DE102009059021B4 - Schwingungsdämpfung vom Deckenstativ mit Operationsmikroskop - Google Patents

Schwingungsdämpfung vom Deckenstativ mit Operationsmikroskop Download PDF

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Abstract

Deckenstativ (2) für ein Operationsmikroskop (1), mit mindestens zwei tragenden Abschnitten (6, 7), die über mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) miteinander verbunden sind, wobei der erste Abschnitt (6) zur Befestigung an der Decke vorgesehen ist, und wobei die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) aus dämpfendem Material aufweist, die durch eine Konsole (14) aus nicht dämpfendem Material voneinander getrennt sind, und wobei die Konsole (14) den Anfang des zweiten Abschnittes (7) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der einen Dämpfungsschicht (13) andere elastische Eigenschaften aufweist, als das Material der anderen Dämpfungsschicht (15).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Deckenstativ für ein Operationsmikroskop, mit mindestens zwei tragenden Abschnitten, die über mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle miteinander verbunden sind, wobei der erste Abschnitt zur Befestigung an der Decke vorgesehen ist, und wobei die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle mindestens zwei Dämpfungsschichten aus dämpfendem Material aufweist, die durch eine Konsole aus nicht dämpfendem Material voneinander getrennt sind, uns wobei die Konsole den Anfang des zweiten Abschnitts darstellt.
  • Bei der Verwendung von Deckenstativen ist man mit dem Problem konfrontiert, dass Schwingungen bzw. Schwingungsrückkopplungen auftreten, wenn einerseits die Decke schwingt und/oder andererseits das Instrument, z. B. ein Operationsmikroskop, berührt bzw. bewegt wird, oder wenn mit dem Instrument zusammenhängende und ebenfalls am Deckenstativ hängende Bedienkonsolen betätigt oder bewegt werden. Schwingungen von der Decke treten in der Regel unvorhergesehen auf und können vielerlei Ursachen haben, wie z. B. Kompressoren, Klimaanlagen, Aggregate, aber auch seismische Schwingungen oder durch Massentransport bedingte Schwingungen, wie z. B. das Darüberrollen eines schweren Wagens, das Landen eines Hubschraubers auf dem Dach o. dgl.
  • Während bei Bodenstativen die Schwingungsdämpfung erforderlich durch Berührung mittels beispielsweise Abstellfüssen aus mechanisch dämpfenden Materialien in den Griff zu bekommen ist, ergibt sich bei Deckenstativen ein Phänomen, das sich jedoch nicht ohne weiteres auf ähnliche Art beseitigen lässt, nämlich wie folgt: Die Decke eines Operationssaales schwingt in der Regel mit unterschiedlicher Frequenz und unterschiedlicher Amplitude zum Boden. Daher genügt die reine Dämpfung der eigenen Schwingungsanregung durch Berühren oder Bewegen nicht. Der Erfinder erkannte, dass beim Deckenstativ nicht nur die Eigenschwingung des Stativs sondern auch die durch die Decke selbst angeregte Schwingung gedämpft werden muss. Im Stand der Technik ist es bekannt, zwischen Gebäudeteil und Instrument eine dämpfende Schnittstelle vorzusehen. Die Schnittstelle bewirkt, dass die Schwingungsvorgänge vor und hinter ihr unterschiedlich sind und sich im Idealfall gegenseitig auslöschen. Die Anordnung von Dämpfungsschichten an horizontalen Schnittstellen wurde beschrieben und umgesetzt. Dabei war die Eigenschwingungsdämpfung Ziel der Massnahmen. Eine Dämpfung der durch die Decke angeregten Schwingungen ist bislang nicht beschrieben.
  • Die gattungsbildende Druckschrift EP 1 067 419 B1 offenbart einen gedämpften Schwenkarm an einem Deckenstativ, bei dem eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle zwischen gegeneinander verschwenkbaren Abschnitten eines Tragarms vorgesehen ist. Diese Schnittstelle besteht aus wenigstens zwei Lagen gleicher dämpfender Schichten, die durch eine nicht dämpfende Schicht voneinander getrennt sind. Die steifen und elastischen Schichten bilden dabei eine Art Sandwichelement. Hierbei ist das Gehäuse des Sandwichelements mit dem ersten Abschnitt des Tragarms und die nicht dämpfende Schicht ist mit dem zweiten Abschnitt des Tragarms fest verbunden. Die dämpfenden Schichten bestehen aus einem gleichförmigen elastomeren Material.
  • Die nachfolgenden, von der vorliegenden Erfindung weiter abliegenden Druckschriften beschäftigen sich z. T. ebenfalls mit Dämpfungselementen für Operationsmikroskope.
  • Die EP 1 248 133 B1 offenbart ein Mikroskopstativ mit einer vertikalen Ständersäule und einem horizontalen Tragarm, der um die Achse der Ständersäule verschwenkbar ist. Die vorgesehene Schwingungsdämpfung ist als Torsionsdämpfungselement gegen Torsionskräfte aufgrund horizontaler Schwenkbewegungen des Tragarms gegenüber der vertikalen Ständersäule ausgebildet. Babel wird das Torsionsdämpfungselement von Axialkräften freigehalten und rein auf Scherung beansprucht.
  • Die WO 98/53244 A1 offenbart ein Mikroskopstativ, das wenigstens einen Träger aus einem Verbundmaterial aus zwei rohrförmigen, unterschiedlich festen Materialien umfasst und/oder über Vibrationsdämpfung zwischen benachbarten Trägern oder Teilen solcher Träger verfügt.
  • Die DE 33 37 526 A1 offenbart ein Vibrationsdämpfungsmaterial auf Polymer-Basis mit Schuppenfüllstoff.
  • Die US 7,131,640 B2 offenbart ein mehrschichtig aufgebautes Dämpfungselement zur Dämpfung von Stössen und Vibrationen.
  • Im Zusammenhang mit Operationsmikroskopen ist aus der DE 10 2006 044 469 A1 bzw. der US 2008 0 055 739 A1 und der US 2008 0 058 109 A1 auch ein Antriebsmotor bekannt, der einen Schlitten antreibt, der wiederum mit dem Zoom-System eines Operationsmikroskops zusammenwirkt. Dabei ist die Antriebswelle des Motors über einen Elastomerdämpfer mit dem Schlitten verbunden.
  • Die DE 10 2008 011 311 A1 offenbart ein Deckenstativ, bei dem auch die Schwingungsdämpfung angesprochen wird. Gelöst wird das Problem der Schwingungsdämpfung dort jedoch durch einen horizontal verfahrbaren Wagen. Dem verfahrbaren Wagen ist ein mechanischer Endanschlag mit einem Gummipuffer zugeordnet. Der bei diesem bekannten Deckenstativ vorgesehene Wagen wirkt jedoch wieder nur schwingungsdämpfend hinsichtlich Eigenschwingungen durch Bewegung des Mikroskops.
  • Bei herkömmlichen Deckenstativen ergibt sich somit der Nachteil, dass durch das grosse Gewicht des Stativs und des daran hängenden Instrumentes, das insgesamt mehr als 400 kg erreichen kann, Schwingungsvorgänge sowohl von Eigenschwingungen als auch von Schwingungen der Decke unzureichend gedämpft werden. Üblicherweise ist das Mikroskop am Ende eines meist mehrteiligen Tragarms angeordnet. Um den Schwerpunkt des Gesamtsystems im Wesentlichen unterhalb der Deckenaufhängung zu halten, wird ein Gegengewicht vorgesehen. Teil dieses Gegengewichts oder unabhängig davon kann auch ein Apparateschrank angeordnet sein, von dem aus grundlegende Einstellungen des Gesamtsystems vorgenommen werden können. Eigenschwingungen werden somit einerseits durch die Bedienung bzw. Bewegung des Mikroskops bzw. des Mikroskop-Tragarms und andererseits durch Hantieren am Apparateschrank unwillkürlich verursacht. Wirkten die bisherigen Dämpfungselemente in den Armen gegebenenfalls auf die Schwingungen, die vom Mikroskop selbst ausgingen, so waren jedenfalls Schwingungen, die vom Schaltkasten ausgegangen sind, bisher nicht kausal gedämpft. Ausserdem waren bisherige Konstruktionen gegenüber der Deckenschwingung wirkungslos. Unter Schwingungen der Decke sind dabei nicht nur die oben angegebenen zu verstehen, sondern auch noch allfällige Vibrationen, die durch Geräte an der Decke oder im Raum unabsichtlich erzeugt werden und über die Decke in das Stativ eingeleitet werden.
  • Obwohl im Stand der Technik bereits dämpfende Schnittstellen vorgesehen sind, besteht nach wie vor enormer Verbesserungsbedarf, denn das hohe Gewicht des Gesamtsystems und die dadurch bedingte Menge an zu dissipierender Energie übersteigen die Möglichkeiten bekannter Lösungsansätze. Dazu kommt, dass insbesondere bei Operationen, bei denen es um punktgenau durchzuführende Eingriffe unter optischer Vergrösserung geht, wie z. B. in der Neurochirurgie, Augenchirurgie, etc., höchste Präzision für das Gelingen erforderlich ist. Unerwünschte Schwingungen unabhängig von ihrer Ursache können dabei störend die Operation und die Konzentrationsfähigkeit und Leistungsfähigkeit der Chirurgen beeinflussen. Dies vor allem deshalb, weil sich Schwingungen in einer Störung der Schärfe bzw. Bildqualität auswirken können und somit der Sehapparat des Chirurgen permanent überanstrengt werden kann.
  • Die Erfindung setzt sich zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen und ein Deckenstativ zur Verfügung zu stellen, das die erwähnten Schwingungen effizient unterdrückt und zwar unabhängig davon, welche Ursachen dafür verantwortlich zeichnen. Der konstruktive Aufbau und die Fertigung sollen dabei im Vergleich zu bekannten Deckenstativen nicht aufwendiger werden. Langfristige Zuverlässigkeit muss ebenfalls gewährleistet sein.
  • Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem mit einem Deckenstativ der eingangs genannten Art dadurch, dass die beiden voneinander getrennten Dämpfungsschichten unterschiedliche Elastizitätseigenschaften aufweisen. Die Verwendung unterschiedlichen Materials und somit unterschiedlicher Elastizitätseigenschaften für die beiden dämpfenden Schichten bringt eine enorme Verbesserung des Dämpfungsverhaltens von Deckenstativen mit sich.
  • Die beiden voneinander durch die Schnittstelle entkoppelten Abschnitte des Deckenstativs sind in der Regel folgendermassen aufgebaut. Der obere Abschnitt, der über eine Deckenbefestigung des Deckenstativs in der Decke verankert ist, bildet den Träger bzw. das Gehäuse für die Schnittstelle und somit für die Dämpfungsschichten. Der Träger bzw. das Gehäuse besteht z. B. aus zwei Platten oder Scheiben aus steifem Material (Stahl, Aluminium, etc.), die die Anordnung der Dämpfungsschichten und eine Konsole als Konsole zwischen sich aufnehmen und einzwängen. Der untere Abschnitt, an dem die Tragarme und das medizinische Instrument hängen, ist mit der Konsole, die die beiden Dämpfungsschichten voneinander trennt, fest verbunden oder bildet mit dieser eine Einheit. Mit anderen Worten zwängen zwei Dämpfungsschichten die tragende Konsole ein, so dass diese sowohl von unten als auch von oben mit Dämpfungsmaterial beaufschlagt ist. Die Konsole trägt somit das gesamte Gewicht des Deckenstativs.
  • Der Aufbau des Deckenstativs bildet somit eine Art Feder-Masse-System, wobei der untere Abschnitt samt Mikroskop als Masse durch zwei Federn, nämlich den beiden Dämpfungsschichten, mit dem oberen Abschnitt verbunden ist. Das Vorsehen zweier unterschiedlicher Materialien mit unterschiedlichen Dämpfungseigenschaften konnte die Energiedissipation in der Schnittstelle erhöhen und die Wirkung von Schwingungen, unabhängig von deren Entstehungsursache erheblich reduzieren.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Material der unteren Dämpfungsschicht einen höheren Elastizitätsmodul auf als das Material der oberen Dämpfungsschicht. In einer ersten Betrachtung ist festzuhalten, dass die untere Dämpfungsschicht das grosse Gewicht des gesamten Instruments samt Tragarmen aufnimmt und deshalb vorzugsweise etwas steifer ausgebildet ist, während die obere, weichere Dämpfungsschicht keine Traglast aufnimmt sondern lediglich von oben dämpfend auf die Konsole drückt. In Wirklichkeit setzt sich der durch die Erfindung erzielbare Effekt aus der dämpfenden Wirkung beider Dämpfungsschichten zusammen. Je nachdem von welcher Art die Schwingung ist, welche räumliche Ausrichtung sie aufweist und welche Frequenz die Anregung hat, ändern sich die Beiträge der einzelnen Dämpfungsschichten zur Gesamtdämpfung. Dies ermöglicht es, ein breites Spektrum an mechanischen Störeinflüssen abzudecken und effizient zu dämpfen. Dazu gehören nicht nur Schwingungen in senkrechter Richtung auf die Dämpfungsschichten, sondern auch in horizontaler Richtung, in der die Konsole gegebenenfalls auch schwingungsangeregt werden kann. Demzufolge ist bevorzugt sicherzustellen, dass die Konsole in allen Raumrichtungen innerhalb der beiden Dämpfungsschichten innerhalb deren elastischen Eigenschaften beweglich ist. Aufgrund dieser Anordnung können somit auch niedrige Frequenzen wie z. B. im Bereich 4–10 Hz gut gedämpft werden. Auch Frequenzen im Bereich der Netzfrequenz des elektrischen Stromes d. i. 50 oder 60 HZ werden so gut gedämpft.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
  • 1 ein erfindungsgemässes Deckenstativ samt Instrument im Überblick,
  • 2 die dämpfende Schnittstelle im Detail,
  • 3 die dämpfende Schnittstelle in Explosionsansicht,
  • 4 die Schnittstelle in schematischer Darstellung, und
  • 5 die Schnittstelle in einem durch eine Kippbewegung belasteten Zustand.
  • 6 die Schnittstelle zwischen Teilen eines Tragarms des Deckenstativs.
  • 1 zeigt ein Operationsmikroskop 1, das auf einem Deckenstativ 2 über einem Patienten 3 hängt. Das Deckenstativ 2 ist an einer Decke 4 (Stahl oder Beton oder Stahlbeton o. dgl.) befestigt. Weiters ist eine Zwischendecke 5 dargestellt, die nicht obligatorisch vorgesehen sein muss. Im Bereich der Zwischendecke 5 bzw. etwas darunter weist das Deckenstativ 2 eine Schnittstelle 10 mit dämpfender Funktion auf, die den darüber liegenden Abschnitt 6 vom darunter liegenden Abschnitt 7 schwingungsmässig entkoppelt. Der Anbringungsort dieser Schnittstelle ist variabel und hängt u. a. von der Länge des senkrechten Teiles des Stativs ab. Am unteren Abschnitt 7 setzt sich ein mehrteiliger Tragarm 8 fort, an dessen Ende das Mikroskop 1 sitzt. Dargestellt ist auch ein Gelenkmechanismus 9, der der Bewegung und dem Massenausgleich des Mikroskops 1 dient.
  • Die dämpfende Schnittstelle 10, die in 2 in vergrösserter Ansicht zu sehen ist, dient dazu, Schwingungen – egal aus welcher Richtung-, die über die Konsole auf das Deckenstativ 2 übertragen werden, rasch zu dämpfen oder von vornherein zu verhindern. Die Schnittstelle stellt somit ein Dämpfungselement dar und ist folgendermassen aufgebaut. Als Gehäuse bzw. Abgrenzung sind zwei Scheiben oder Gehäuseplatten 11, 12 vorgesehen, die die Schnittstelle 10 nach oben und unten hin begrenzen. Auch wenn hier von einem Gehäuse die Rede ist, so kann dieses seitlich durchaus offen bleiben. im Bereich zwischen den Platten befinden sich zwei scheibenförmige Dämpfungsschichten 13, 15 aus dämpfenden Materialien, die durch eine nicht dämpfende Konsole 14 voneinander getrennt sind.
  • Die Konsole 14 definiert den Beginn des unteren Abschnitts 7 des Deckenstativs. D. h. der untere Abschnitt des Deckenstativs 2 ist mit der Konsole fest verbunden und bildet mit dieser eine Einheit. Die nicht dämpfende Konsole 14 besteht aus einem starren Werkstoff wie Stahl, Aluminium oder anderen Metalllegierungen. Eine mit dieser Konsole 14 fest verbundene Schürze ragt durch eine beispielsweise kreisförmige Durchbrechung der unteren Dämpfungsschicht 14 nach unten und bildet einen Anschlussflansch für die Verbindung mit dem Tragarmsystem.
  • Das Dämpfungselement 10 des Deckenstativs 2 weist somit Sandwichform auf. Dies wird in der Explosionsansicht von 3 verdeutlicht. Durch entlang des Umfanges vorgesehener Verbindungsbolzen bzw. Spannbolzen 16, wie Stangen oder Schrauben, die durch alle Schichten 11, 12, 13, 15 und die Konsole 14 hindurchgehen, wird der Verbund zusammengehalten. Die Aussenplatten 11, 12 zwängen gleichsam die Schichten 13 und 15 mit der Konsole 14 zwischen sich ein. Um ein Zusammenstossen der nicht dämpfenden Konsole 14 mit den Spannbolzen 16 zu verhindern, sind Bohrungen in der Konsole 14 entsprechend breit ausgeführt und O-Ringe 17 vorgesehen, die die Spannbolzen 16 umschliessen. Diese O-Ringe erzeugen zusätzliche Dämpfungskräfte im Schwingungsfall. Dieser Aufbau ist besonders vorteilhaft, da elastomere Dämpfungsschichten besonders gut dämpfen, wenn sie vorgespannt sind. Die Vorspannung für die untere Dämpfungsschicht 15 ergibt sich dabei in erste Linie durch das Gewicht des Stativs während die Vorspannung der oberen Dämpfungsschicht 13 durch die Spannkräfte der Verbindungsbolzen erzeugt wird, die über die Platte 12 die Dämpfungsschicht 15 beaufschlagen.
  • Anstelle dieser Art des Zusammenhalts wäre es natürlich auch möglich ein den Sandwich-Verbund vollständig umschliessendes Gehäuse zu verwenden. Bei einer solchen Ausführungsform können die Dämpfungsschichten auch nachträglich ausgegossen oder ausgeschäumt werden. Die nicht dämpfende Konsole 14 gehört in schwingungstechnischer Hinsicht bereits zum unteren Abschnitt 7 des Deckenstativs und weist zur Befestigung von weiteren Plattformen, Konsolen, Tragarmen, usw. einen nach unten ragenden Fortsatz 18 mit Befestigungslöchern auf.
  • Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist die Tatsache, dass die beiden Dämpfungsschichten 13, 15 aus unterschiedlichen Materialien bestehen, die unterschiedliche elastische Eigenschaften aufweisen. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die dämpfenden Schichten aus gemischtzelligen Polyurethan-(PUR) Elastomeren. Dabei wurde in einer besonders bevorzugten Ausführungsform für die obere Scheibe (Schicht 13) das Elastomer Sylomer® SR 450 und für die untere Scheibe (Schicht 15) das Elastomer Sylomer® HD 500 verwendet.
  • Sylomer® SR 450 eignet sich für einen statischen Einsatzbereich bis ca. 0,45 N/mm2, wobei der statische Elastizitätsmodul in diesem Bereich zwischen ca. 3 N/mm2 und 5 N/mm2 liegt. Der dynamische Einsatzbereich reicht bis ca. 0,7 N/mm2, wobei der dynamische Elastizitätsmodul in diesem Bereich Werte zwischen ca. 4,5 N/mm2 bis 7 N/mm2 annimmt (bei Frequenzen ca. < 20 Hz). Der mechanische Verlustfaktor (die Verhältnisgrösse aus Verlustarbeit und Formänderungsarbeit je Zyklus) von Sylomer® SR 450 beträgt ca. 0,11.
  • Sylomer® HD 500 eignet sich für einen statischen Einsatzbereich bis ca. 0,5 N/mm2, wobei der statische Elastizitätsmodul in diesem Bereich zwischen ca. 5 N/mm und 7 N/mm2 liegt. Der dynamische Einsatzbereich reicht bis ca. 0,7 N/mm2, wobei der dynamische Elastizitätsmodul in diesem Bereich Werte zwischen ca. 5 N/mm2 bis 30 N/mm2 annimmt (bei Frequenzen < 20 Hz). Der mechanische Verlustfaktor von Sylomer® HD 500 beträgt ca. 0,5.
  • Alle oben angegebenen und alle folgenden Werte sind dabei in Anlehnung an die Norm DIN 53513 zu verstehen und gelten bei einem Formfaktor von etwa q = 3. Der Formfaktor ist ein geometrisches Mass für die Form eines Elastomerlagers und ist als Quotient aus belasteter Fläche zur Mantelfläche des Lagers definiert. Dies bedeutet selbstverständlich nicht, dass bei der Erfindung nicht auch Schichten mit anderen Formfaktoren eingesetzt werden können. Entsprechende auf die Elastizität bezogene Werte sind für einen Vergleich nur entsprechend anzupassen.
  • Diese und andere geeignete Sylomer® Materialien sind von der Firma Getzner Werkstoffe GmbH aus Bürs/Österreich lieferbar.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Werkstoffe und Parameter beschränkt, so konnten auch mit davon abweichenden Parametern gute Erfolge erzielt werden. Da die gesamte Last des unteren Abschnitts 7 des Deckenstativs 2 auf der unteren Scheibe (Schicht 15) ruht (dies bedeutet eine höhere Vorlast), hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Werkstoff mit höherem Elastizitätsmodul dort zu verwenden und nicht an der oberen Seite der Konsole 14. Als weitere Optimierung kann bei einem der beiden Dämpfungsmaterialien – insbesondere beim unteren, die gesamte Last aufnehmenden Material – ein höherer mechanischer Verlustfaktor als beim oberen Material eingesetzt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung sind den Materialeigenschaften kaum Grenzen gesetzt, hängt doch die optimale Auslegung der dämpfenden Schnittstelle vom Gewicht und von der Konstruktion des Instruments samt Tragarmen ab. Beim Einsatz im Zusammenhang mit Operationsmikroskopen haben sich jedoch folgende bevorzugte Parameterbereiche ergeben.
  • Das Material der oberen Dämpfungsschicht 13 weist im verwendeten Arbeitsbereich einen statischen Elastizitätsmodul zwischen ca. 2 N/mm2 und 6 N/mm2 auf, besonders bevorzugt zwischen ca. 3 N/mm2 und 5 N/mm2. Das Material der unteren Dämpfungsschicht 15 weist einen statischen Elastizitätsmodul zwischen ca. 4 N/mm2 und 10 N/mm2, besonders bevorzugt zwischen ca. 5 N/mm2 und 6 N/mm2 auf.
  • In den 4 und 5 wird übertrieben schematisch das Prinzip der Erfindung nochmals verdeutlicht. Die Dämpfungsschichten 13, 15 unterschiedlichen Materials und somit unterschiedlicher Elastizitätseigenschaften tragen beide in Kombination zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen bei. In 4 stehen die Schichten parallel zueinander. So könnte der unbelastete Zustand aussehen oder ein Zustand bei dem Störkräfte an der Schnittstelle gleichmässig vertikal nach unten wirken.
  • 5 zeigt eine andere Möglichkeit einer Störwirkung, nämlich ein Verkippen der nicht dämpfenden Konsole 14 zwischen den Dämpfungsschichten 13 und 15. Zusätzlich ist auch eine Torsionsbeanspruchung der Schnittstelle 10 um eine vertikale Achse möglich. In der Realität werden alle diese Störungen gedämpft. In entsprechender Weise wirken die Dämpfungsschichten aus jeweils unterschiedlichem Material zusammen, wobei sich der Anteil eines Materials an der Gesamtdämpfung mit der Art des Störeinflusses ändert. Anders ausgedrückt, konnte mit dem Erfindungsgedanken der verschiedenen Materialwahl ein grösseres Spektrum an mechanischen Störeinflüssen noch effizienter abgedeckt werden. Insbesondere konnten die unterschiedlichen Schwingungsanregungen durch Bedienpersonal und Decke gleichermassen gut gedämpft werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel eingeschränkt. Anders als in 1 gezeigt, könnte eine erfindungsgemässe Schnittstelle auch an anderer Stelle des Deckenstativs, z. B. zwischen zwei Tragarmteilen, eingesetzt werden. Auch eine andere als horizontale Orientierung der Schichten wäre je nach Anwendungsfall möglich.
  • Es ist auch denkbar, anstelle von nur zwei Dämpfungsschichten mehrere Dämpfungsschichten einzusetzen. Hier können sich Materialien unterschiedlicher Art und unterschiedlicher Elastizitätseigenschaften abwechseln, wobei dazwischen vorzugsweise immer eine nicht dämpfende Konsole vorgesehen sein sollte.
  • Weiters liegt im Rahmen der Erfindung, die Schnittstelle 10 direkt, das heisst ohne oberen Abschnitt 6 an der Decke zu montieren.
  • Unter Decke im Sinne der Erfindung sind andererseits alle im Wesentlichen horizontalen Bauteile in einem Gebäude zu verstehen, auch solche, die nicht die Eigenschaft haben, einen Raum zuzudecken.
  • Die Decke 4 gemäss 4 und 5 könnte alternativ auch eine Deckenbefestigung 18 oder den oberen tragenden Abschnitt 6 symbolisieren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1'
    Operationsmikroskop
    2
    Deckenstativ
    3
    Patient
    4
    Decke
    5
    Zwischendecke/Abgehängte Decke
    6, 6'
    oberer tragender Abschnitt
    7, 7'
    unterer tragender Abschnitt
    8
    Tragarm
    8a, b
    Teile eines Tragarms
    9, 9'
    Gelenkmechanismus
    10, 10'
    dämpfende Schnittstelle
    11
    obere Gehäuseplatte
    12
    untere Gehäuseplatte
    13
    obere Dämpfungsschicht
    14
    Konsole
    15
    untere Dämpfungsschicht
    16
    Spannbolzen
    17
    O-Ring
    18, 18'
    Deckenbefestigung

Claims (16)

  1. Deckenstativ (2) für ein Operationsmikroskop (1), mit mindestens zwei tragenden Abschnitten (6, 7), die über mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) miteinander verbunden sind, wobei der erste Abschnitt (6) zur Befestigung an der Decke vorgesehen ist, und wobei die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) aus dämpfendem Material aufweist, die durch eine Konsole (14) aus nicht dämpfendem Material voneinander getrennt sind, und wobei die Konsole (14) den Anfang des zweiten Abschnittes (7) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der einen Dämpfungsschicht (13) andere elastische Eigenschaften aufweist, als das Material der anderen Dämpfungsschicht (15).
  2. Deckenstativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der einen Dämpfungsschicht (13) einen höheren statischen Elastizitätsmodul aufweist als das Material der anderen Dämpfungsschicht (15).
  3. Deckenstativ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der einen Dämpfungsschicht (15) einen höheren mechanischen Verlustfaktor aufweist als das Material der anderen Dämpfungsschicht (13).
  4. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) Elastomere – vorzugsweise Polyurethane – sind.
  5. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) und die Konsole (14) der mindestens einen unerwünschte Schwingungen dämpfenden Schnittstelle (10) im wesentlichen in Horizontalebenen des Deckenstativs (2) liegen.
  6. Deckenstativ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der unteren Dämpfungsschicht (15) einen höheren statischen Elastizitätsmodul aufweist als das Material der oberen Dämpfungsschicht (13).
  7. Deckenstativ nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Elastizitätsmodule der mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) etwa gleich sind.
  8. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der oberen Dämpfungsschicht (13) einen statischen Elastizitätsmodul zwischen ca. 2 N/mm2 und 6 N/mm2, vorzugsweise zwischen ca. 3 N/mm2 und 5 N/mm2 aufweist.
  9. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der unteren Dämpfungsschicht (15) einen statischen Elastizitätsmodul zwischen ca. 4 N/mm2 und 10 N/mm2, vorzugsweise im Bereich zwischen ca. 5 N/mm2 und 6 N/mm2 aufweist.
  10. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dämpfende Material mindestens einer Dämpfungsschicht (13, 15) ein gemischtzelliger Elastomerschaum – vorzugsweise aus Polyurethan – ist.
  11. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) zwischen der Deckenbefestigung (18) des Deckenstativs (2) und einem Tragarm (8) des Deckenstativs (2) angeordnet ist.
  12. Deckenstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) zwischen Teilen (8a, 8b) eines Tragarms des Deckenstativs (2) vorgesehen ist.
  13. Deckenstativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schnittstellen (10) vorgesehen sind.
  14. Deckenstativ nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine unerwünschte Schwingungen dämpfende Schnittstelle (10) sandwichartig aufgebaut ist, wobei obere und untere Gehäuseplatten (11, 12) über Spannbolzen (16) die mindestens zwei Dämpfungsschichten (13, 15) und die Konsole (14) einspannen.
  15. Deckenstativ nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbolzen (16) gegenüber der Konsole (14) in Radialrichtung freigestellt sind.
  16. Deckenstativ nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellungen mittels elastischen Elementen, vorzugsweise O-Ringen (17), ausgefüllt sind.
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