschen mit Behinderung

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Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 23.-26. März 2027

Ort: Köln (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 11.-14. Mai 2027

Ort: Stuttgart (D)

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Weltleitmesse für Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

Automatica

Weltleitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

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Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

LOUPE Europe

Fachmesse für die Etiketten-, flexible Verpackungs- und Faltschachtelindustrie, die sich auf Drucktechnologien, Materialien und Produktionslösungen

Datum: 05.-08. Oktober 2027

Ort: Barcelona (ESP)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 09.-17. Mai 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Texcare International

Weltweit führende Fachmesse für die Textilpflegebranche

Datum: 08.-11. November 2028

Ort: Frankfurt am Main (D)

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