Um dieser Herausforderung zu begegnen, verwenden viele Gerätehersteller eine Kabelschirmung für ihre Kabelkonfektionen. Eine Schirmung verbessert die elektrische und mechanische Integrität sowie die Gesamtleistung, indem sie den Übergang von einem flexiblen Kabel zu einem starren Stecker oder Anschlusspunkt erleichtert.
Ein fachgerecht konstruierter Kabelschutz, auch Kabelklemme genannt, verhindert, dass mechanische Kräfte, denen das Kabel ausgesetzt ist, auf die elektrischen Anschlüsse im Inneren des Steckers oder Geräts übertragen werden.
Diese Konstruktion ist von entscheidender Bedeutung, da mechanische Kräfte zu Kabelausfällen und fehlerhaften Messwerten in medizinischen Geräten führen können. Der Schutz ist unerlässlich für eine verbesserte Gesundheitsversorgung, da er dazu beiträgt, dass Geräte den medizinischen Fachkräften korrekte Patientendaten liefern.
Vorgefertigte oder kundenspezifische
Schutzvorrichtungen: Schutzvorrichtungen können vorgefertigt oder kundenspezifisch für eine bestimmte Anwendung entwickelt und hergestellt werden. Beispielsweise kann eine kundenspezifische Schutzvorrichtung, die als separate Einheit fungiert, über ein Kabel gestülpt oder angegossen werden und deckt typischerweise einen Teil des Steckers ab.
Vorgefertigte Schutzkappen werden üblicherweise vor dem Anschluss der Steckverbinder über das Kabel gestülpt. Nachdem die Adern im Stecker konfektioniert sind, wird die Schutzkappe mit dem Anschlusssystem verschraubt oder verklebt. Für die meisten Standardleiter sind vorgefertigte Schutzkappen für verschiedene Kabeldurchmesser erhältlich und oft auch in unterschiedlichen Farben verfügbar.
Im Allgemeinen bietet ein gut gestalteter, individuell geformter Schutz mehr Vorteile als ein vorgefertigter Schutz:
- Höhere Flexibilität
- Höhere Zugfestigkeit
- Hervorragender Feuchtigkeitsschutz
Eine Kabelverschraubung mit integriertem Schutz wird im Allgemeinen verwendet, wenn ein Kabel fest mit einem Gerät verbunden ist. Kabel, die durch eine Bohrung an einem Gerät befestigt werden, nutzen typischerweise eine Kabelverschraubung zur Verankerung und sind so vor Beschädigungen durch axiale Belastungen geschützt. Bei Kabeln, die Biegungen ausgesetzt sind, wird die Kabelverschraubung üblicherweise in Kombination mit einem Schutz für Durchgangsbohrungen verwendet.
Konstruktionsüberlegungen
Einzelne Drähte und Kabel halten typischerweise mehr Biegezyklen stand und weisen eine höhere Zugfestigkeit auf als Kabelkonfektionen. Die Kabelanschlüsse gelten im Allgemeinen als die wahrscheinlichste Ausfallstelle. Ein gut konstruierter Schutz begegnet dieser Herausforderung, indem er die elektrischen Anschlüsse isoliert und so verhindert, dass Kräfte auf diese Stellen einwirken.
Zu den Konstruktionsüberlegungen gehören auch die Geometrie des Bauteils und die Wechselwirkung zwischen dem Schutz und dem Kabelmantelmaterial. Die Zugfestigkeit wird weiter erhöht, wenn der Schutz chemisch mit dem Kabelmantel und dem Steckergehäuse verbunden wird. Die Haftfestigkeit zwischen Schutz und Stecker kann zusätzlich durch Merkmale verbessert werden, die eine physikalische Verbindung des Schutzes mit dem Steckergehäuse ermöglichen.
Kabelkonfektionisten können noch höhere Zugfestigkeitswerte erzielen, indem sie vor dem Umspritzen eine Klemme in den Kabelmantel einpressen. Durch das Umspritzen des Mantels erhöht die in das Umspritzmaterial integrierte Klemme die Zugfestigkeit der Konfektion deutlich.
Massiv oder segmentiert:
Schutzschilde bieten die Wahl zwischen einer massiven, glatten Ausführung und einer segmentierten Variante. Ein massiver Schutzschild ist leichter zu reinigen, was in vielen medizinischen Anwendungen ein wichtiger Faktor sein kann. Umgekehrt bietet ein segmentierter Schutzschild bei Verwendung gleicher Materialien, Größen und Geometrien mehr Flexibilität, ist jedoch schwieriger zu reinigen.
Geeignet konstruierte Segmentschutzvorrichtungen bestehen aus Wänden und Zwischenräumen, die größere Abstände zwischen Biegeradius und Verbinder bzw. Anschlusspunkt ermöglichen. Die Größe der massiven Segmente und die Abstände zwischen ihnen variieren, um den gewünschten Biegeradius zu erzielen. Diese Schutzvorrichtungen sind so konstruiert, dass sich das dem Fixpunkt am nächsten liegende Segment zuerst und das am weitesten entfernte Segment zuletzt schließt. Dies gewährleistet optimalen Biegeschutz und schützt gleichzeitig die elektrischen Anschlüsse im Inneren des Verbinders.
Kabelschutzvorrichtungen sind typischerweise einachsig (unidirektional) oder zweiachsig (multidirektional) flexibel. Eine unidirektionale Schutzvorrichtung eignet sich am besten, wenn das austretende Kabel oder der Draht nicht rund ist, wie es häufig bei gespleißten Kabeln oder Drähten der Fall ist. In diesem Fall begrenzt die Kabelkonstruktion, nicht die Schutzvorrichtung, die Flexibilität auf eine Achse.
Die Länge des Schutzkabels beeinflusst dessen Leistung. Generell gilt: Ein längeres Schutzkabel ist effektiver als ein kürzeres. Allerdings sollte die Kabelaufbewahrung im klinischen Einsatz berücksichtigt werden.
Erfahrungsgemäß üben Kabel, die dauerhaft an einem tragbaren Gerät befestigt oder um dieses gewickelt sind, eine ständige Zugspannung aus. In diesem Fall kann ein kürzeres Schutzkabel vorteilhafter sein, da es einen größeren Biegeradius am Kabelende ermöglicht.
Maßgefertigt oder Standard.
Ein formgepresster Kabelschutz bietet im Vergleich zu einem vorgefertigten Schutz in vielerlei Hinsicht eine überlegene Leistung:
- Verbesserter Feuchtigkeitsschutz dank der physikalischen und chemischen Verbindung der umspritzten Abschirmung mit dem Kabelmantel und dem Stecker – ein wichtiger Aspekt bei Kabeln, die häufig gereinigt werden oder Flüssigkeiten ausgesetzt sind.
- Erhöhte Zugfestigkeit durch die Umspritzung.
Allerdings gibt es zwei weitere Faktoren, die Designer dazu veranlassen könnten, sich für einen vorgefertigten Schutz anstelle einer individuell umspritzten Lösung zu entscheiden: die für die Entwicklung und Herstellung des Geräts benötigte Zeit und die Produktionskosten.
Autor: Hank Mancini, Marketing Manager bei Affinity Medical, einer Tochtergesellschaft von Molex
Über den Autor:
Hank Mancini, Marketing Manager bei Affinity Medical, einer Tochtergesellschaft von Molex, verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Gesundheitswesen und kennt daher nahezu alle Facetten des Medizintechnikgeschäfts. Seine Expertise umfasst Marketing, Produktion, Produktentwicklung, Vertrieb und strategisches Management.
