CN111980989A - 差压马达和用于操作差压马达的方法 - Google Patents

差压马达和用于操作差压马达的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及差压马达,它包括两个工作活塞、杆、至少部分柱形的中空空间和阀活塞,工作活塞和杆可动地设置在中空空间中,中空空间的壁中设有五个完整开口,阀活塞相对于工作活塞可动地设置在它们之间,能由工作活塞贴靠它的推力驱动并能在柱形中空空间中移动,阀活塞与五个完整开口形成阀,当对五个完整开口中的三个施加第一和第二压力时,能利用该阀控制第一和第二压力对工作活塞的工作表面的交替作用,使得在中空柱体中产生工作活塞的周期性运动,它驱动阀活塞的周期性运动。本发明还涉及外科手术驱动系统、用于对软组织和/或骨组织清创的医用灌洗系统、用于用差压马达刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备和操作差压马达的方法。

Description

差压马达和用于操作差压马达的方法
技术领域
本发明涉及一种差压马达、具有这种差压马达的外科手术驱动系统、具有这种差压马达的用于对软组织和/或骨组织清创的医用灌洗系统和用于用这种差压马达刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织刷拭的医疗设备,以及用于操作差压马达的方法。差压马达适于驱动对软组织和骨组织进行灌洗和清创的医疗设备。由差压马达驱动的医疗设备出于卫生原因优选设计为一次性使用。
背景技术
遗憾的是,在整形外科手术中,在一定程度上有必要对感染了微生物的关节假体进行化脓修复。这里,取出被感染的关节假体并清除被感染的或坏死的组织。感染/坏死组织的这种清除称为清创术。可通过使用所谓的灌洗系统冲洗伤口并切出、锉磨、锯切和刷拭来清创。用于清创的装置在清创后被组织残留物和微生物细菌污染。在再次使用前,必须仔细清洁这些仪器,然后进行消毒。这里,医务人员在清洁工作中必须通过转移微生物细菌来保护自己免受污染或感染。因此,希望能够提供一种带有马达驱动器的低成本设备,以进行用于化脓修复的锉磨、锯切和刷拭,该设备可以在单次使用后随普通的手术废物一起丢弃,而无需进行大量的清洁步骤,清洁步骤本身就是潜在的危险。为了节省资源和保护环境以及出于成本原因,如果驱动器不需要电池、可充电电池和电动马达,则将是有利的。
当前,在医学领域中已知由压缩空气和电能驱动的驱动设备。大多数基于压缩空气的驱动系统都包含薄板马达。一个问题是未消毒的压缩空气通过软管供应,并且马达已被驱动之后,膨胀的未消毒的空气必须经由单独的软管从手术室排出。在许多情况下,同轴软管系统用于此目的。用压缩空气驱动的驱动器已大部分被电驱动的驱动系统取代。这些驱动系统包含带齿轮单元的电动机,并且通常使用可充电电池作为能量源。电动驱动的驱动系统包含铜和其它重金属。
在灌洗系统中,冲洗液会产生喷雾射流,其撞击在要清洁的组织区域上,并对这些组织区域产生机械清洁作用。脉冲灌洗系统由来已久,例如从US 4 583 531 A、US 4 278078 A和US 5 542 918 A中获知。
然而,当使用压缩空气驱动式灌洗系统时,需要双软管系统,其中在一根软管中供应未消毒的压缩空气,而在第二根软管中,排出在驱动压缩空气马达后至少部分地膨胀的未消毒空气。在由压缩空气或其它压缩气体驱动的系统中,通常使用压缩气体马达作为驱动器。从WO 2012/038003 A1中已知这种类型的压缩气体马达。其中描述的压缩气体马达具有带有中转空间的双部件活塞和穿过其中一个活塞部件的通路。结果,该马达的结构特别简单且成本低廉。由DE 37 24 110 A1已知一种用于喷雾罐的压缩气体马达。从US 4 993924 A中已知一种用压缩气体驱动的往复泵。从EP 2 873 856 A1中已知一种用于灌洗系统的压缩气体马达。在该压缩气体马达中,控制活塞由工作活塞经由承载元件移动,并且因此在压缩气体马达的运行期间周期性地打开和关闭气体入口开口和气体出口开口。
在大量手术中,有必要抽吸伤口分泌物和血液。为了吸出这些液体,使用利用负压工作的抽吸装置。为了操作这些装置,在大多数手术室(OP)中,提供了通常提供0.8bar至0.9bar的负压的固定真空系统。另外,普遍使用移动式真空抽吸系统或产生负压的抽吸系统。
一直希望能够以低成本构建的马达。另外,还需要提供一种能够以更高的频率和/或更大的力工作的马达。
US 5 554 011 A公开了一种具有差压马达的泵,其中通过膜的运动来控制阀元件。在膜上,通过改变气体压力来进行工作,因此泵被驱动。该差压马达的构造相对复杂,并且由于膜和膜的必要张力,具有相同结构的差压马达可能会发生不同的振动行为。另外,阀元件存在死点的危险,差压马达从该死点起不再能够继续自行运行。
在专利US 9 861 770 B1中,提出了一种真空马达,其中通过真空对活塞的撞击来拉紧螺旋弹簧。在张紧过程结束时,在阀活塞上产生一个脉冲,这会在短时间内开启通气开口并封闭真空开口。拉紧的螺旋弹簧可以膨胀并驱动活塞回到初始位置,从而驱动连接的泵活塞。产生周期性的线性振荡的泵运动,该运动由螺旋弹簧驱动,其中螺旋弹簧由于压力差而被拉紧。
从US 5 542 918 A中已知一种用于灌洗系统的液体泵,该液体泵由负压驱动,并且其中膜由中空的、可线性移动并且被弹性支承的活塞驱动,其中也被弹性地支承的阀活塞设置用于开启和封闭用于给送空气的气体入口。该系统的缺点在于,阀元件在打开时只能提供小的自由流量曲线。结果,可由泵产生的力是有限的,并且存在死点的危险,从该死点起泵不能自行重启。另外,由于缺乏阀活塞的引导,阀活塞可能发生侧向运动,并且这可能导致活塞的不规则振荡。
US 2005/0084395 A1公开了一种经由两个缸筒运行的真空驱动的灌洗系统。在缸筒内,彼此联接的两个活塞通过真空驱动。
在专利EP 2 910 270 B1和US 9 861 770 B2中,描述了一种用于驱动灌洗系统的泵的差压马达。该差压马达包括在中空空间中可轴向移动的工作活塞和位于其后方的复位元件。工作活塞具有承载元件,该承载元件在运行中移动控制活塞。控制活塞是中空缸筒,并且可以借助于其封闭的护套表面覆盖气体出口开口和气体入口开口。负压源(例如真空泵)连接到气体出口开口。这意味着在马达运行期间,气体出口开口和气体入口开口被周期性地覆盖。当气体出口开口开启时,空气从差压马达中被抽出,同时工作活塞克服复位元件移动。同时,进气开口被控制活塞封闭。复位元件被拉紧。然后,承载元件向控制活塞发出脉冲。控制活塞移离工作活塞并开启气体入口开口,同时封闭气体出口开口。真空消失,并且复位元件将工作活塞移动到其初始位置。这里,承载元件向控制活塞发出脉冲。控制活塞沿工作活塞的方向移动。气体入口开口被控制活塞的护套表面封闭,而气体出口开口被开启。然后循环再次开始。该差压马达设计用于每分钟约2000次脉冲的高脉冲率,以用于操作灌洗系统的泵。行程长度相对较短,并且在2至5mm之间。对于刷拭、锉磨或锯切,需要更大的行程长度和更低的脉冲率。为了制造专利EP 2 910 270 B1和US 9 861 770 B2中描述的差压马达,需要通过合成材料精密注射成型制成的部件。安装这些部件时需要非常小心。
真空马达可实现的力完全足以喷射液体。然而,驱动锯、锉和刷需要更大的驱动力。
在专利US 8 292 909 B1中,描述了一种双作用真空马达。在该马达中,在工作活塞的向前和向后移动结束时,通过双稳态联接元件将力传递到阀活塞上,由此所述阀活塞从一个切换状态转换到第二切换状态。结果,阀活塞在工作活塞的运动期间保持处于规定的切换状态。因此,由于工作活塞的相应的端部位置,限定了阀活塞的切换状态。
发明内容
因此,本发明的目的在于克服现有技术的缺点。特别地,本发明的一个目的在于开发一种差压马达,其成本低廉且易于生产,可靠地工作,其用途可变并且借助于压力差、特别是负压源或压缩气体源(例如在医院中可获得的那些)实现了足够的动力来对组织清创和/或驱动用于手术的工具。因此,本发明的又一个目的在于提供具有这种差压马达的外科手术工具和灌洗系统。同样地,本发明的一个目的是提供一种用于操作差压马达的方法,其中,该方法提供了上文关于差压马达描述的优点。
本发明的又一个目的在于开发一种极其简化的低成本差压马达,该马达可以通过真空或负压或通过压缩气体或通过加压液体驱动,并且产生振荡的线性运动。与用于驱动灌洗系统的已知差压马达相比,该差压马达应该更简单地构建并且生产成本更低。该差压马达应尽可能设计成使得经由手术室中的中央真空系统提供的真空足以用于其操作。该差压马达的行程优选地应大于5mm,以便能够有效地操作医疗领域中的工具,例如刷或锯,而无需额外的齿轮单元。该差压马达应适合于驱动用于对受感染的软组织和骨组织清创的灌洗系统和设备,由于卫生原因,所这些系统和设备仅设计为作为所谓的一次性设备单次使用。该差压马达应使用环氧乙烷灭菌。
本发明的又一个目的是开发一种差压马达,该差压马达适合用作为驱动器以一次性用于医用锯、锉、刷和冲洗装置。尽可能不要将机械弹簧用于驱动器。基本上应该可以由合成材料制成该差压马达。结果,应该可以在使用后通过燃烧来处理差压马达。此外,意图开发一种具有真空马达的医疗驱动单元。该驱动单元适于驱动医用锯、锉、刷和冲洗设备。该驱动单元特别设计用于矫形外科手术中的化脓修复,其是由感染有问题的微生物细菌引起的,例如MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)和VRSA(耐万古霉素金黄色葡萄球菌)。常规的电动驱动单元必须在OP后彻底清洁、消毒和灭菌。这项工作成本高昂,对医务人员而言感染的风险不容小觑。因此,要开发的差压马达和由差压马达构成的驱动单元被设计为一次性使用,并应通过燃烧与其它医院废物一起卫生地处置。因此,差压马达和整个医疗驱动单元应主要由低成本的合成材料部件组成,这些部件可使用合成材料注射成型法生产,并且可通过燃烧被卫生地、低成本地处置。驱动单元和差压马达应进一步设计成能排除固定真空系统的任何微生物污染。
构成本发明基础的目的借助于通过一种差压马达来实现,该差压马达包括:两个工作活塞,每个工作活塞均具有工作面;杆,其将工作活塞彼此连接并保持它们彼此间隔开;至少部分柱形的中空空间,其中工作活塞和杆可移动地设置在中空空间中,在中空空间的壁中设有五个完整的开口;阀活塞,该阀活塞设置成抵靠工作活塞在工作活塞之间移动,该阀活塞能通过工作活塞在阀活塞上的推力而被驱动并且可以在柱形的中空空间中移动,其中,阀活塞与五个完整开口一起形成阀,当对五个完整开口中的三个施加第一压力和第二压力时,可利用该阀控制第一和第二压力对工作活塞的工作面的交替撞击(冲击,影响),使得在中空缸筒中产生工作活塞和杆的周期性运动,该周期性运动驱动阀活塞的周期性运动。
两个工作活塞和杆相当于中空空间可移动地设置在中空空间中。
优选地,阀活塞能通过工作活塞对阀活塞的撞击而在两侧被驱动。
这里,由于变化的压力条件,即由于第一压力和第二压力的交替撞击,工作活塞的工作面被视为在其上进行工作活塞的工作的工作活塞的一侧。
第一压力和第二压力优选经由流体工作介质来输送。为此目的,可以优选使用差压马达周围的环境空气压力和真空或负压。然而,替代地,压缩气体和周围的环境空气压力、真空或负压和压缩气体以及理论上还有与所述液体的自由出口相对的加压液体可以用作用于提供第一压力和第二压力的流体工作介质。压缩气体可以例如使用压缩机或通过从CO2压缩气体罐中蒸发CO2产生。此外,为了产生加压的水蒸气作为流体工作介质,也可以通过水在热的作用下蒸发来产生水蒸气。因此,该差压马达也可以用作蒸汽驱动马达。然而,优选将差压马达用作真空马达,特别是对于医疗应用而言,因为通常在手术室中可以获得该差压马达的连接。
优选地,所述五个开口与中空空间的柱体轴线成轴向关系彼此相邻地设置,特别优选沿着一排设置。于是,这五个开口成一排在轴向上彼此相邻,使得五个开口由中央开口、两个外部开口和与外部开口相邻的两个开口形成,其中,与外部开口相邻的两个开口设置在外部开口之一与中央开口之间。中空空间的柱体轴线特别优选地是阀活塞可移动地设置在其中的阀空间的柱体轴线。
细节:中央开口、外部开口和与外部开口相邻的开口在此与开口通向中空空间或阀空间的位置有关。然而,此布置优选也对应于从中空空间的壁向外开口的完整开口的布置。于是,完整开口可以单纯沿着最短路径直接延伸穿过壁。
在本发明的意义上,柱体或柱形的几何形状与一般定义的情况一样,它是由两个平行的、平面的、全等的表面(底面和盖面)和护套表面或柱体表面界定的主体,其中,护套表面由平行的直线形成。这意味着柱体是通过使平面表面沿着不在该平面上的直线移位而创建的。柱体的高度和轴线由底面和盖面所在的两个平面之间的距离提供。
如果直线垂直于底面和盖面,则该柱体称为直柱体。根据本发明,内部空间的直柱形几何形状是优选的。因此,在本发明的意义上,直柱体仅是柱形几何形状的特定情况,但也由于所涉及的更简单制造而是优选的。
这里,轴向方向被视为相对于至少部分柱形的中空空间的柱体轴线的方向。
优选地,阀活塞是旋转对称体,其沿着其对称轴线可移动地设置在中空空间中。
优选地可以设想,中空空间由两个封闭的前表面界定。这里,可以设想,杆从中空空间中穿过前表面或前表面中的一个或多个凹部伸出。为此目的,杆可被引导通过工作活塞之一或两个工作活塞。
优选地,可以设想,该差压马达被设计用于一次性使用。为此目的,该差压马达可以基本上由易燃的合成材料组成。
还可以设想,中空空间至少在两个工作活塞的位移区域中以及阀活塞可在其上行进的阀空间中是柱形的。
还可以设想,中空空间具有两个柱形的工作空间,所述两个工作活塞可移动地设置在这两个工作空间中。
优选地可以设想,差压马达可以使用压缩气体和/或真空来驱动。
如果差压马达可以通过真空或负压驱动,则它可被称为真空马达。如果差压马达可以通过压缩气体或过压驱动,则它可被称为压缩气体马达。
根据本发明,还可以设想,工作活塞将中空空间划分为至少三个彼此分开的区域。
结果,使得差压马达的高效操作和高功率成为可能。
另外,可以设想,中空空间具有工作活塞可移动地设置在其中的第一工作空间和第二工作空间,并且具有设置在工作空间之间的阀空间,其中五个完整开口在工作活塞的每个位置设置在阀空间中。
因此,阀活塞在阀空间中的移动成为可能,其中阀活塞在阀空间中的移动不会由于交替的压力条件或工作的进行而受到损害。
优选地,第一工作空间和第二工作空间具有比阀空间大的轮廓。
阀空间优选地由工作活塞的与工作面相背(相反)的侧面和内壁限定,该内壁至少部分地呈柱形并且在某些区域内界定中空空间。
然后将阀活塞设置在阀空间中,优选设置在杆上,并且抵靠杆可移动地设置。
然后,每个工作空间可以以气体可透过的方式连接到五个开口之一,从而可以借助于所述阀控制工作空间中的压力。
优选地,可以设想,阀空间的所有自由区域以气体可透过的方式相互连接。因此,防止了由于气垫在阀空间中的堆积而阻碍阀活塞的移动的情形。为此目的,尤其可以设想,阀活塞的两个前侧面在中空空间中以气体可透过的方式彼此连接。
根据本发明的一个优选的改进方案,可以设想,阀活塞的第一前表面与相邻的工作活塞的后侧面之间的轴向距离小于或等于该工作活塞的工作面与中空空间的第一前表面之间的距离,并且阀活塞的第二前表面与相邻的工作活塞的后侧面之间的轴向距离小于或等于该工作活塞的工作面与中空空间的与第一前表面相对置的第二前表面之间的距离。
因此,确保了工作活塞的行程运动足够到达阀活塞并由此撞击阀活塞,从而驱动阀。
还可以设想,工作活塞和杆相对于工作活塞和/或杆的对称轴线可线性移动地、尤其是可轴向移动地设置在至少部分为柱形的中空空间中。
结果,产生了周期性的线性运动,其可以直接用于医学目的,例如锯切、锉磨、刷拭或泵送。
优选地,还可以设想,所述阀活塞与所述五个开口一起形成2/5路阀,优选为2/5路脉冲阀。
2/5路阀也称为2位5通阀。这种2/5路阀特别好地适于根据本发明的差压马达,并且能够稳定和可靠地控制差压马达中的压力条件。
另外,可以设想,阀控制真空或压缩气体和周围气氛(环境气氛,周围环境大气)对工作活塞的交替撞击。
因此,借助于阀,产生了差压马达的周期性运动。
根据本发明的优选的差压马达的特征还可以在于,工作活塞的工作面彼此背向地对准。
结果,阀活塞在其中移动的空间可以与在其中进行工作活塞上的工作的工作空间在空间上分开,从而可以排除工作空间中的压力条件对阀活塞的运动的直接影响。
优选地,可以进一步设想,阀活塞以轴向可移位的方式设置在杆上。
结果,稳定了阀活塞的支承,进而稳定了阀活塞的运动。
根据本发明的一个优选的改进方案,可以设想,阀活塞是具有三个周向沟槽的护套,所述周向沟槽通过周向桥接部彼此分开,其中,所述沟槽至少与五个开口中的两个轴向相邻开口相对于护套的轴向距离一样宽,使得在护套在中空空间中具有合适的位置的情况下,两个轴向相邻的开口在中空空间中通向护套的同一沟槽中,并且其中优选地,桥接部至少在轴向方向上与通向五个开口中与最外部开口相邻的两个开口的中空空间中的孔洞一样宽。
因此,确保了阀活塞适于在每个位置中控制阀。
此外,可以设想,五个开口中的中央开口连接到真空端口或压缩空气端口,并且两个外部开口向外通向差压马达周围的区域,或者五个开口中的两个外部开口连接到真空端口或压缩空气端口,并且中央开口向外通向差压马达周围的区域。
结果,差压马达适于与负压或真空下联用,或与过压或压缩气体联用。这里,差压马达周围的常压或环境压力始终用作第二压力。
出于相同的目的,可以设想,五个开口中的中央开口连接到真空端口或压缩空气端口,或者五个开口中的两个外部开口连接到真空端口或压缩空气端口。
此外,可以设想,与五个开口中的外部开口相邻的开口连接到第一工作空间,该第一工作空间由两个工作活塞中的第一工作活塞以压力传导的方式界定,而与外部开口相邻的另一开口连接到第二工作空间,该第二工作空间由两个工作活塞中的第二工作活塞以压力传导的方式界定。
因此,五个开口中的相邻开口可以经由阀活塞的表面中的单个宽沟槽彼此连接,并且阀因此可以以简单的方式控制压力条件。
此外,可以设想,当对为此目的而设置的差压马达的真空端口施加真空时,两个工作活塞通过真空作用与周围气氛之间的周期性改变而产生杆的振荡运动,或者当在为此目的而设置的差压马达的压缩气体端口处引入压缩气体时,两个工作活塞通过压缩空气的作用与周围气氛之间的周期性改变而产生杆的振荡运动,其中,在两种情况下,工作活塞都在两侧周期性地撞击阀活塞,从而产生阀活塞的轴向周期性运动,因此阀被切换。
结果,实现了对差压马达的简单且安全的控制。
根据本发明的又一改进方案,可以设想,在阀活塞的第一位置,五个开口中的第一中央开口和五个开口中与第一开口相邻的第二开口经由阀以气体传导方式连接,并且五个开口中与第一开口与第二开口相对置的第三开口和五个开口中在边缘侧与其相邻的第四开口以气体传导方式彼此连接,并且五个开口在其它情况下通过阀在中空空间中以气密方式彼此分开,在阀活塞的第二位置,第一中央开口和第三开口经由阀以气体传导方式彼此连接,第二开口和五个开口中在边缘侧与其相邻的第五开口以气体传导方式彼此连接,并且五个开口在其它情况下通过阀在中空空间中以气密方式彼此分开。
因此,实现了简单的2/5向阀控制,从而能够可靠地控制差压马达。
这里,可以设想,通过两个工作活塞中的第一工作活塞将脉动(脉冲)传递到阀活塞上,可以将阀活塞从阀活塞的第一位置转入阀活塞的第二位置,并且通过两个工作活塞中的第二工作活塞将脉动传递到阀活塞上,可以将阀活塞从阀活塞的第二位置转入阀活塞的第一位置。
因此,实现了阀活塞能够由工作活塞以简单的方式驱动。
此外,这里可以设想,由于施加在第一工作活塞的工作面上的压力,第一工作活塞在阀活塞的第一位置中在阀活塞的方向上加速,并且由于施加在第二工作活塞的工作面上的压力,第二工作活塞在阀活塞的第二位置中在阀活塞的方向上加速。
结果,实现了工作活塞获得将脉动传递到阀活塞上所需的动量。因此,由于其惯性,阀活塞可以容易地转入两个位置,在差压马达的运转期间阀活塞不会在死点位置停顿。
此外,可以设想,由第一工作活塞界定的第一工作空间以气体传导方式连接到第二开口,并且由第二工作活塞界定的第二工作空间以气体传导方式连接到第三开口。
结果,可以经由阀活塞的表面中的共用沟槽来控制工作空间中的压力条件。
在优选的差压马达中,还可以设想,差压马达具有弹簧元件,该弹簧元件被支承在界定中空空间的壳体的前表面的封闭的外侧,并且该弹簧元件连接到杆,使得弹簧元件在没有差压的力作用的情况下将杆最大程度地从中空空间中拉出
结果,实现了最靠近弹簧元件设置的工作活塞在差压马达的零负荷休止位置处位于中空空间的前表面的内侧。
此外,可以设想,两个工作活塞的直径大于10mm,优选大于20mm,非常特别优选大于30mm。
结果,对于通过真空或负压驱动的差压马达,能够实现充分的力传递,从而也能够实现通常的医疗应用。
可以设想,至少一个驱动杆设置在两个工作活塞中的至少一个的外侧面上,其中,所述至少一个驱动杆穿过界定中空空间的壳体的前侧面和/或后侧面从壳体伸出,并且所述至少一个驱动杆被可移动地支承在壳体的前侧面和/或后侧面中的导向件中,其中优选地,连接两个工作活塞的杆被引导通过工作活塞中的至少一个并且在该处形成所述至少一个驱动杆。
结果,工作活塞的运动可以以简单的方式直接使用。优选地,所述至少一个驱动杆是所述杆的与工作活塞连接的延伸部。为此,优选地可以设想,所述杆和所述至少一个驱动杆被设计为单个部件。
这里,可以设想,在所述至少一个驱动杆的前侧面上设置有紧固元件、尤其是螺纹,经由该紧固元件,可以将具有与该紧固元件匹配的对立紧固元件(特别是与螺纹匹配的对立螺纹)的诸如锯、锉或刷的工具固定在所述至少一个驱动杆上。
结果,可以将工具简单地固定在所述至少一个驱动杆上并再次拆卸。
根据一个优选的改进方案,还可以设想,界定中空空间的壳体、两个工作活塞、阀活塞和杆由合成材料、尤其是由热塑性合成材料制成,优选使用注塑成型方法。
结果,差压马达可以在无菌环境中用作卫生的一次性产品。合成材料可以是塑料材料。
此外,可以设想,阀活塞在两个工作活塞之间的连接线的方向上的几何尺寸小于两个工作活塞的距离,其中,优选地,阀活塞在两个工作活塞之间的连接线的方向上的几何尺寸比两个工作活塞之间的距离小不超过50%,特别优选地,比两个工作活塞之间的距离小不超过10%。
结果,确保了阀活塞可在两个工作活塞之间移动,并能受到工作活塞的撞击,以便在阀活塞上产生脉动传递并利用阀活塞的质量惯性来克服阀的死点。
此外,可以设想,差压马达具有起动辅助装置,其防止差压马达在工作介质的供应中断期间停止在当再次将工作介质供应给差压马达时差压马达不再能够自行从其起动的死点处,其中优选地,起动辅助装置将阀活塞转入能够通过工作介质在工作活塞的工作面之间产生差压的位置。
结果,确保了阀活塞不会保持在阻止差压马达重新起动的死点位置。
来自差压马达的力的分离可以经由工作活塞或杆或驱动杆实现。或者,例如当工作活塞或驱动杆中的一者或两者或两个驱动杆有磁性时,也可以经由磁场实现联接。然后,运动磁场可用于驱动经由磁场耦合的驱动部件,进而驱动差压马达外部的工具。此外,还可以激励线圈中的电流。
构成本发明基础的目的还借助于一种外科手术驱动系统来实现,该外科手术驱动系统包括根据本发明的差压马达和阀元件,尤其是可手动操作的阀元件,其中该阀元件设置在一管线中,该管线连接到五个开口中的一个或五个开口中的两个,并且可连接或已连接负压源或压缩气体储器或泵,使得阀元件与负压源、压缩气体储器或泵的连接是可中断的,和/或五个开口中的一个开口或五个开口中的两个开口处的压力是可调节的。
于是,该外科手术驱动系统具有与差压马达相同的优点。
可以设想,驱动系统具有壳体,该壳体具有至少一个气体可透过的通道,该通道使壳体的内部空间与周围气氛连接。
此外,可以设想,在阀与负压源之间设置有无菌过滤器。
可以设想,该外科手术驱动系统具有手柄,通过该手柄可以将其单握持,并且阀元件可以用手柄上的触发器操作。
结果,该外科手术驱动系统适合于用一只手以简单的方式使用。
还可以设想,外科手术驱动系统具有外壳,该外壳包封界定差压马达的中空空间的壳体,并且该外壳具有开口或导向件,杆或驱动杆穿过该开口或导向件从外壳伸出。
构成本发明的基础的目的进一步借助于一种用于对软组织和/或骨组织清创的医用灌洗系统来实现—该医用灌洗系统包括根据本发明的差压马达或根据本发明的外科手术驱动系统,或借助于一种用于刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备来实现—该医疗设备包括根据本发明的差压马达或根据本发明的外科手术驱动系统。
在医疗领域,特别是在OP领域,用差压马达驱动这些系统是有意义的。
构成本发明基础的目的进一步借助于一种用于操作差压马达的方法来实现,其中,第一工作活塞和第二工作活塞经由杆连接并且在中空空间中线性地振荡,其中该方法包括以下步骤:
A)使设置在第一工作活塞与第二工作活塞之间的中空空间中的阀活塞处于第一位置;
B)通过阀活塞在阀活塞的第一位置中提供真空端口与第一工作空间之间的连接以及第二工作空间与差压马达的周围区域之间的连接,其中,第一工作空间由第一工作活塞界定,第二工作空间由第二工作活塞界定;
C)从第一工作空间排出气体,因此使第一工作活塞和第二工作活塞在中空空间中移动;
D)用第二工作活塞撞击阀活塞,使得阀活塞转入第二位置;
E)通过阀活塞在阀活塞的第二位置提供真空端口与第二工作空间之间的连接以及第一工作空间与差压马达的周围区域之间的连接;
F)从第二工作空间中排出气体并使环境空气流入第一工作空间中,因此使第一工作活塞和第二工作活塞在中空空间中反向移动;
G)用第一工作活塞撞击阀活塞,使得阀活塞转入第一位置。
构成本发明基础的目的还借助于一种用于操作差压马达的方法来实现,其中,第一工作活塞和第二工作活塞经由杆连接并且在中空空间中线性地振荡,其中该方法包括以下步骤:
A)使设置在第一工作活塞与第二工作活塞之间的中空空间中的阀活塞处于第一位置;
B)通过阀活塞在阀活塞的第一位置中提供压缩气体端口与第一工作空间之间的连接以及第二工作空间与差压马达的周围区域之间的连接,其中第一工作空间由第一工作活塞界定,第二工作空间由第二工作活塞界定;
C)使第一工作空间中的气体压力升高,因此使第一工作活塞和第二工作活塞在中空空间中移动;
D)用第一工作活塞撞击阀活塞,使得阀活塞转入第二位置;
E)通过阀活塞在阀活塞的第二位置提供压缩气体端口与第二工作空间之间的连接以及第一工作空间与差压马达的周围区域之间的连接;
F)使第二工作空间中的气体压力升高并使压缩气体从第一工作空间中流出,因此使第一工作活塞和第二工作活塞在中空空间中反向移动;
G)用第二工作活塞撞击阀活塞,使得阀活塞转入第一位置。
这里,可以设想,该方法由根据本发明的差压马达或根据本发明的外科手术驱动系统或根据本发明的灌洗系统或根据本发明的用于刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备实施。
此外,可以设想,真空端口或压缩气体端口通过第一中央开口通向阀空间中—阀活塞在所述阀空间中移动,其中,在第一中央开口旁边设置有第二开口,该第二开口将阀空间连接到第一工作空间,在第一中央开口旁边设置有第三开口,该第三开口将阀空间连接到第二工作空间,在第二开口旁边设置有第四外部开口,该第四外部开口将阀空间连接到差压马达的周围区域,并且在第三开口旁边设置有第五外部开口,该第五外部开口将阀空间连接到差压马达的周围区域,其中,在阀活塞中设置有三个连接部,尤其是三个沟槽,使得在阀活塞的第一位置,中央的第一开口以气体可透过的方式连接到第二开口,并且第三开口以气体可透过的方式连接到第五开口,而在阀活塞的第二位置,中央的第一开口以气体可透过的方式连接到第三开口,并且第二开口以气体可透过的方式连接到第四开口,其中优选地,五个开口在其它情况下通过阀活塞彼此分开。
结果,差压马达可以特别简单地并且以特别低的成本构建,并且该方法可以可靠地运行。
此外,可以设想,在步骤G)之后,只要在真空端口处存在真空或负压,或者只要在压缩气体端口处存在过压或引入了压缩气体,就重复步骤B)至G)。
结果,只要有足够的负压或足够的气体压力,该方法就可以保持运行。另外,当然也可以通过例如通过阻挡工作活塞、例如通过对它们的运动提供高阻力来停止差压马达。
优选地,还可以设想,工作活塞的运动用于驱动工具或泵、特别是医疗工具—例如锯、锉或刷,或者用于驱动灌洗系统。
结果,差压马达的工作活塞的运动可供用户使用。
此外,根据本发明提出,通过打开真空端口处的真空管线中的阀元件或压缩气体端口处的压缩气体管线中的阀元件来打开差压马达,并且通过关闭阀元件来关闭差压马达。
以这种方式,可以以简单的方式停止工作活塞的运动以及因此差压马达的运动。
本发明基于令人惊讶的发现,即通过将阀活塞设置在两个工作活塞之间,可以提供一种简单的差压马达,该差压马达可以以低成本由合成材料制成并且同时可靠地运行。这里,阀活塞是阀的一部分,利用该阀可以控制不同压力(第一压力和第二压力)对工作活塞的交替撞击。阀活塞可以被工作活塞驱动,因为它设置在工作活塞之间。为此目的,特别有利的是,从工作活塞传递到阀活塞上的脉冲足够,并且阀活塞的惯性足够,使得阀活塞运行超过死点位置,在该死点位置,没有一个工作活塞受到压缩气体、真空或负压的影响。由于所产生的行程,工作活塞实现了与其相连的工具的有力运动,其可用于OP领域的不同应用。
根据本发明的示例性差压马达包括:
a)作为两个工作活塞的第一工作活塞和第二工作活塞,它们连接到杆,其中,带有杆的工作活塞以可轴向移位的方式设置在至少部分为柱形的中空空间中,
b)以可自由轴向移位的方式设置在杆上的两个工作活塞之间的阀活塞,其中,该阀活塞与中空空间中的开口一起形成2/5路阀,
c)作为中空空间一部分的第一工作空间,第一工作活塞可在其中移动,
c)作为中空空间一部分的第二工作空间,第二工作活塞可在其中移动,
e)其中,2/5路阀连接到真空管线、周围气氛(大气)、第一工作空间和第二工作空间,并且其中
f)在受到真空作用时,两个工作活塞会由于真空作用和周围气氛的周期性变化而使杆产生振荡运动,其中,工作活塞周期性地撞击阀活塞并导致阀活塞的轴向运动,由此切换阀。
根据本发明的又一示例性差压马达包括:
a)由两个封闭的前表面界定的至少部分为柱形的中空空间,
b)以轴向可移动的方式设置在中空空间中的杆,其中,该杆穿过前表面中的沟槽从中空空间中伸出,
c)不可移位地连接到杆的第一工作活塞,
d)由第一工作活塞的前侧面(工作面)、中空空间的柱形内壁和中空空间的前表面界定的第一工作空间,
c)不可移位地连接到杆的第二工作活塞,
d)由第二工作活塞的后侧面(工作面)、中空空间的柱形内壁和中空空间的前表面界定的第二工作空间,
g)阀空间,该阀空间由第一工作活塞的后侧面、第二工作活塞的前侧面和中空空间的至少部分柱形的内壁界定,其中,中空空间在阀空间的区域中具有2/5路阀的五个开口,它们以气体可透过的方式连接到阀空间,
h)阀活塞,该阀活塞在第一工作活塞与第二工作活塞之间的阀空间中以可轴向自由移动的方式设置在杆上,其中该阀活塞具有三个轴向彼此相邻地设置的周向沟槽,使得它们可以与2/5路阀的五个开口相互作用,
i)五个开口中的第一开口,该第一开口连接到以真空方式与2/5路阀连接的真空供应管线或压缩气体管线,
j)五个开口中在中空空间的柱形壁上或在第一前表面中的第二开口,该第二开口连接到2/5路阀和第一工作空间,
k)五个开口中在中空空间的柱形壁上或在第二前表面中的第三开口,该第三开口连接到2/5路阀和第二工作空间,
l)五个开口中在中空空间的柱形壁上的另外两个开口,它们连接到周围气氛和2/5路阀,
m)其中,阀活塞的第一前表面相对于第一工作活塞的后侧面的轴向距离小于或等于第一工作活塞的前侧面相对于中空空间的第一前表面的内侧的距离,并且
n)其中,阀活塞的第二前表面相对于第二工作活塞的前侧面的轴向距离小于或等于第一工作活塞的后侧面相对于中空空间的第二前表面的内侧的距离。
根据本发明的差压马达优选用作用于灌洗系统的驱动器和用于软组织和骨组织的清创的设备。差压马达用作用于刷拭、锉磨和锯切软组织和骨组织的设备的驱动器。此外,差压马达用作用于一次性医疗设备的驱动器。
附图说明
下面将参考十一幅示意图解释本发明的其它示例性实施例,而不由此限制本发明。在附图中:
图1示出了处于静止状态的根据本发明的第一示例性差压马达的示意性轮廓图;
图2示出了施加了真空的根据图1的差压马达的示意性轮廓图;
图3示出了当第二工作活塞撞击在阀活塞上时根据图1和2的差压马达的示意性轮廓图;
图4示出了根据图1至3的差压马达在运行期间的示意性轮廓图,其中阀活塞转入第一位置;
图5示出了根据图1至4的差压马达在运行期间的示意性轮廓图,其中阀活塞转入第二位置;
图6示出了根据本发明的第一外科手术驱动系统的示意性轮廓图,该系统具有带起动辅助装置的根据本发明的第二示例性差压马达;
图7示出了根据本发明的用于刷拭、锉磨或锯软组织和/或骨组织的医疗设备的示意性轮廓图;
图8示出了根据本发明的第三示例性差压马达在施加压缩气体的操作期间的示意性轮廓图;
图9示出了根据本发明的第二外科手术驱动系统的示意性轮廓图,该系统具有带处于初始状态的起动辅助装置的根据本发明的第四示例性差压马达;
图10示出了根据图9的差压马达在运行期间的示意性轮廓图,其中阀活塞转入第一位置;并且
图11示出了根据图9和10的差压马达在运行期间的示意性轮廓图,其中阀活塞转入第二位置。
具体实施方式
图1至5示出根据本发明的第一示例性差压马达的轮廓图,利用这些轮廓图示出了根据本发明的方法的顺序。图6和7示出根据本发明的外科手术驱动系统和具有根据本发明的第二差压马达的根据本发明的医疗设备。然而,根据图1至5的第一示例性差压马达也可以容易地用于根据图6的外科手术驱动系统和根据图7的医疗设备中。图8示出可通过压缩气体驱动的根据本发明的第三示例性差压马达。图9至11示出根据本发明的第二外科手术驱动系统,其具有根据本发明的第四示例性差压马达。
在所有附图中均在左侧示出差压马达、外科手术驱动系统和医疗设备的前侧面,其中除了在前侧面上的线性振荡驱动外,根据图1至6和8至11作用在两侧的差压马达通常也可以被设计成以后侧面驱动工具或泵。
根据本发明的第一示例性差压马达具有第一工作活塞1和第二工作活塞2。第一工作活塞1可具有指向差压马达的前侧面(图1至5中在左侧)方向的工作面3。以相同的方式,第二工作活塞2可具有指向差压马达的后侧面(图1至5中在右侧)方向的工作面4。因此,两个工作活塞1、2上的工作可以在相应的相对两侧进行,从而可以在两侧都驱动压缩气体马达。第一工作活塞1和第二工作活塞2可以经由杆5彼此牢固地连接。杆5可以保持两个工作活塞1、2彼此分开固定的距离。此外,工作活塞1、2相当于彼此的对准可以通过杆5固定。
在两个工作活塞1、2之间,可以围绕杆5设置护套形的阀活塞6,该阀活塞被(相对于杆5)轴向可移动地支承在杆5上。阀活塞6的轴向延伸可以小于由杆5决定的两个工作活塞1、2之间的距离。结果,阀活塞6可以在两个工作活塞1、2之间移动。根据本发明,优选地可以设想,相对于决定两个工作活塞1、2之间的距离的杆5在这两个工作活塞1、2之间的长度,阀活塞6小于两个工作活塞1、2之间的距离。结果,可以借助于推力在两个工作活塞1、2的背离工作面3、4的两个侧面之间将脉动传递到阀活塞6上,并且可以使用阀活塞6的质量惯性来推动阀活塞6超出由阀活塞6构成的阀的死点。
工作活塞1、2,杆5和阀活塞6可以位于部分柱形的中空空间中。第一工作活塞1可以设置在第一柱形工作空间7中。第二工作活塞2可以设置在第二柱形工作空间8中。阀活塞6可以设置在柱形阀空间9中。第一柱形工作空间7和第二柱形工作空间8的直径可以大于设置在它们之间的阀空间9。工作活塞1、2可沿轴向方向移动地设置在工作空间7、8中。工作活塞1、2可以在背对相应工作面3、4的一侧上具有直径较小的突起,该突起延伸到阀空间9中。结果,工作活塞1、2可以用它们在阀空间9中的突起撞击到阀活塞6上。在工作面3、4的区域中,工作活塞1、2可以具有与相应的工作空间7、8的内径匹配的外径。优选地,工作活塞以气密或压力紧密的方式密封相应的工作空间7、8。为此目的,可以在工作活塞1、2的外周上设置周向活塞环(参见图1至5)或其它密封件。
阀活塞6在外部可以具有柱形形状,该柱形形状与柱形的阀空间9匹配。在其面向工作活塞1、2的两端的外周上,阀活塞6可以各自具有一个周向活塞环(参见图1至5)或其它密封环。在阀活塞6的内部,可以设置有可透气的通路,该通路将阀活塞6的面向工作活塞1、2的两个侧面以气体可透过的方式彼此连接。
两个工作空间7、8和阀空间9共同形成部分柱形的中空空间,工作活塞1、2以及杆5和阀活塞6可移动地设置在中空空间中。该中空空间可由合成材料制成的中空主体形成。该中空空间可由中空空间的壁10界定。
在阀活塞6的在其它情况下为柱形的外周中,可以设置有三个周向旋转对称的沟槽12、14、16。这些沟槽12、14、16以及围绕它们的壁10可以形成彼此分开的三个环形中空空间。这些中空空间可以用于切换由阀活塞6形成的阀。为了形成这种阀,可以在阀空间9的区域中在壁10中设置五个完整开口18、20、22、24、26。这五个完整开口18、20、22、24、26可以在轴向上(相对于柱形阀空间9)彼此相邻地设置。第一中央开口18可以通向真空端口28中。软管形式的真空管线30可以连接到真空端口28。真空管线30可将真空端口28且因此将第一开口18连接到真空源或负压源。可沿轴向设置在第一开口18旁边的第二开口20可以经由管线32以气体可透过的方式连接到第二工作空间8。可沿轴向设置在第一开口18旁边但与第二开口20相背的第三开口22可以经由管线34以气体可透过的方式连接到第一工作空间7。第四外部开口24可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。第五外部开口26可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。
彼此轴向相邻的完整开口18、20、22、24、26与壁10和可在阀空间9内轴向移动并贴靠壁10密封的阀活塞6以及沟槽12、14、16一起可形成用以控制差压马达的阀。阀活塞6的运动在此可以通过工作活塞1、2开始,该工作活塞1、2从两侧撞击阀活塞6并且因此可以激发振荡。沟槽12、14、16可以优选地如此宽,使得在任何情况下,两个相邻的开口18、20、22、24、26同时通向沟槽12、14、16之一。结果,取决于阀活塞6的位置,两个开口18、20、22、24、26总是可以以气体可透过的方式相互连接。然而,沟槽12、14、16优选在轴向方向没有宽到使三个开口18、20、22、24、26可以通向同一沟槽12、14、16中。此外,优选地,沟槽12、14、16之间的壁在轴向方向上可以足够宽,以使其至少可以仅仅覆盖第二开口20和第三开口22,从而排除了第二开口20或第三开口22可以同时通向沟槽12、14、16中的两个沟槽并因此导致差压马达“短路”的可能性。为此,同样重要的是,阀活塞6特别是由于其惯性而自动移过第二开口20或第三开口22封闭且不通向任何沟槽12、14、16中的点。因此,避开了差压马达的死点位置。
在阀活塞6的第一位置(参见图4),第一中央开口18和相邻的第二开口20可以经由中央沟槽14以气体传导的方式互相连接,第三开口22和边缘侧上相邻的第四开口24可以经由后沟槽16以气体传导的方式互相连接,并且五个开口18、20、22、24、26在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。在阀活塞6的第二位置(参见图5),第一中央开口18和第三开口22可以经由中央沟槽14以气体传导的方式互相连接,第二开口20和边缘侧上相邻的第五开口26可以经由前沟槽12以气体传导的方式互相连接,并且五个开口18、20、22、24、26在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。阀活塞6可以由工作活塞1、2从第一位置转入第二位置。当真空47作用在真空端口28上时,第二工作空间8可以在阀活塞6的第一位置被抽空。同时,第一工作空间7可以经由第三开口22、第四开口24和后沟槽16以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入或存在于第一工作空间7中。由于该压力差,第一工作活塞1可以被向后推,或者第二工作活塞2可以被向后拉(在图1-5中向右)。当经由杆5连接到第二工作活塞2的第一工作活塞1被向后拉时,它撞击阀活塞6。结果,阀活塞6可以从第一位置被推出并转入第二位置。在阀活塞6的该第二位置(参见图5)中,第一工作空间7可以被抽空,同时其与周围区域分开。同时,第二工作空间8可以经由第二开口20、第五开口26和前沟槽12以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入第二工作空间8中,因此,第二工作活塞2被向前推或第一工作活塞1被向前拉(在图1-5中向左)。结果,可以产生工作活塞1、2和阀活塞6的周期性线性运动或振荡。该运动通过作为第一压力的真空或负压和作为第二压力的周围空气压力驱动。或者,真空端口28也可以敞开,并且压力高于周围空气压力的压缩气体源可以连接到第四开口24和第五开口26。功能原理保持不变。为了实现差压马达的足够的动力,必须确保第一压力与第二压力之间的足够的压差。另外,还可以通过扩大工作面3、4来实现差压马达的功率(能量)增大。
当差压马达处于静止状态时(参见图1),可以将真空47施加到真空端口28(参见图2)。这里,第一工作空间7可以被抽空,而第二工作空间8则向外开放。由于第一工作空间7和第二工作空间8之间的压差,工作活塞1、2可以由杆5向前驱动,直到第二工作活塞2撞击阀空间9中的阀活塞6(参见图3)。这里,第二工作活塞2可以向前撞击阀活塞6,从而使差压马达运动。
工作活塞1、2可以经由螺栓36连接到杆5。结果,差压马达的组装变得更容易。杆5可以延伸穿过两个工作活塞1、2。结果,第一驱动杆38在第一工作活塞1的前侧面伸出,并且第二驱动杆40在第二工作活塞2的后侧面伸出,这能够驱动工具或泵(图1至5中未示出)。为此,可以分别在驱动杆38、40的端部上设置一个紧固元件42。紧固元件42可以采取方孔或螺孔的形式,其可以连接至工具上匹配的配对紧固元件。
第一工作空间7可以在其前侧面上被合成材料制成的封闭件43封闭,该封闭件形成第一工作空间7的前表面。第一驱动杆38可以被引导穿过封闭件43。封闭件43可以利用密封环贴靠在第一驱动杆38上密封,第一驱动杆38可以穿过该密封件滑动。第二工作空间8可以在其前侧面上被合成材料制成的封闭件44封闭,该封闭件形成第二工作空间8的前表面。第二驱动杆40可以被引导穿过封闭件44。封闭件44可以利用密封环贴靠在第二驱动杆40上密封,第二驱动杆40可以穿过该密封件滑动。
差压马达可以进一步具有由合成材料制成的外壳45,该外壳45包围壁10。可以利用螺钉46将封闭件43、44拧到外壳45上,其中可分别设置一个密封环以在封闭件43、44与外壳45之间进行密封。可以设想,利用密封件将开口18、20、22、24、26相对于外壳45密封。外壳45还可以形成真空端口28,优选还用于形成用于将第二开口20用管线32连接到第二工作空间8并将第三开口22用管线34连接到第一工作空间7的端口。
图6和图7示出了根据本发明的第一外科手术驱动系统和根据本发明的医疗设备,该医疗设备具有根据本发明的第二差压马达,其中,与根据图1至5的根据第一示例性实施例的差压马达相比,根据第二示例性实施例的差压马达可以具有呈张紧的弹簧元件91形式的起动辅助装置,该辅助装置确保差压马达的无故障启动。
根据本发明的第二示例性差压马达具有第一工作活塞51和第二工作活塞52。第一工作活塞51可具有指向差压马达的前侧(图6和7中在左侧)方向的工作面53。以相同的方式,第二工作活塞52可具有指向差压马达的后侧(图6和7中在右侧)方向的工作面54。因此,两个工作活塞51、52上的工作可以在相应的相对两侧进行,从而可以在两侧驱动压缩气体马达。第一工作活塞51和第二工作活塞52可以经由杆55彼此牢固地连接。杆55可以保持两个工作活塞51、52彼此分开固定的距离。此外,工作活塞51、52的彼此的对准可以通过杆55固定。
在两个工作活塞51、52之间,可以围绕杆55设置护套形的阀活塞56,该阀活塞被(相对于杆55)轴向可移动地支承在杆55上。阀活塞56的轴向延伸可以小于由杆55决定的两个工作活塞51、52之间的距离。结果,阀活塞56可以在两个工作活塞51、52之间移动。根据本发明,优选地可以设想,相对于决定两个工作活塞51、52之间的距离的杆55在两个工作活塞51、52之间的长度,阀活塞56小于两个工作活塞51、52之间的距离。结果,可以借助于推力在两个工作活塞51、52的背离工作面53、54的侧面之间将脉动传递到阀活塞56上,并且可以使用阀活塞56的质量惯性来推动阀活塞56超出由阀活塞56构成的阀的死点。
工作活塞51、52,杆55和阀活塞56可以位于部分柱形的中空空间中。第一工作活塞51可以设置在第一柱形工作空间57中。第二工作活塞52可以设置在第二柱形工作空间58中。阀活塞56可以设置在柱形阀空间59中。第一柱形工作空间57和第二柱形工作空间58的直径可以大于设置在它们之间的阀空间59。工作活塞51、52可沿轴向方向移动地设置在工作空间57、58中。工作活塞51、52可以在背对相应工作表面53、54的一侧上具有直径较小的突起,该突起延伸到阀空间59中。结果,工作活塞51、52可以用它们在阀空间59中的突起撞击到阀活塞56上。在工作表面53、54的区域中,工作活塞51、52可以具有与相应的工作空间57、58的内径匹配的外径。优选地,工作活塞以气密或压力紧密的方式密封相应的工作空间57、58。为此目的,可以在工作活塞51、52的外周上设置周向活塞环(参见图6和7)或其它密封件。
阀活塞56在外部可以具有柱形形状,该柱形形状与柱形的阀空间59匹配。在其面向工作活塞51、52的两端的外周上,阀活塞56可以各自具有一个周向活塞环(参见图6和7)或其它密封环。在阀活塞56的内部,可以设置有气体可透过的通路,该通路将阀活塞56的面向工作活塞51、52的两个侧面以气体可透过的方式彼此连接。
两个工作空间57、58和阀空间59共同形成部分柱形的中空空间,工作活塞51、52以及杆55和阀活塞56可移动地设置在该中空空间中。该中空空间可以通过由合成材料制成的中空主体形成。该中空空间可以由中空空间的壁60界定。
在阀活塞56的在其它情况下为柱形的外周中,可以设置有三个周向旋转对称的沟槽62、64、66。这些沟槽62、64、66以及围绕它们的壁60可以形成彼此分开的三个环形中空空间。这些中空空间可以用于切换由阀活塞56形成的阀。为了形成这种阀,可以在阀空间59的区域中在壁60中设置五个完整开口68、70、72、74、76。这五个完整开口68、70、72、74、76可以在轴向上(相对于柱形阀空间59)彼此相邻地设置。第一中心开口68可以通向真空端口78中。软管形式的真空管线80可以连接到真空端口78。真空管线80可将真空端口78且因此将第一开口68连接到真空源或负压源。可以沿轴向布置在第一开口68旁边的第二开口70可以经由管线82以气体可透过的方式连接到第二工作空间58。可以沿轴向设置在第一开口68旁边但与第二开口70相对的第三开口72可以经由管线84以气体可透过的方式连接到第一工作空间57。第四外部开口74可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。第五外部开口76可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。
彼此轴向相邻的完整开口68、70、72、74、76与壁60和可在阀空间59内轴向移动并贴靠壁60密封的阀活塞56一起以及沟槽62、64、66可形成用以控制差压马达的阀。阀活塞56的运动在此可以通过工作活塞51、52开始,该工作活塞从两侧撞击阀活塞56并且因此可以激发振荡。沟槽62、64、66可以优选地如此宽,使得在任何情况下,两个相邻的开口68、70、72、74、76同时通向沟槽62、64、66之一。结果,取决于阀活塞56的位置,两个开口68、70、72、74、76总是可以以气体可透过的方式相互连接。然而,沟槽62、64、66优选在轴向方向上没有宽到使三个开口68、70、72、74、76可以通向同一沟槽62、64、66中。此外,优选地,沟槽62、64、66之间的壁在轴向方向上可以足够宽,以使其至少可以仅仅覆盖第二开口70和第三开口72,从而排除了第二开口70或第三开口72可以同时通向沟槽62、64、66中的两个沟槽并因此导致差压马达“短路”的可能性。为此,同样重要的是,阀活塞56特别是由于其惯性而自动移过其中第二开口70或第三开口72封闭且不通向任何沟槽62、64、66的点。因此,避开了差压马达的死点位置。
在阀活塞56的第一位置,第一中央开口68和相邻的第二开口70可以经由中央沟槽64以气体传导的方式互相连接,第三开口72和边缘侧上相邻的第四开口74可以经由后沟槽66以气体传导的方式互相连接,并且五个开口68、70、72、74、76在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。在阀活塞56的第二位置(参见图6和7),第一中央开口68和第三开口72可以经由中央沟槽64以气体传导的方式互相连接,第二开口70和边缘侧上相邻的第五开口76可以经由前沟槽62以气体传导的方式互相连接,并且五个开口68、70、72、74、76在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。阀活塞56可以由工作活塞51、52从第一位置转入第二位置。当真空作用在真空端口78上时,第二工作空间58可以在阀活塞56的第一位置被抽空。同时,第一工作空间57可以经由第三开口72、第四开口74和后沟槽66以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入或存在于第一工作空间57中。由于该压力差,第一工作活塞51可以被向后推,或者第二工作活塞52可以被向后拉(在图6和7中向右)。当经由杆55连接到第二工作活塞52的第一工作活塞51被向后拉时,它撞击阀活塞56。结果,阀活塞56可以从第一位置被推出并转入第二位置。在阀活塞56的该第二位置(参见图6和7)中,第一工作空间57可以被抽空,同时其与周围区域分开。同时,第二工作空间58可以经由第二开口70、第五开口76和前沟槽62以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入第二工作空间58中,因此,第二工作活塞52被向前推或第一工作活塞51被向前拉(在图6和7中向左)。结果,可以产生工作活塞51、52和阀活塞56的周期性线性运动或振荡。该运动由作为第一压力的真空或负压和作为第二压力的周围气压驱动。或者,真空端口78也可以敞开,并且压力高于周围空气压力的压缩气体源可以连接到第四开口74和第五开口76。功能原理保持不变。为了实现差压马达的足够的动力,必须确保第一压力与第二压力之间的足够的压差。另外,还可以通过扩大工作面53、54来实现差压马达的功率增大。
当差压马达静止时,可以作为压缩弹簧设置在界定第二工作空间58的后侧面并由合成材料制成的封闭件94与杆55上突出的环形盘之间的弹簧元件91可将杆55和工作活塞51、52向后拉。结果,阀活塞56也自动进入第二位置。因此防止了差压马达在死点处停止并且不能重新起动。
工作活塞51、52可以经由螺栓86连接到杆55。为了能够毫无问题地安装用于第一工作活塞51的螺栓86,设置了一通路,该通路在安装之后可以用两个塞子61封闭。结果,差压马达的组装变得更容易。杆55可以延伸穿过两个工作活塞51、52。结果,第一驱动杆88在第一工作活塞51的前侧面上突出。还可以设想第二驱动杆90在第二工作活塞52的后侧面上突出(参见图6)。然而,也可以省去第二驱动杆90(参见图7)。驱动杆88、90可用于驱动诸如锯102(参见图7)或泵的工具。为此,可以分别在驱动杆88、90的端部上设置一个紧固元件92。该紧固元件92可以采取方孔或螺孔的形式,其可以连接至工具上匹配的配对紧固元件。
第一工作空间53可以在其前侧面上被合成材料制成的封闭件93封闭,该封闭件形成第一工作空间57的前表面。第一驱动杆88可以被引导穿过封闭件93。该封闭件93可以利用密封环贴靠在第一驱动杆88上,第一驱动杆88可以穿过该密封件滑动。第二工作空间58可以在其前侧面上被封闭件94封闭,封闭件94形成第二工作空间58的前表面。第二驱动杆90可以被引导穿过封闭件94。封闭件94可以利用密封环贴靠在第二驱动杆90上密封,第二驱动杆90可以穿过该密封件滑动。
差压马达可进一步具有由合成材料制成的外壳95,该外壳95包围壁60。可以利用螺钉96将封闭件93、94拧到外壳95上,其中可分别设置一个密封环以在封闭件93、94与外壳95之间进行密封。可以设想,利用密封件将开口68、70、72、74、76相对于外壳95密封。外壳95还可形成真空端口78,优选地还用于形成用于将第二开口70用管线82连接到第二工作空间58并将第三开口72用管线84连接到第一工作空间57的端口。
在根据图6的外科手术驱动系统的真空管线80或根据图7的医疗设备中,可以设置可手动操作的阀元件81,利用该阀元件81可以中断真空端口78与真空源或负压之间的连接。阀元件81可以具有阀体97,该阀体以可线性移位的方式被支承在阀壳体98中。阀壳体98中的弹簧99可以将阀体97压入关闭位置。触发器100可以用于将阀体97克服弹簧99压入打开位置,从而可以起动差压马达。
根据图7的用于刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备还可以另外具有由合成材料制成的壳体104,在壳体104中设置有差压马达和阀元件81。壳体104可以在其下侧(图7中的下方)形成为手柄106。然后可以通过手柄106将该设备保持在一只手中,而触发器100可以用同一只手操作。
图8示出了根据本发明的第三示例性差压马达在施加压缩气体197的操作期间的示意性轮廓图。用压缩气体驱动的差压马达197可用于构造外科手术驱动系统,继而利用该外科手术驱动系统以与根据图7的示例性实施例相同的方式构建医疗设备。为此,仅需将一个阀(以与图6和7所示但在图8中未示出的阀元件81相同的方式)安装在压缩气体管线180中,经由该压缩气体管线180将压缩气体197作为驱动流体供应到差压马达中。根据图8的差压马达没有起动辅助装置,但是可以容易地设计成具有这种辅助装置。
根据本发明的第三示例性差压马达具有第一工作活塞151和第二工作活塞152。第一工作活塞151可具有指向差压马达的前侧方向(图8中在左侧)的工作表面153。以相同的方式,第二工作活塞152可具有指向差压马达的后侧方向(图8中在右侧)的工作表面154。因此,两个工作活塞151、152上的工作可以在相应的相对两侧进行,从而可以在两侧驱动压缩气体马达。第一工作活塞151和第二工作活塞152可以经由杆155彼此牢固地连接。杆155可以保持两个工作活塞151、152彼此分开固定的距离。此外,工作活塞151、152的相互对准可以通过杆155固定。
在两个工作活塞151、152之间,可以在围绕杆155设置护套形的阀活塞156,该阀活塞被(相对于杆155)轴向可移动地支承在杆155上。阀活塞156的轴向延伸可以小于由杆155决定的两个工作活塞151、152之间的距离。结果,阀活塞156可以在两个工作活塞151、152之间移动。根据本发明,优选地可以设想,相对于决定两个工作活塞151、152之间的距离的杆155在两个工作活塞151、152之间的长度,阀活塞156小于两个工作活塞151、152之间的距离。结果,可以借助于推力在两个工作活塞151、152的背离工作面153、154的两个侧面之间将脉动传递到阀活塞156上,并且可以使用阀活塞156的质量惯性来推动阀活塞156超出由阀活塞156构成的阀的死点。
工作活塞151、152,杆155和阀活塞156可以位于部分柱形的中空空间中。第一工作活塞151可以设置在第一柱形工作空间157中。第二工作活塞152可以设置在第二柱形工作空间158中。阀活塞156可以设置在柱形阀空间159中。第一柱形工作空间157和第二柱形工作空间158的直径可以大于设置在它们之间的阀空间159。工作活塞151、152可沿轴向方向移动地设置在工作空间157、158中。工作活塞151、152可以在与相应的工作表面153、154相对的一侧上具有直径较小的突起,该突起延伸到阀空间159中。结果,工作活塞151、152可以用它们在阀空间159中的突起撞击到阀活塞156上。在工作表面153、154的区域中,工作活塞151、152可以具有与相应的工作空间157、158的内径匹配的外径。优选地,工作活塞以气密或压力紧密的方式密封相应的工作空间157、158。为此,可以在工作活塞151、152的外周上设置周向活塞环(参加图8)或其它密封件。
阀活塞156在外部可以具有柱形的形状,该柱形形状与柱形的阀空间159匹配。在其面向工作活塞151、152的两端的外周上,阀活塞156可以各自具有一个周向活塞环(参见图8)或其它密封环。在阀活塞156的内部,可以设置有可透气的通路,该通路将阀活塞156的面向工作活塞151、152的两个侧面以气体可透过的方式彼此连接。
两个工作空间157、158和阀空间159共同形成部分柱形的中空空间,工作活塞151、152以及杆155和阀活塞156可移动地设置在该中空空间中。该中空空间可以通过由合成材料制成的中空主体形成。该中空空间可以由中空空间的壁160界定。
在阀活塞156的在其它情况下为柱形的外周中,可以设置有三个周向旋转对称的沟槽162、164、166。这些沟槽162、164、166以及围绕它们的壁160可以形成彼此分开的三个环形中空空间。这些中空空间可以用于切换由阀活塞156形成的阀。为了形成这种阀,可以在阀空间159的区域中在壁160中设置五个完整开口168、170、172、174、176。这五个完整开口168、170、172、174、176可以在轴向上(相对于柱形阀空间159)彼此相邻地设置。第一中心开口168可以通向压缩气体端口178中。软管形式的压缩气体管线180可以连接到压缩气体端口178。压缩气体管线180可以将压缩气体端口178并进而将第一开口168连接到压缩气体源。可以沿轴向布置在第一开口168旁边的第二开口170可以经由管线184以气体可透过的方式连接到第一工作空间157。可以沿轴向设置在第一开口168旁边但与第二开口170相背的第三开口172可以经由管线182以气体可透过的方式连接到第二工作空间158。因此,在用压缩气体驱动的根据本发明的第三差压马达中,与第一和第二示例性实施例相比,第二开口170和第三开口172与工作空间157、158的连接被交换。第四外部开口174可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。第五外部开口176可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。因此,在本第三示例性实施例中,代替使用真空或负压与环境空气之间的差压,使用压缩气体197与环境空气之间的差压。
彼此轴向相邻的完整开口168、170、172、174、176与壁160和可在阀空间159内轴向移动并贴靠壁160密封的阀活塞156以及沟槽162、164、166一起可形成用以控制差压马达的阀。阀活塞156的运动在此可以通过工作活塞151、152开始,该工作活塞从两侧撞击阀活塞156并且因此可以激发振荡。沟槽162、164、166可以优选地如此宽,使得在任何情况下,两个相邻的开口168、170、172、174、176同时通向沟槽162、164、166之一。结果,取决于阀活塞156的位置,两个开口168、170、172、174、176总是可以以气体可透过的方式相互连接。然而,沟槽162、164、166优选在轴向方向上没有宽到使三个开口168、170、172、174、176可以通向同一沟槽162、164、166中。此外,优选地,沟槽162、164、166之间的壁在轴向方向上可以足够宽,以使其至少可以仅仅覆盖第二开口170和第三开口172,从而排除了第二开口170或第三开口172可以同时通向沟槽162、164、166中的两个沟槽并因此导致差压马达“短路”的可能性。为此,同样重要的是,阀活塞156特别是由于其惯性而自动移过其中第二开口170或第三开口172封闭且不通向任何沟槽162、164、166的点。因此,避开了差压马达的死点位置。
在阀活塞156的第一位置,第一中央开口168和相邻的第二开口170可以经由中央沟槽164以气体传导的方式互相连接,第三开口172和边缘侧上相邻的第四开口174可以经由后沟槽166以气体传导的方式互相连接,并且五个开口168、170、172、174、176在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开(非图8所示的位置)。在图8所示的阀活塞156的第二位置,第一中央开口168和第三开口172可以经由中央沟槽164以气体传导的方式互相连接,第二开口170和边缘侧上相邻的第五开口176可以经由前沟槽162以气体传导的方式互相连接,并且五个开口168、170、172、174、176在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。阀活塞156可以由工作活塞151、152从第一位置转入第二位置。当压缩气体197作用在压缩气体端口178上时,第一工作空间157可以在阀活塞156的第一位置被充填压缩气体197。同时,第二工作空间158可以经由第三开口172、第四开口174和后沟槽166以气体可透过的方式连接到周围区域,使得容纳在第二工作空间158中的压缩气体197从第二工作空间158中流出并吹入周围区域。由于该压力差,第一工作活塞151可以被向后推,或者第二工作活塞152可以被向后拉(在图8中向右)。当经由杆155连接到第二工作活塞152的第一工作活塞151被向后拉时,它撞击阀活塞156。结果,阀活塞156可以从第一位置被推出并转入第二位置。在阀活塞156的该第二位置(参见图8)中,压缩气体197可被引入第二工作空间158,同时其与周围区域分开。同时,第一工作空间7可以经由第二开口170、第五开口176和前沟槽162以气体可透过的方式连接到周围区域,使得第一工作空间157中存在的压缩气体197从第二工作空间157中流出,因此,第二工作活塞152被向前推或第一工作活塞151被向前拉(在图8中向左)。结果,可以产生工作活塞151、152和阀活塞156的周期性线性运动或振荡。该运动由压缩气体197所提供的第一压力和作为第二压力的周围空气压力驱动。或者,压缩气体端口178也可以敞开,并且压力低于周围空气压力的真空源或负压源可以连接到第四开口174和第五开口176。功能原理保持不变。为了实现差压马达的足够的动力,必须确保第一压力与第二压力之间的足够的压差。另外,还可以通过扩大工作面153、154来实现差压马达的功率增大。
当差压马达静止时,可以作为压缩弹簧设置在界定第二工作空间158的后侧面并由合成材料制成的封闭件194与杆155上突出的环形盘(未示出)之间的弹簧(图8中未示出)可将杆155和工作活塞151、152向后拉。结果,阀活塞156也自动进入第二位置。因此防止了差压马达在死点处停止并且不能重新起动。
工作活塞151、152可以经由螺栓186连接到杆155。结果,差压马达的组装变得更容易。杆155可以延伸穿过两个工作活塞151、152。结果,第一驱动杆188在第一工作活塞151的前侧面上突出。还可以设想第二驱动杆190在第二工作活塞152的后侧面上突出。然而,理论上,当仅需要单个驱动器时,可以省去第二驱动杆190。驱动杆188、190可用于驱动诸如锯、锉、刷或泵的工具。为此,一个紧固元件192可以分别设置在驱动杆188、190的端部上。紧固元件192可以采取方孔或螺孔的形式,其可以连接至工具上匹配的配对紧固元件。
第一工作空间153可以在其前侧面上被合成材料制成的封闭件193封闭,该封闭件形成第一工作空间157的前表面。第一驱动杆188可以被引导穿过封闭件193。封闭件193可以利用密封环贴靠在第一驱动杆188上,第一驱动杆188可以滑动穿过该密封件。第二工作空间158可以在其前侧面上被封闭件194封闭,封闭件194形成第二工作空间158的后表面。第二驱动杆190可以被引导穿过封闭件194。封闭件194可以利用密封环贴靠在第二驱动杆190上密封,第二驱动杆190可以滑动穿过该密封件。
差压马达可以进一步具有由合成材料制成的外壳195,该外壳195包围壁160。可以利用螺钉196将封闭件193、194拧到外壳195上,其中可以分别设置一个密封环以在封闭件193、194与外壳195之间进行密封。可以设想,利用密封件将开口168、170、172、174、176相对于外壳195密封。外壳195也可以形成压缩气体端口178,并且优选地还用于形成用于将第二开口170与管线184连接到第一工作空间157以及将第三开口172与管线182连接到第二工作空间158的端口。
在根据图8的差压马达的压缩气体管线180中,可以设置可手动操作的阀元件(未示出),利用该阀元件可以中断压缩气体端口178与压缩气体源之间的连接。
图9至11示出了根据本发明的第二外科手术驱动系统,它具有根据本发明的第四示例性差压马达,其中,与根据图1至5的根据第一示例性实施例的差压马达相比,根据第四示例性实施例的差压马达可以具有形式为与真空源或负压源适当连接的起动辅助装置,该辅助装置确保差压马达的无故障启动。
根据本发明的第四示例性差压马达具有第一工作活塞251和第二工作活塞252。第一工作活塞251可具有指向差压马达的前侧面方向的工作表面253(图9至11中在左侧)。以相同的方式,第二工作活塞252可具有指向差压马达的后侧面方向的工作表面254(图9至11中在右侧)。因此,两个工作活塞251、252上的工作可以在相应的相对两侧进行,从而可以在两侧驱动压缩气体马达。第一工作活塞251和第二工作活塞252可以经由杆255彼此牢固地连接。杆255可以保持两个工作活塞251、252彼此分开固定的距离。此外,工作活塞251、252彼此的对准可以通过杆255固定。
在两个工作活塞251、252之间,可以在杆255周围设置护套形的阀活塞256,该阀活塞被轴向可移动地支承在杆255上(相对于杆255)。阀活塞256的轴向延伸部可以小于由杆255决定的两个工作活塞251、252之间的距离。结果,阀活塞256可以在两个工作活塞251、252之间移动。根据本发明,优选地可以设想,阀活塞256相对于决定两个工作活塞251、252之间的距离的杆255在两个工作活塞251、252之间的长度小于两个工作活塞251、252之间的距离。结果,可以借助于推力在两个工作活塞251、252的背离工作面253、254的两个侧面之间将脉动传递到阀活塞256上,并且可以使用阀活塞256的质量惯性来推动阀活塞256超出由阀活塞256构成的阀的死点。
工作活塞251、252,杆255和阀活塞256可以位于部分柱形的中空空间中。第一工作活塞251可以设置在第一柱形工作空间257中。第二工作活塞252可以设置在第二柱形工作空间258中。阀活塞256可以设置在柱形阀空间259中。第一柱形工作空间257和第二柱形工作空间258的直径可以大于设置在它们之间的阀空间259。工作活塞251、252可沿轴向方向可移动地设置在工作空间257、258中。工作活塞251、252可以在与相应的工作表面253、254相对的一侧上具有直径较小的突起,该突起延伸到阀空间259中。结果,工作活塞251、252可以用它们在阀空间259中的突起撞击到阀活塞256上。在工作表面253、254的区域中,工作活塞251、252可以具有与相应的工作空间257、258的内径匹配的外径。优选地,工作活塞以气密或压力紧密的方式密封相应的工作空间257、258。为此目的,可以在工作活塞251、252的外周上设置周向活塞环(参见图9至11)或其它密封件。
阀活塞256在外部可以具有柱形的形状,该柱形形状与柱形的阀空间259匹配。在其面向工作活塞251、252的两端的外周上,阀活塞256可以各自具有一个周向活塞环(参见图9至11)或另一密封环。在阀活塞256的内部,可以设置有可透气的通路,该通路将阀活塞256的面向工作活塞251、252的两个侧面以气体可透过的方式彼此连接。
两个工作空间257、258和阀空间259共同形成部分柱形的中空空间,工作活塞251、252以及杆255和阀活塞256可移动地设置在该中空空间中。该中空空间可以由合成材料制成的中空主体形成。中空空间可以由中空空间的壁260界定。
在阀活塞256的在其它情况下为柱形的外周中,可以设置有三个周向旋转对称的沟槽262、264、266。这些沟槽262、264、266以及围绕它们的壁260可以形成彼此分开的三个环形中空空间。这些中空空间可以用于切换由阀活塞256形成的阀。为了形成这种阀,可以在阀空间259的区域中在壁260中设置五个完整开口268、270、272、274、276。这五个完整开口268、270、272、274、276可以在轴向上(相对于柱形阀空间259)彼此相邻地设置。第一中心开口268可以通向真空端口278中。软管形式的真空管线280可以连接到真空端口278。真空管线280可将真空端口278且因此将第一开口268连接到真空源或负压源。可以沿轴向布置在第一开口268旁边的第二开口270可以经由管线282以气体可透过的方式连接到第二工作空间258。可以沿轴向设置在第一开口268旁边但与第二开口270相背的第三开口272可以经由管线284以气体可透过的方式连接到第一工作空间257。第四外部开口274可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。第五外部开口276可以以气体可透过的方式连接到差压马达周围的区域。
彼此轴向相邻的完整开口268、270、272、274、276与壁260和可在阀空间259内轴向移动并贴靠壁260密封的阀活塞256以及沟槽262、264、266一起可以形成用以控制差压马达的阀。阀活塞256的运动在此可以通过工作活塞251、252开始,该工作活塞251、252从两侧撞击阀活塞256并且因此可以激发振荡。沟槽262、264、266可以优选地如此宽,使得在任何情况下,两个相邻的开口268、270、272、274、276同时通向沟槽262、264、266之一。结果,取决于阀活塞256的位置,两个开口268、270、272、274、276总是可以以气体可透过的方式相互连接。然而,沟槽262、264、266优选在轴向方向上没有宽到使三个开口268、270、272、274、276可以通向同一沟槽262、264、266中。此外,优选地,沟槽262、264、266之间的壁在轴向方向上可以足够宽,以使其至少可以仅仅覆盖第二开口270和第三开口272,从而排除了第二开口270或第三开口272可以同时通向沟槽262、264、266中的两个沟槽并因此导致差压马达“短路”的可能性。为此,同样重要的是,阀活塞256特别是由于其惯性而自动移过其中第二开口270或第三开口272封闭且不通向任何沟槽262、264、266的点。因此,避开了差压马达的死点位置。
在阀活塞256的第一位置,第一中央开口268和相邻的第二开口270可以经由中央沟槽264以气体传导的方式互相连接,第三开口272和边缘侧上相邻的第四开口274可以经由后沟槽266以气体传导的方式互相连接,并且五个开口268、270、272、274、276在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。在图10中示出了该第一情况。在阀活塞256的第二位置(参见图11),第一中央开口268和第三开口272可以经由中央沟槽264以气体传导的方式互相连接,第二开口270和边缘侧上相邻的第五开口274可以经由前沟槽262以气体传导的方式互相连接,并且五个开口268、270、272、274、276在其它情况下可以通过阀以气密的方式彼此分开。阀活塞256可以由工作活塞251、252从第一位置转入第二位置。当真空47作用在真空端口278上时,第二工作空间258可以在阀活塞256的第一位置被抽空。同时,第一工作空间257可以经由第三开口272、第四开口274和后沟槽266以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入或存在于第一工作空间257中。由于该压力差,第一工作活塞251可以被向后推,或者第二工作活塞252可以被向后拉(在图9至11中向右)。当经由杆255连接到第二工作活塞252的第一工作活塞251被向后拉时,它撞击阀活塞256。结果,阀活塞256可以从第一位置被推出并转入第二位置。在阀活塞256的该第二位置(参见图11)中,第一工作空间257可以被抽空,同时其与周围区域分开。同时,第二工作空间258可以经由第二开口270、第五开口276和前沟槽262以气体可透过的方式连接到周围区域,使得空气流入第二工作空间258中,因此,第二工作活塞252被向前推或第一工作活塞251被向前拉(在图9至11中向左)。结果,可以产生工作活塞251、252和阀活塞256的周期性线性运动或振荡。该运动由作为第一压力的真空47或负压和作为第二压力的周围气压驱动。或者,真空端口278也可以敞开,并且压力高于周围空气压力的压缩气体源可以连接到第四开口274和第五开口276。功能原理保持不变。为了实现差压马达的足够的动力,必须确保第一压力与第二压力之间的足够的压差。另外,还可以通过扩大工作面253、254来实现差压马达的功率增大。
工作活塞251、252可以经由螺栓286连接到杆255。结果,差压马达的组装变得更容易。杆255可以延伸穿过两个工作活塞251、252。结果,第一驱动杆288在第一工作活塞251的前侧面突出。还可以设想第二驱动杆290在第二工作活塞252的后侧面突出。然而,也可以省去第二驱动杆290。驱动杆288、290可用于驱动诸如锯、锉或泵(未示出)的工具。为此,可以分别在驱动杆288、290的端部上设置一个紧固元件292。该紧固元件292可以采取方孔或螺孔的形式,其可以连接至工具上匹配的配对紧固元件。
第一工作空间253可以在其前侧面上被合成材料制成的封闭件293封闭,该封闭件形成第一工作空间257的前表面。第一驱动杆288可以被引导穿过封闭件293。封闭件293可以利用密封环贴靠在第一驱动杆288上,第一驱动杆288可以滑动穿过该密封件。第二工作空间258可以在其前侧面被封闭件294封闭,封闭件294形成第二工作空间258的前表面。第二驱动杆290可以被引导穿过封闭件294。封闭件294可以利用密封环贴靠在第二驱动杆290上密封,第二驱动杆290可以滑动穿过该密封件。
差压马达可以进一步具有由合成材料制成的外壳295,该外壳295包围壁260。可以利用螺钉296将封闭件293、294拧到外壳295上,其中可以分别设置一个密封环以在封闭件93、94与外壳295之间进行密封。可以设想,利用密封件将开口268、270、272、274、276相对于外壳295密封。外壳295还可以形成真空端口278,并且优选地还用于形成用于将第二开口270用管线282连接到第二工作空间258并将第三开口272用管线284连接到第一工作空间257的端口。
在图9至11所示的外科手术驱动系统的真空管线280和管线284中,可以设置可手动操作的阀元件281,利用该阀元件281可以中断真空端口278与真空源或负压源之间的连接。阀元件281可以具有阀体297,该阀体以可线性移位的方式被支承在阀壳体298中。阀壳体298中的弹簧299可以将阀体297压入关闭位置。触发器300可以用于将阀体297克服弹簧299压入打开位置,从而可以起动差压马达。
将第三开口272连接到第一工作空间257的管线284因此也可以通过阀元件278关闭和打开。另外,可以设置补偿管线302,该补偿管线302也可以用阀元件281打开和关闭,并且将真空47或负压引入第一工作空间257。补偿管线302可经由开关304连接到与真空管线280相同的真空源或负压源。在开关304上,可以设置真空端口连接件306,真空源或负压源可以优选地经由柔性软管(未示出)连接到该连接件。
因此,阀元件281可以是三通阀元件。在阀元件281的扩展静止状态下(见图9),在补偿管线302开启的同时,真空管线280和第一工作空间257与第二开口272之间的管线284可以由阀体297封闭。结果,当真空47被施加到补偿管线302时,第一工作活塞251可以被向前拉。在该静止位置,阀活塞256然后处于第一位置。当触发器300被操作时,补偿管线302可以被封闭。同时,第一工作空间257与第二开口272之间的管线284和真空管线280可以以此方式被开启。由于这种结构确保了在操作阀元件281时阀活塞256处于第一位置,因此防止了差压马达在死点处停止并且不能重新起动的情况。在图1至5或6和7或8所示的任何其它差压马达中,也可以使用相同的启动辅助装置或死点防止装置。根据第四示例性实施例的起动辅助装置不需要弹簧。
示例性差压马达和医疗驱动系统的所有部件都可以由合成材料制成。因此,差压马达可以用作用于医疗应用的低成本一次性产品,并且在使用后可以被卫生地烧掉。结果,由于避免了多次使用,可以排除消毒期间医务人员和患者受到污染的可能性。
作为锯102的替代物,其它工具如锉或刷(未示出)可以与紧固元件42、92、192、292连接,或者液泵也可以与差压马达连接并运转,使得在杆5、55、155、255或第一驱动杆38、88、188、288和/或第二驱动杆40、90、190、290的每个运动周期中,利用差压马达产生医用冲洗液的短喷动作。这样,可以实现根据本发明的灌洗系统。
在以上的说明以及权利要求、附图和示例性实施例中公开的本发明的特征是基本的,它们既可以是分别地又可以进行任何组合,以用于在本发明的不同实施例中实现本发明。
附图标记列表
1,51,151,251 第一工作活塞
2,52,152,252 第二工作活塞
3,53,153,253 工作表面
4,54,154,254 工作表面
5,55,155,255 杆
6,56,156,256 阀活塞
7,57,157,257 第一工作空间
8,58,158,258 第二工作空间
9,59,159,259 阀空间
10,60,160,260 壁
12,62,162,262 沟槽
14,64,164,264 沟槽
16,66,166,266 沟槽
18,68,168,268 第一开口
20,70,170,270 第二开口
22,72,172,272 第三开口
24,74,174,274 第四开口
26,76,176,276 第五开口
28,78,278 真空端口
30,80,280 真空管线
32,82,182,282 管线
34,84,184,284 管线
36,86,186,286 螺栓
38,88,188,288 驱动杆
40,90,190,290 驱动杆
42,92,192,292 紧固元件
43,93,193,293 具有前表面的封闭件
44,94,194,294 具有前表面的封闭件
45,95,195,295 外壳
46,96,196,296 螺钉
47 真空
61 插塞
81,281 阀元件
91 弹簧元件
97,297 阀体
98,298 阀壳体
99,299 弹簧
100,300 触发器
102 锯
104 壳体
106 手柄
178 压缩气体端口
180 压缩气体管线
197 压缩气体
302 补偿管线
304 开关
306 真空端口连接件

Claims (34)

1.一种差压马达,包括:
两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252),它们各自具有工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254),
杆(5,55,155,255),该杆将所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)彼此连接,并使它们保持彼此间隔开,
至少部分柱形的中空空间,其中,所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)和所述杆(5,55,155,255)可移动地设置在所述中空空间中,其中五个完整开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)设置在所述中空空间的壁(10,60,160,260)中,
阀活塞(6,56,156,256),其中所述阀活塞(6,56,156,256)相对于所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)可移动地设置在所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)之间,所述阀活塞(6,56,156,256)能够通过所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)相对于所述阀活塞(6,56,156,256)的推力被驱动并且能在所述柱形中空空间中移动,其中所述阀活塞(6,56,156,256)与所述五个完整开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)一起形成一阀,当对所述五个完整开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的三个开口施加第一压力和第二压力时,能利用所述阀控制所述第一压力和所述第二压力对所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254)的交替作用,使得在所述中空柱体中产生所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)和所述杆(5,55,155,255)的周期性运动,所述周期性运动驱动所述阀活塞(6,56,156,256)的周期性运动。
2.根据权利要求1所述的差压马达,其特征在于,
所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)将所述中空空间划分为彼此分开的至少三个区域。
3.根据权利要求1或2所述的差压马达,其特征在于,
所述中空空间具有供所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)可移动地设置在其中的第一工作空间(7,57,157,257)和第二工作空间(8,58,158,258),并且具有设置在所述工作空间(7,8,57,58,157,158,257,258)之间的阀空间(9,59,159,259),其中所述五个完整开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)在所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的每个位置都设置在所述阀空间(9,59,159,259)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)的第一前表面与相邻的工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的后侧面之间的轴向距离小于或等于该工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254)与所述中空空间的第一前表面之间的距离,并且所述阀活塞(6,56,156,256)的第二前表面与相邻的工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的后侧面之间的轴向距离小于或等于该工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254)与所述中空空间的与所述第一前表面相对置的第二前表面之间的距离。
5.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)和所述杆(5,55,155,255)设置成在所述至少部分柱形的中空空间中相对于所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)和/或所述杆(5,55,155,255)的对称轴线可线性移动、特别是可轴向移动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)与所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)一起形成2/5路阀,优选2/5路脉冲阀。
7.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀控制真空(47)或压缩气体(197)和周围气氛对所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的交替作用。
8.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254)彼此背向地对准。
9.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)以可轴向移动的方式设置在所述杆(5,55,155,255)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)是带有三个周向沟槽(12,14,16,62,64,66,162,164,166,262,264,266)的护套,这些沟槽通过周向桥接部彼此分开,其中,所述沟槽(12,14,16,62,64,66,162,164,166,262,264,266)至少与所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中两个轴向相邻的开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)相对于所述护套的轴向距离一样宽,使得利用所述护套在所述中空空间中的适当位置,两个轴向相邻的开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)通向所述中空空间中的护套的同一沟槽(12,14,16,62,64,66,162,164,166,262,264,266);以及其中,优选地,所述桥接部至少在轴向方向上与所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中与最外侧的开口(24,26,74,76,174,176,274,276)相邻的两个开口(20,22,70,72,170,172,270,272)的通向所述中空空间中的孔洞一样宽。
11.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的中央开口(18,68,168,268)连接到真空端口(28,78,278)或压缩空气端口(178),并且两个外侧开口(24,26,74,76,174,176,274,276)向外通往所述差压马达周围的区域,或者
所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的两个外侧开口(24,26,74,76,174,176,274,276)连接到真空端口(28,78,278)或压缩空气端口(178),并且中央开口(18,68,168,268)向外通往所述差压马达周围的区域。
12.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中与所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的外侧开口(24,26,74,76,174,176,274,276)相邻的一个开口(20,22,70,72,170,172,270,272)以压力传导方式连接到由所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的第一工作活塞(1,51,151,251)界定的第一工作空间(7,57,157,257),并且与外侧开口(24,26,74,76,174,176,274,276)相邻的另一个开口(20,22,70,72,170,172,270,272)以压力传导方式连接到由所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的第二工作活塞(2,52,152,252)界定的第二工作空间(8,58,158,258)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
当真空(47)施加至所述差压马达的为此设置的真空端口(28,78,278)时,所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)通过在真空作用与周围气氛之间的周期性改变来产生所述杆(5,55,155,255)的振荡运动,或者
当压缩气体(197)施加至所述差压马达的为此设置的压缩气体端口(178)时,所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)通过在压缩空气的作用与周围气氛之间的周期性改变来产生所述杆(5,55,155,255)的振荡运动,其中
在两种情况下,所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)在两侧周期性地撞击所述阀活塞(6,56,156,256),从而产生所述阀活塞(6,56,156,256)的轴向周期性运动,由此切换所述阀。
14.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
在所述阀活塞(6,56,156,256)的第一位置,所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的第一中央开口(18,68,168,268)和所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276))中与所述第一开口(18,68,168,268)相邻的第二开口(20,70,170,270)经由所述阀以气体传导方式连接,所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168 170,172,174,176,268,270,272,274,276)中相对于所述第一开口(18,68,168,268)与所述第二开口(20,70,170,270)对置的第三开口(22,72,172,272)和所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中在边缘侧上与其相邻的第四开口(24,74,174,274)以气体传导方式彼此连接,并且所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)在其它情况下在所述中空空间中通过所述阀以气密方式彼此分开,并且
在所述阀活塞(6,56,156,256)的第二位置,所述第一中央开口(18,68,168,268)和所述第三开口(22,72,172,272)经由所述阀以气体传导方式彼此连接,并且所述第二开口(20,70,170,270)和所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中在边缘侧上与其相邻的第五开口(26,76,176,276)以气体传导方式彼此连接,并且所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)在其它情况下在所述中空空间中通过所述阀以气密方式彼此分开。
15.根据权利要求14所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)能通过所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的第一工作活塞(1,51,151,251)向所述阀活塞(6,56,156,256)上的脉动传递而从所述阀活塞(6,56,156,256)的第一位置转入所述阀活塞(6,56,156,256)的第二位置,并且所述阀活塞(6,56,156,256)能通过所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的第二工作活塞(2,52,152,252)向所述阀活塞(6,56,156,256)上的脉动传递而从所述阀活塞(6,56,156,256)的第二位置转入所述阀活塞(6,56,156,256)的第一位置。
16.根据权利要求14或15所述的差压马达,其特征在于,
在所述阀活塞(6,56,156,256)的第一位置所述第一工作活塞(1,51,151,251)由于作用在所述第一工作活塞(1,51,151,251)的工作表面(3,53,153,253)上的压力而沿所述阀活塞(6,56,156,256)的方向加速,并且在所述阀活塞(6,56,156,256)的第二位置所述第二工作活塞(2,52,152,252)由于作用在所述第二工作活塞(2,52,152,252)的工作表面(4,54,154,254)上的压力而沿所述阀活塞(6,56,156,256)的方向加速。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的差压马达,其特征在于,
由所述第一工作活塞(1,51,151,251)界定的第一工作空间(7,57,157,257)以气体传导方式连接到所述第二开口(20,70,170,270),并且由所述第二工作活塞(2,52,152,252)界定的第二工作空间(8,58,158,258)以气体传导方式连接到所述第三开口(22,72,172,272)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述差压马达具有弹簧元件(91),所述弹簧元件被支承在界定所述中空空间的壳体的前表面的封闭外侧面上,并连接到所述杆(5,55,155,255),使得在没有来自差压的力作用的情况下所述弹簧元件(91)将所述杆(5,55,155,255)以最大程度从所述中空空间中拉出。
19.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的直径大于10mm,优选大于20mm,非常特别优选大于30mm。
20.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)设置在所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的至少一个的外侧上,其中所述至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)穿过界定所述中空空间的壳体的前侧面和/或后侧面从所述壳体伸出,并且所述至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)被可移动地支承在所述壳体的前侧和/或后侧中的导向件中,其中,优选地,连接所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的所述杆(5,55,155,255)被引导穿过所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)中的至少一个并在该处形成所述至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)。
21.根据权利要求20所述的差压马达,其特征在于,
在所述至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)的前侧面上设置有紧固元件(42,92,192,292)、特别是螺纹,诸如锯(102)、锉或刷的工具能经由所述紧固元件固定在所述至少一个驱动杆(38,40,88,90,188,190,288,290)上,所述工具具有与所述紧固元件(42,92,192,292)匹配的配对紧固元件、特别是与所述螺纹匹配的配对螺纹。
22.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
界定所述中空空间的壳体、所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)、所述阀活塞(6,56,156,256)和所述杆(5,55,155,255)由合成材料、特别是热塑性合成材料制成,优选使用注射成型制成。
23.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述阀活塞(6,56,156,256)在所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)之间的连接线方向上的几何尺寸小于所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的距离,其中,优选地,所述阀活塞(6,56,156,256)在所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)之间的连接线方向上的几何尺寸比所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)之间的距离小50%以下,特别优选比所述两个工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)之间的距离小10%以下。
24.根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,其特征在于,
所述差压马达具有起动辅助装置,该起动辅助装置防止所述差压马达在工作介质的供应中断期间停止在死点处,在所述死点当再次将工作介质供应给所述差压马达时所述差压马达不再能够自行起动,其中,优选地,所述起动辅助装置将所述阀活塞(6,56,156,256)转入一个在其中能够通过所述工作介质在所述工作活塞(1,2,51,52,151,152,251,252)的工作表面(3,4,53,54,153,154,253,254)之间产生差压的位置。
25.一种外科手术驱动系统,包括根据前述权利要求中任一项所述的差压马达,并且包括阀元件(81,281)、特别是可手动操作的阀元件(81,281),其中,所述阀元件(81,281)设置在一管线中,所述管线连接到所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的一个开口或所述或五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)的两个开口,并且所述管线能连接到或已连接到负压源或压缩气体储器或泵,使得利用所述阀元件(81,281),能中断与所述负压源、所述压缩气体储器或所述泵的连接,和/或能调节所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的所述一个开口(18,68,168,268)或所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)中的所述两个开口(24,26,74,76,174,176,274,276)处的压力。
26.根据权利要求25所述的外科手术驱动系统,其特征在于,
所述外科手术驱动系统具有手柄(106),能利用所述手柄将所述外科手术驱动系统单手握持,并且能利用所述手柄(106)上的触发器(100,300)操作所述阀元件(81,281)。
27.一种用于对软组织和/或骨组织清创的医用灌洗系统,包括根据权利要求1至24中任一项所述的差压马达或根据权利要求25或26中任一项所述的外科手术驱动系统,或
一种用于刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备,包括根据权利要求1至24中任一项所述的差压马达或根据权利要求25或26中任一项所述的外科手术驱动系统。
28.一种用于操作差压马达的方法,其中,第一工作活塞(1,51,251)和第二工作活塞(2,52,252)经由杆(5,55,255)连接并在中空空间中线性地振荡,其中所述方法包括以下步骤:
A)使在所述第一工作活塞(1,51,251)与所述第二工作活塞(2,52,252)之间设置在所述中空空间中的阀活塞(6,56,256)处于第一位置;
B)通过所述阀活塞(6,56,256)在所述阀活塞(6,56,256)的第一位置提供真空端口(28,78,278)与第一工作空间(7,57,257)之间的连接以及第二工作空间(8,58,258)与所述差压马达的周围区域之间的连接,其中,所述第一工作空间(7,57,257)由所述第一工作活塞(1,51,251)界定,所述第二工作空间(8,58,258)由所述第二工作活塞(2,52,252)界定;
C)从所述第一工作空间(7,57,257)排出气体,并由此使所述第一工作活塞(1,51,251)和所述第二工作活塞(2,52,252)在所述中空空间中移动;
D)用所述第二工作活塞(2,52,252)撞击所述阀活塞(6,56,256),使得所述阀活塞(6,56,256)转入第二位置;
E)通过所述阀活塞(6,56,256)在所述阀活塞(6,56,256)的第二位置提供所述真空端口(28,78,278)与所述第二工作空间(8,58,258)之间的连接以及所述第一工作空间(7,57,257)与所述差压马达的周围区域之间的连接;
F)从所述第二工作空间(8,58,258)排出气体并使环境空气流入所述第一工作空间(7,57,257)中,并由此使所述第一工作活塞(1,51,251)和所述第二工作活塞(2,52,252)在所述中空空间中反向移动;
G)用所述第一工作活塞(1,51,251)撞击所述阀活塞(6,56,256),使得所述阀活塞(6,56,256)转入所述第一位置。
29.一种用于操作差压马达的方法,其中,第一工作活塞(151)和第二工作活塞(152)经由杆(155)连接并在中空空间中线性地振荡,其中,所述方法包括以下步骤:
A)使在所述第一工作活塞(151)与所述第二工作活塞(152)之间设置在所述中空空间中的阀活塞(156)处于第一位置;
B)通过所述阀活塞(156)在所述阀活塞(156)的第一位置提供压缩气体端口(178)与第一工作空间(157)之间的连接以及第二工作空间(158)与所述差压马达的周围区域之间的连接,其中,所述第一工作空间(157)由所述第一工作活塞(151)界定,所述第二工作空间(158)由所述第二工作活塞(152)界定;
C)使所述第一工作空间(157)中的气体压力升高,并由此使所述第一工作活塞(151)和所述第二工作活塞(152)在所述中空空间中移动;
D)用所述第一工作活塞(151)撞击所述阀活塞(156),使得所述阀活塞(156)转入第二位置;
E)通过所述阀活塞(156)在所述阀活塞(156)的第二位置提供所述压缩空气端口(178)与所述第二工作空间(158)之间的连接以及所述第一工作空间(157)与所述差压马达的周围区域之间的连接;
F)使所述第二工作空间(158)中的气体压力升高并使压缩气体从所述第一工作空间(157)流出,并由此使所述第一工作活塞(151)和所述第二工作活塞(152)在所述中空空间中反向移动;
D)用所述第二工作活塞(152)撞击所述阀活塞(156),使得所述阀活塞(156)转入所述第一位置。
30.根据权利要求28或29所述的方法,其特征在于,
使用根据权利要求1至24中任一项所述的差压马达或者根据权利要求25或26中任一项所述的外科手术驱动系统或者根据权利要求27所述的灌洗系统或用于刷拭、锉磨或锯切软组织和/或骨组织的医疗设备来执行所述方法。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的方法,其特征在于,
所述真空端口或所述压缩气体端口经第一中央开口(18,68,168,268)通向供所述阀活塞(6,56,156,256)在其中移动的阀空间(9,59,159,259)中,其中,在所述第一中央开口(18,68,168,268)旁边设置有第二开口(20,70,170,270),所述第二开口使所述阀空间(9,59,159,259)连接到所述第一工作空间(7,57,157,257),在所述第一中央开口(18,68,168,268)旁边设置有第三开口(22,72,172,272),所述第三开口使所述阀空间(9,59,159,259)连接到所述第二工作空间(8,58,158,258),在所述第二开口(20,70,170,270)旁边设置有第四外侧开口(24,74,124,174),所述第四外侧开口使所述阀空间(9,59,159,259)连接到所述差压马达的周围区域,并且在所述第三开口(22,72,172,272)旁边设置有第五外侧开口(26,76,176,276),所述第五外侧开口使所述阀空间(9,59,159,259)连接到所述差压马达的周围区域,其中,在所述阀活塞(6,56,156,256)中设置有三个连接部、特别是三个沟槽(12,14,16,62,64,66,162,164,166,262,264,266),使得在所述阀活塞(6,56,156,256)的第一位置,所述中央第一开口(18,68,168,268)以气体可透过的方式连接到所述第二开口(20,70,170,270),并且所述第三开口(22,72,172,272)以气体可透过的方式连接到所述第五开口(26,76,176,276),而在所述阀活塞(6,56,156,256)的第二位置,所述中央第一开口(18,68,168,268)以气体可透过的方式连接到所述第三开口(22,72,172,272),并且所述第二开口(20,70,170,270)以气体可透过的方式连接到所述第四开口(24,74,174,274),其中优选地,所述五个开口(18,20,22,24,26,68,70,72,74,76,168,170,172,174,176,268,270,272,274,276)在其它情况下通过所述阀活塞(6,56,156,256)彼此分开。
32.根据权利要求28至31中任一项所述的方法,其特征在于,
在步骤G)之后,只要在所述真空端口(28,78,278)处存在真空(47)或负压,或者只要在所述压缩气体端口(178)处存在过压或引入了压缩气体(197),就重复步骤B)至G)。
33.根据权利要求28至32中任一项所述的方法,其特征在于,
所述第一工作活塞(1,51,151,251)和所述第二工作活塞(2,52,152,252)的运动用于驱动工具或泵、特别是医疗工具,例如锯(102)、锉或刷,或用于驱动灌洗系统。
34.根据权利要求28至33中任一项所述的方法,其特征在于,
通过打开所述真空端口(28,78,278)处的真空管线(30,80,280)中的阀元件(81,281)或所述压缩气体端口(178)处的压缩气体管线(180)中的阀元件(81,281)来打开所述差压马达,并且通过关闭所述阀元件(81,281)来关闭所述差压马达。
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