Bossert-Kast - Technische Geflechte

 

Presseberichte

devicemed.de | November 2013

Für Stents, Endoskope, Wendeln und mehr

Das Online-Magazin devicemed.de präsentiert Bossert + Kast als Experte in Sachen Metallgeflechte.

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Handling – Fachportal

Die Drahtzieher – Frei programmierbares Rundflechten mit Rundschalttisch 

Technische Geflechte finden auch in der Medizintechnik zunehmend Verwendung. Bossert + Kast in Pforzheim hatte für den Bau einer neuen Rundflechtmaschine eine geradezu revolutionäre Idee und arbeitet jetzt mit einem Ringrundschalttisch von Weiss als Drehkranz-Getriebe-Kombination.

Ein bisschen erinnert die flexible Rundflechtmaschine von Bossert + Kast an eines jener Zeitreiseportale, wie man sie aus Science-Fiction Filmen kennt: Das Portal ist in diesem Fall ein senkrecht stehender Ringrundschalttisch von Weiss, der aber nur scheinbar einer ist – denn er ist umfunktioniert. Vom Tisch ausgehend bilden gespannte Fäden ein immer enger werdendes Geflecht, das sich zu einem Tunnel verjüngt. Am Ende dann die Zukunft: Geflechte aus Metall oder Kunststoff mit frei wählbaren Kreuzungswinkeln und Bindungsarten. Doch nicht nur das: Eine Programmsteuerung ermöglicht zusätzlich über die Länge des Gewebeschlauchs wechselnde Rhythmen, Überkreuzungen, Verdrillungen und Durchmesseränderungen. Die Medizintechnik benötigt solche variablen Geflechte zum Beispiel als Stents oder Stützschläuche für Endoskope. Aber auch im Maschinenbau- und Anlagenbau sowie der Elektrotechnik finden diese Geflechte Anwendung.

Bossert + Kast ist ein traditioneller Hersteller von Schmuckketten in der Goldstadt Pforzheim. Auf der Suche nach neuen Produkten zeigte Geschäftsführer und Inhaber Georg Kleiner sein Talent als Querdenker: „Die Grundidee war, Techniken der Textilindustrie, wie sie schon seit Jahrhunderten zur Herstellung von Kordeln, Bordüren und Zierbändern genutzt werden, in die Schmuckindustrie zu übertragen. Nur, dass wir statt Fasern feine Edelmetalllitzen verwenden wollten.“

Idee aus der Vergangenheit  

Zuerst musste jemand gefunden werden, der das jahrhundertealte Handwerk der Posamentrie überhaupt noch beherrschte. Dann galt es, einen Drahtzieher ausfindig zu machen, der 0,05 Millimeter feine Edelmetalldrähte für die Litzenfertigung ziehen konnte. Heute sind geflochtene Collierketten aus Edelmetall eine erfolgreiche Produktgruppe bei Bossert + Kast. Die neu erworbene Methode nur für Schmuckfertigung einzusetzen, war dem Pforzheimer allerdings nicht genug. Schließlich gibt es auch in der Medizintechnik, der Optik oder im Fahrzeugbau Bedarf an technischen Geflechten. Zwar gibt es genügend Hersteller, die kilometerweise umflochtene Kabel oder Schläuche herstellen – aber hier liegt der Knackpunkt: kilometerweise. „Viele Kunden wollen relativ geringe Mengen eines individuell auf ihren Anwendungsfall abgestimmten Geflechts,“ so Georg Kleiner, „und genau das ist unser Markt.“

Individuelle Geflechte

Klassische Flechtmaschinen ermöglichen zwar unterschiedliche Flechtmuster, -winkel und -durchmesser, aber keine Übergänge, Verdrillungen, Nähte oder wechselnde Rhythmen. Etwas Neues musste her, eine frei programmierbare Rundflechtmaschine – das war die Vision. Das Grundgerüst der Rundflechtmaschine sollte ein senkrecht stehender Drehkranz mit angeflanschtem Getriebe sein. Auf der Suche nach Inspiration blieb Wieland Scheider, Konstrukteur von Bossert + Kast, auf der Motek am Stand von Weiss am frei programmierbaren Ringrundschalttisch NR 750 hängen: „Im Prinzip war der Tisch genau das, was wir suchten. Schließlich ist so ein Ringrundschalttisch im Grunde genommen nichts anderes als ein großes Lager mit einem bereits integrierten Getriebe.“ Alles passte: der große Mittendurchgang von 490 Millimeter, die flache Bauweise und ein durch mehrere gegeneinander verspannte Kurvenrollen spielfreies Getriebe – fertig konstruiert und optimal aufeinander abgestimmt, was den Konstruktionsaufwand stark reduzieren würde.

Freies Flechten

Aber ist so ein Rundschalttisch nicht auf Takten ausgelegt? Und hat der Tisch nicht einen fest installierten Motor? Indes hat der Hersteller in Buchen seine Ringrundschalttische schon so konzipiert, dass sie flexibel einsetzbar sind – auch außerhalb des klassischen Rundtakts – und sich durchaus „zweckentfremden“ lassen. Was für Wieland Scheider zur Wunschlösung geriet, war für Weiss Standardanforderung: frei programmierbarer Tisch mit kundenindividuellem Motor. Die Rundflechtmaschine, auf den Namen FleRu 48 getauft, ist ein Ringrundschalttisch als Basis mit 48 auf jeweils einem kleinen Schlitten montierten Klöppel. Pneumatisch kann jeder einzelne dieser Klöppel vom drehbaren Innenring auf einen feststehenden Außenring verschoben werden. Rotiert der Innenring weiter, kommen die äußeren Fäden über den inneren zum Liegen und umgekehrt. Das Flechtmuster wird dadurch bestimmt, welche Klöppel nach außen verschoben werden und wie weit sich der innere Ring dreht. Den Überblick behält dabei eine in Zusammenarbeit mit dem ISW der Universität Stuttgart entwickelte Steuerung.

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PZ Online | Dezember 2010

Regionale Aussteller auf der Medica verspüren Rückenwind

DÜSSELDORF/PFORZHEIM. Die Hersteller von Medizintechnik und Medizinprodukten sind gut durch die Wirtschafts- und Finanzkrise gekommen und spüren jetzt kräftigen Rückenwind. Das gilt auch für viele Unternehmen aus der Region Nordschwarzwald, die sich in der vergangenen Woche auf der weltgrößten Medizinmesse Medica sowie der Zulieferermesse Compamed präsentierten.

Die Zahl von 137 200 Besuchern auf der Medica entspricht dem sehr guten Vorjahresniveau. Rund die Hälfte der Besucher waren internationale Gäste, sie kamen aus insgesamt mehr als 100 Nationen. Geboten wurde den Medizinexperten aus aller Welt von der Rekordbeteiligung der über 4400 Aussteller aus 64 Nationen eine Fülle an Neuheiten für die ambulante und stationäre Versorgung. Gefragt waren Innovationen im Bereich Diagnose und Therapie.

Besuch am Messestand

Aussteller aus der Pforzheimer Wirtschaftsregion waren Berthold Detection Systems, Helmut Klingel GmbH, Novotec Medical sowie R. Geerlofs (alle Pforzheim), Inovan, Inpac Medizintechnik und Stratec Biomedical Systems (alle Birkenfeld), Müholos-Werk, Alfred Müller GmbH & Co. KG (Niefern-Öschelbronn) und Asco Numatics aus Ölbronn-Dürrn, SVG Medizinsysteme aus Ötisheim, Otec Präzisionsfinish (Straubenhardt) sowie Eberle Feinwerktechnische Systeme (Wurmberg).

Bei einem Messerundgang überzeugten sich Reiner Müller und Miriam Burghardt vom Wirtschaft und Stadtmarketing Pforzheim (WSP) von der Leistungsfähigkeit des regionalen Angebots. Bestandteil des Messebesuchs war eine Kontaktaufnahme der Clusterinitiative Hochform, der in einen intensiven Austausch mit den regionalen Unternehmen mündete. „Alle von uns besuchten Aussteller haben durchweg ein positives Fazit über ihren Messeauftritt gezogen. Donnerstag und Freitag waren die Haupttage mit großem Fachbesucherandrang“, berichtete Müller der PZ. Die WSP prüft, ob im nächsten Jahr im Rahmen der Clusterinitiative Hochform bei der Medica/Compamed ein Gemeinschafts-Messestand organisiert werden soll. Damit soll den Unternehmen aus Pforzheim und der Region, die Möglichkeit gegeben werden, sich bei der Veranstaltung mit überschaubaren Kosten und einem geringen organisatorischen Aufwand zu beteiligen.

Neben den klassischen Medizintechnik-Firmen war auch die Pforzheimer Firma Bossert + Kast vertreten. Hatte das Unternehmen bisher seine Kernkompetenz im Bereich Schmuck – bietet man neuerdings auch filigrane Produkte im Bereich Medizintechnik (Metall- und Kunststoffgeflechte) an, wie Geschäftsführer Georg Kleiner erläuterte.

Tradition und Innovation

Seit über 100 Jahren ist der Name Bossert + Kast eine feste Größe unter den Herstellern von handgearbeiteten Schmuckketten in höchster Perfektion. Anfang der 1990er-Jahre gelang es, textile Fertigungstechniken in der Schmuckbranche einzuführen. Grundlage dieser innovativen Produkte sind haardünne Metalldrähte, die wie ein Zwirn verarbeitet werden. Mit dem Know-how in der Verarbeitung dünnster Drähte gelang es Bossert+Kast auch in anderen Branchen Fuß zu fassen: Überall wo es heute gilt, dünne Schläuche innen oder außen zu schützen, finden Feinstgeflechte ihre Verwendung. Typische Einsatzbereiche sind die Medizintechnik oder industrielle Anwendungen.

Bossert+Kast hat ein patentiertes Verfahren entwickelt, das bei der Herstellung medizinischen Gefäßstützen (Stents) zum Einsatz kommt. Der Durchmesser des Geflechts lässt sich mit der Maschine von Bossert+Kast variabel – von klein nach groß – kontinuierlich verändern. Produkte, die sich sonst nur per Hand flechten ließen, können im reproduzierbaren Prozess bei hoher Qualität und günstigen Kosten maschinell hergestellt werden.

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http://www.pz-news.de/Home/Nachrichten/Wirtschaft/arid,233105_puid,1_pageid,20.html

  

DRAHT | Ausgabe 05. 2010

Stent-Strukturen ohne Limits

Bossert+Kast hat ein Verfahren entwickelt, das weder Beschränkungen bei Bindungsart, Kreuzungswinkeln oder wechselnden Überkreuzungen kennt, noch beim Verdrillen innerhalb des Flechtrhythmus. Auch das Einfügen der Naht macht keine Probleme. Die entsprechende Maschine hat das Unternehmen bereits zum Patent angemeldet.

Der Durchmesser des Geflechts lässt sich bei der Maschine von Bossert+Kast von klein nach groß – sowie umgekehrt – kontinuierlich verändern. Damit sind jedoch noch nicht alle Möglichkeiten erschöpft: Produkte, die sich sonst nur per Hand flechten ließen, können jetzt im reproduzierbaren Prozess bei hoher Qualität und günstigen Kosten maschinell hergestellt werden. Dabei ist auch eine variable Bearbeitung der Enden des Geflechts möglich, beispielsweise die Rückführung der Drähte, und zwar sowohl einseitig geschlauft, verschweißt und auch verdrillt. Und galt bisher, dass bei Rundflecht-Maschinen entweder alle oder nur die Hälfte der Spulen bestückt sein muss, ist die Neuentwicklung des Pforzheimer Unternehmens vielmehr flexibel. So können bei einer 48-spuligen Maschine zwischen vier und 48 Spulen beliebig bestückt werden. Verarbeitet werden dabei Drähte mit 0,02 mm bis 0,2 mm Durchmesser. Für spezielle Anforderungen können auch mehrere Drähte je Station zugeführt werden. Soll das Geflecht auf ein Rohr aufgebracht werden, wird dieses mit einem Bohrfutter aufgenommen und dann in freiprogrammierbaren Schritten abgezogen. Für Schlauchgeflechte steht alternativ eine Abzugscheibe bereit.

Prinzipiell besteht ein Geflecht aus gegenläufigen Schraublinien. Bei herkömmlicher Machart sind dies immer gleich viele links- wie rechtsgängige Wendel. Wie die Bindung im Geflecht entsteht, lässt sich dadurch erklären, wie an deren jeweiligen Kreuzpunkten die Drähte zu liegen kommen: Entweder liegt der linke Draht oben, oder der rechte. Beim Design des Geflechts muss man diese Kreuzpunkte festlegen. Wie das Geflecht aussieht, bestimmt also nur noch die Applikation. Bossert+Kast begrenzt sein Angebot für Rundgeflechte nicht auf die mögliche OEM-Fertigung, sondern wartet mit umfangreicher Dienstleistung auf: der Entwicklung von Geflechten, der Fertigung von Prototypen und Nullserien, der Optimierung von auch bereits bestehenden Geflechtsgeometrien, der Auswahl und Anpassung respektive der Optimierung von Geflechtmaschinen, der wissenschaftlichen Begleitung bei der Entwicklung oder beim Bau neuer Flechtmaschinen. Flechten ist eine alte Technik aus der Textilbranche. Klassische Einsatzbereiche sind Dochte, Schnürsenkel, Schiffs- oder Bergsteigerseile. Im Metallbereich wird die Technik beispielsweise eingesetzt auf Flechtmaschinen für Druckschläuche. Das Geflecht schützt hier gegen den Druck von innen und – von außen – gegen Knicken und Quetschen. Immer mehr Verbreitung finden Geflechte in der Medizintechnik. Hier werden sogenannte Stents oft aus einer Nickel-Titan-Legierung gefertigt und dienen als Stütze von Gefäßwänden: häufig nach deren Aufweitung.

Der technische Stand im Flechten

Flechtmaschinen kreiseln den Faden- oder Drahtvorrat auf einer Spule beim sogenannten Klöppeln auf festgelegten Bahnen um einen Kern. Dabei über- und unterkreuzen sie. Die Möglichkeiten herkömmlicher Flechtmaschinen sind hier beschränkt. Die konstruktiv einmal festgelegte Klöppelanzahl kann nur vollzählig oder aber zur Hälfte eingesetzt werden. Damit lassen sich höchstens drei unterschiedliche Bindungsarten darstellen: Das sogenannte „1 über 2“ oder (nach Umbau) ein „2 über 2“. Ist die Maschine nur halb mit Klöppeln besetzt. Ergibt sich die Bindung „1 über 1“. Weitere Möglichkeiten ergeben sich, wenn man auf die einzelnen Spulen mehrere Drähte wickelt, so dass das entstehende Geflecht nicht aus einzelnen Drähten besteht, sondern aus Bündeln von mehreren parallel liegenden Drähten. Schutzgeflechte, Geflechtschläuche und Endloswedel von Bossert+Kast werden weltweit eingesetzt. Auch bei der Wahl der richtigen Maschine berät das Unternehmen und unterstützt darüber hinaus mit wissenschaftlicher Grundlagenforschung.

 

MM MaschinenMarkt – Das Industrieportal | Ausgabe 01.07.2010

Mehr Flexibilität beim Rundflechten macht Schlauchfertigung attraktiver

Bossert + Kast hat mehr Flexibilität in die Herstellung von Geflechtschläuchen gebracht. Ergebnis der Entwicklung ist eine Maschine, die – so heißt es – der Vision „flexibles Rundflechten ohne Limits“ recht nahe komme. Damit seien Einschränkungen bezüglich Bindung, Überkreuzung, Verdrillung und Nahteinfügung aufgehoben. Außerdem lasse sich der Geflechtdurchmesser flexibel verändern.

Darüber hinaus treibt die gewonnene Flexibilität die Automatisierung beim Produzieren von Geflechten voran, die üblicherweise nur aufwendig von Hand herstellbar sind. Hauptaufgaben von Rundgeflechten bei Schläuchen sind der mechanische Schutz, die mechanische Verstärkung sowie die innere Abstützung von Kabeln und Leitungen. Dazu kommen zunehmend weitere Funktionen, wie die Vermeidung elektrostatischer Aufladungen. Aufgrund des Trends zur Multifunktionalität von Schläuchen rückten die Geflechte immer häufiger in den Fokus der Produktentwicklungen, heißt es.

www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/konstruktionselemente/articles/271407/

 

Virtual Reality Magazin | Ausgabe 1+2/2010

FleRu - Flexible Rundflechtmaschine zur Fertigung von Stents

Im Auftrag der Firma Bossert+Kast aus Pforzheim hat das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart die Steuerung für eine neuartige Rundflechtmaschine zur Fertigung von Stents entwickelt. Am ISW wurden eine maschinenlesbare Beschreibungsform für Flechtmuster und die Generierung von Maschinenabläufen aus dieser Flechtmusterbeschreibung konzipiert, die Steuerungsprogrammierung und der Schaltschrankbau vorgenommen, die Programmierung der graphischen Benutzeroberfläche mit Hilfe einer virtuellen Inbetriebnahme sowie die reale Inbetriebnahme durchgeführt.

Stand der Technik
Stents sind medizinische Implantate, die in bestimmte Organe eingebracht werden, um deren Wand ringsum abzustützen. Diese kleinen Gittergerüste in Röhrchenform werden aus Metall oder Kunststoff hergestellt. Verwendung finden Stents zum einen in Blutgefäßen, speziell den Herzkranzgefäßen, um nach deren Aufdehnung einen erneuten Verschluss zu verhindern. Zum anderen dienen Stents in der Krebsbehandlung dazu, durch bösartige Tumoren verursachte Verengungen von Atemwegen (Luftröhre), Gallenwegen oder der Speiseröhre nach einer Aufdehnung offen zu halten. Konventionell wird die Gitterstruktur von Stents u.a. durch Laserschneiden, Laserabtrag, photochemisches Ätzen oder Erodieren aus einem Röhrchen hergestellt. Die Nachteile dieser Fertigungsverfahren sind, dass es sich bei ca. 90 % des Materials um „Abfall“ handelt sowie deren hoher Energiebedarf. Diese Nachteile sollen durch die direkte Erzeugung der Gitterstruktur von Stents durch Rundflechten zukünftig vermieden werden.

Rundflechtmaschinen
Bei einer konventionellen Flechtmaschine werden die Spulenträger, von denen das zu verarbeitende Material abgewickelt wird, die so genannten Klöppel, rein mechanisch über Kurvenscheiben geführt. Dies hat zur Folge, dass die erzeugten Flechtmuster starr an die verwendeten Kurvenscheiben gebunden sind und ein Flechtmusterwechsel nur durch aufwändiges Umrüsten der Maschine realisiert werden kann.

Lösungsansatz
Um die oben genannten Nachteile bei der Fertigung von Stents künftig zu umgehen, hat die Firma Bossert+Kast aus Pforzheim eine neuartige flexible Rundflechtmaschine entwickelt. Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart wurde damit beauftragt, ein Steuerungskonzept für diese Rundflechtmaschine zu entwickeln.

Anforderungen
Diese Maschine soll in der Lage sein, unterschiedliche Geflechte flexibel zu erzeugen. So sollen unter anderem die in der Textiltechnik gängigen Standardmuster mit unterschiedlichen Eigenschaften bezüglich Biegespannung, Steifigkeit etc. hergestellt werden können, wobei ein nahtloser Übergang zwischen den verschiedenen Flechtmustern ermöglicht werden soll. Des Weiteren sollen individuelle Flechtmuster erstellt werden können. Dazu sollte ein intuitiv bedienbares Werkzeug für Geflechtbeschreibungen entworfen werden. Zusätzlich waren anwenderfreundliche Benutzeroberflächen zur Bedienung der Rundflechtmaschine zu erstellen.

Vorgehensweise
Zunächst wurde eine Analyse bestehender Flechtmuster vorgenommen. Basierend darauf wurde eine generische Beschreibungssprache entwickelt, deren prototypische Anwendung zunächst in Microsoft Excel® erfolgte. Die entstandene Programmieroberfläche ermöglicht die systematische Darstellung vorhandener Standardmuster sowie die freie Gestaltung individueller Muster. Darauf aufbauend wurde ein Algorithmus entwickelt, mit dem beliebige Geflechte hergestellt werden können. Aus dem Entwurf des Flechtmusters in der graphischen Programmieroberfläche werden automatisch die notwendigen Maschinenabläufe generiert. Diese generierte Ablaufdatei wird in eine CSV-Datei exportiert, die von der Steuerung eingelesen und verarbeitet werden kann. Konstruktion und Aufbau der Maschine erfolgten durch Bossert+Kast aus Pforzheim. Die Konzeption des Schaltschranks und dessen Aufbau wurden wiederum am ISW vorgenommen. Als Steuerung kam das PC-basierte Steuerungssystem TwinCAT zum Einsatz. Vor der Inbetriebnahme der Anlage wurde eine virtuelle Vorab-Inbetriebnahme vorgenommen.

Virtuelle Inbetriebnahme
Um die Steuerung ohne die restlichen Komponenten betreiben zu können, wurde nach Abschluss der Programmierung des Excel-Tools, der Benutzeroberflächen und der Steuerung eine virtuelle Inbetriebnahme in Form einer Hardware-in-the-Loop-Simulation vorgenommen. Hierbei wird die eigentliche Maschine durch einen Simulations-PC ersetzt, auf dem das Verhalten der realen Anlage abgebildet ist (Abbildung 3) und mit der realen Steuerung betrieben. Vorteile der virtuellen Inbetriebnahme sind, die Entwicklungszeit der Steuerung durch frühzeitige Tests zu verkürzen und das Risiko von beispielsweise Kollisionen bei der realen Inbetriebnahme zu minimieren. Zudem konnte auf diese Art und Weise die Steuerung bereits getestet werden, ohne dass der Aufbau der Maschine abgeschlossen war. Konkret wurde dazu in der von der Industriellen Steuerungstechnik GmbH (ISG) entwickelten Simulations-Software Virtuos ein Simulationsmodell der Rundflechtmaschine erstellt. Virtuos besteht aus zwei Teilprogrammen, Virtuos M zur blockschaltbildbasierten Modellierung von kinematischen Zusammenhängen, Kräften und Kollisionsbetrachtungen und Virtuos V zur Visualisierung.

Durch die Vorabinbetriebnahme auf virtueller Ebene konnten Programmfehler im Vorfeld identifiziert und beseitigt werden, so dass die reale Inbetriebnahme im Endeffekt wesentlichzügiger von statten gehen konnte.

 

medtechinsider | Ausgabe 30.6.2010 

Stents und Metallgeflechte ohne Limits

Geflechte finden immer mehr Verbreitung in der Medizintechnik. Hier werden diese oft aus einer Nickel-Titan-Legierung gefertigt, Stent genannt und dienen als Stütze von Gefäßwänden – häufig nach deren Aufweitung. Das Pforzheimer Unternehmen Bossert+Kast hat jetzt ein Verfahren entwickelt, das keine Beschränkungen kennt bezüglich Bindungsarten, Kreuzungswinkeln, einem wechselnden Rhythmus der Überkreuzungen, einem Verdrillen innerhalb des Flechtrhythmus oder gar dem Einfügen einer Naht. Auch der Durchmesser des Geflechts kann von klein nach groß – und umgekehrt – kontinuierlich verändert werden. Galt bisher, dass bei Rundflechtmaschinen entweder alle oder aber nur die Hälfte der Spulen bestückt sein muss, so kann die Neuentwicklung von Bossert+Kast bezüglich Spulenanzahl völlig flexibel agieren.

Das bedeutet, dass bei einer – beispielsweise 48-spuligen – Maschine zwischen vier bis 48 Spulen beliebig bestückt werden können. Verarbeitet werden dabei Drähte mit Durchmessern von 0,02 bis 0,2 mm, wobei für spezielle Anforderungen auch mehrere Drähte je Station zugeführt werden können. Soll das Geflecht auf ein Rohr aufgebracht werden, so wird dieses direkt mit einem Bohrfutter aufgenommen und dann in frei programmierbaren Schritten abgezogen. Für Schlauchgeflechte steht alternativ eine Abzugscheibe zur Verfügung.

Zusätzlich zur OEM-Fertigung bietet Bossert+Kast die Entwicklung von Geflechten, die schnelle Fertigung von Prototypen und Nullserien, die Optimierung von (auch schon bestehenden) Geflechtsgeometrien, die Auswahl und/oder Anpassung respektive der Optimierung von Geflechtmaschinen als auch wissenschaftliche Begleitung bei der Entwicklung und beim Bau neuer Flechtmaschinen an.