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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, welches zum Desinfizieren,
Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen Instrumenten
vorgesehen ist. Insbesondere sollen mit dem Gerät zahnärztliche
Instrumente aufbereitet werden.
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Bei ärztlichen
oder zahnärztlichen Handstücken handelt es sich
um rohrförmige Teile, die der Arzt während der
Behandlung als Griffhülse ergreift. Ein üblicherweise
in der zahnmedizinischen Praxis verwendetes Handstück ist
ein sogenanntes Bohrhandstück, das an seinem vorderen Ende
ein Behandlungswerkzeug, insbesondere einen Bohrer trägt
und mit seinem hinteren Ende mittels einer Kupplung mit einem Versorgungsschlauch
gekoppelt ist. Durch das Handstück erstrecken sich Versorgungsleitungen
für Energie zum Antrieb des Behandlungsinstruments sowie
Fluidleitungen für Behandlungsmedien, beispielsweise Luft
und/oder Wasser. Unterschieden wird oftmals zwischen sogenannten Turbinen-Handstücken,
bei denen zur Versorgung einer im vorderen Endbereich angeordneten
Turbine Druckluft vorgesehen ist, und sogenannten Motor-Handstücken,
welche als Antriebseinheit einen Elektromotor aufweisen.
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Zur
Aufrechterhaltung der Funktion der Handstücke bedarf es
von Zeit zu Zeit einer Pflege, insbesondere der drehbar gelagerten
Antriebselemente. Ferner führen die in der zahnärztlichen
Praxis immer weiter ansteigenden Hygieneanforderungen dazu, dass
eine Aufbereitung von Handstücken in regelmäßigen
zeitlichen Abständen zu erfolgen hat. Die erfolgreiche
Aufbereitung und Einhaltung der entsprechenden Vorgaben muss hierbei
durch den Zahnarzt lückenlos dokumentiert werden, was einen nicht
unerheblichen personellen und organisatorischen Aufwand nach sich
zieht.
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Eine
manuelle Wiederaufbereitung zahnärztlicher Handstücke
erfolgte bislang dadurch, dass die Instrumente nach Gebrauch am
Patienten zunächst sprühdesinfiziert und äußerlich
abgewaschen wurden. Eine Innenreinigung der Instrumente wurde hingegen
in der Regel nicht durchgeführt. Zwischenzeitlich existieren
auf dem Markt allerdings Reinigungs- und Desinfektions-Geräte,
in denen die Instrumente aufbereitet werden, bevor sie einer Ölpflege
unterzogen werden. Die maschinelle Aufbereitung bringt deutliche
Vorteile gegenüber einem manuellen Pflegen der Instrumente
mit sich, da nur ein maschinelles Verfahren eine sichere und reproduzierbare
Reinigung und Pflege ermöglicht.
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Die
bislang bekannten Geräte können allerdings in
der Regel lediglich für einzelne Aufbereitungsschritte
benutzt werden, sodass jeweils separat eine Reinigung, eine Pflege
und eine Sterilisation durchgeführt werden muss. Die Gesamtheit
der hierfür erforderlichen Geräte nimmt einen
relativ großen Platz in Anspruch, wobei für jedes
der Geräte jeweils elektrische, pneumatische und fluidische
Anschlüsse erforderlich sind. Die Realisierung einer vollständigen
maschinellen Aufbereitung zahnärztlicher Instrumente mittels
einzelner Geräte ist dementsprechend sehr umständlich
und mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die einzelnen Geräte
in der Regel nicht untereinander vernetzt sind, weshalb ein Datenaustausch
zwischen den Geräten nicht erfolgen kann. Dies führt
wiederum zu einem Mehraufwand des Bedienpersonals, da keine durchgängig
automatische Dokumentation der Instrumentenaufbereitung erstellbar
ist. Ferner müssen in Zwischenschritten die Instrumente
von Gerät zu Gerät manuell weiterbefördert
werden, was mit einem intensiven Personaleinsatz und einem großen Zeitbedarf
verbunden ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges
Gerät zum Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen
bzw. allgemein zum Aufbereiten von ärztlichen, insbesondere zahnärztlichen
Instrumenten anzugeben, mit dem die oben genannten Nachteile vermieden
werden.
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Die
Aufgabe wird durch ein Gerät, welches die Merkmale der
unabhängigen Ansprüche aufweist, gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird dementsprechend ein Gerät zur
Aufbereitung insbesondere von zahnärztlichen Instrumenten
angegeben, welches eine intensive Reinigung der Instrumente (außen
und innen) mit Reinigungsmitteln und/oder Klarspülern bei
unterschiedlichen Temperaturen ermöglicht. Es handelt sich
erfindungsgemäß um ein vollautomatisches Gerät,
welches lediglich in größeren Zeitabständen
Wartungsarbeiten des Personals erfordert. Diese beschränken
sich in erster Linie auf das Nachfüllen der Verbrauchsmaterialien, also
der Reinigung- und Pflegemittel. Die Aufbereitung der Instrumente
selbst hingegen wird ohne Eingriff des Personals durchgeführt,
was auf einen vollautomatischen Ablauf inklusive der Möglichkeit
der Erstellung einer Dokumentation zurückzuführen
ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Pflegegerät
vorgeschlagen, welches wie nachfolgend detaillierter beschrieben
in zahlreichen Aspekten optimiert wurde.
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Ein
erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft hierbei die Ausgestaltung
des Geräts, genauer genommen der Spülkammer, in
der die aufzubereitenden zahnärztlichen Instrumente angeordnet
werden. Da während der Reinigung und Pflege der Instrumente
in der Spülkammer verschiedene Drücke und Temperaturen
vorliegen, ist es erforderlich, die Spülkammer als Druck-/Vakuumbehälter
auszugestalten, der einfach und sicher verschlossen werden kann.
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Um
diese Aufgabenstellung zu lösen, wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Gerät zum
Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen,
insbesondere zahnärztlichen Instrumenten, vorgeschlagen,
welches eine Spülkammer, einen Deckel zum Verschließen der
Spülkammer sowie einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln
des Deckels mit der Spülkammer während des Betriebs
aufweist. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass der Verriegelungsmechanismus ein oder mehrere Klammern aufweist, welche
zur Verriegelung des Deckels mit dem Behälter um eine senkrecht
zur Ebene des Deckels ausgerichtete Achse schwenkbar gelagert sind.
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Wie
später ausführlich erläutert, wird hierdurch
ein sehr einfach zu bedienender Verriegelungsmechanismus für
den Deckel geschaffen, der gleichzeitig eine sehr sichere Verriegelung
der Spülkammer sicherstellt. Durch bestimmte Maßnahmen kann
eine Fehlbedienung des Geräts ausgeschlossen und dementsprechend
die Betriebssicherheit erhöht werden.
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Dabei
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verriegelungsmechanismus zwei
Klammern aufweist, welche eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen.
Hierbei können die beiden Klammern dann an einem der Schwenkachse
gegenüberliegenden Ende jeweils an einem Antrieb zum Verschwenken der
Klammern gelagert sein. Bei diesem Antrieb handelt es sich um einen
Hubzylinder, insbesondere um einen Elektrozylinder, der vorzugsweise
in ein Griffelement zum Öffnen und Schließen des
Deckels integriert ist. Die Klammern können jeweils eine
Schräge aufweisen, welche mit einer an dem Deckel vorgesehenen
Schräge zusammenwirkt, sodass beim Schließen der
Verriegelungsvorrichtung der Deckel gegen die Kammer gepresst wird.
Um eine sichere Verriegelung zu erreichen, können die Klammern
hierzu Klemmvorsprünge aufweisen, welche Ausnehmungen durchgreifen,
die in einem dem Deckel zugewandten Stirnbereich des Behälters
vorgesehen sind.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Problem der
Zuführung der verschiedenen Medien zu der Spül-
bzw. Prozesskammer. Da es sich um mehrere verschiedene Medien handelt,
welche in verschiedenen Phasen der Instrumentenaufbereitung zum
Einsatz kommen, ist es erforderlich, diese Medien jeweils individuell
zur Kammer befördern zu können. Bislang wurden
hierzu Förderpumpen eingesetzt, wobei jedem Medium eine
eigene Pumpe zugeordnet war. Diese Art der Medienförderung
ist offensichtlich mit einem großen Aufwand an Material
und dementsprechend auch mit hohen Kosten verbunden.
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Zur
Vermeidung des hohen Aufwands wird dementsprechend gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Gerät zum
Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen,
insbesondere zahnärztlichen Instrumenten vorgeschlagen,
welches eine Spülkammer sowie ein Medienversorgungssystem
aufweist, welches dazu ausgebildet ist, zumindest ein Medium, insbesondere
ein Reinigungs- oder Pflegemittel in die Spülkammer zu
leiten. Erfindungsgemäß weist hierbei das Gerät
ferner Mittel zum Erzeugen eines definierten Unterdrucks in der
Spülkammer auf, wobei die Zuführung des Mediums
durch Freigabe einer Verbindungsleitung von einem Vorratsbehälter
für das Medium zu der Spülkammer erfolgt.
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Die
Verbindungsleitung kann hierbei insbesondere ein steuerbares Ventil
aufweisen, wobei die Freigabe der Verbindungsleitung zeitgesteuert und/oder
druckgesteuert erfolgt. Der Unterdruck in der Spülkammer
liegt dabei insbesondere im Bereich von etwa 500 mbar.
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Gemäß diesem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren
zum Zuführen eines Mediums, insbesondere eines Reinigungs-
oder Pflegemittels in die Spülkammer eines Geräts
zum Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen,
insbesondere zahnärztlichen Instrumenten vorgeschlagen,
wobei erfindungsgemäß zum Zuführen des
Mediums ein definierter Unterdruck in der Spülkammer erzeugt
und anschließend eine Verbindungsleitung von einem Vorratsbehälter zu
der Spülkammer freigegeben wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es,
auf jeweils einzelne Förderpumpen für die verschiedenen
Medien zu verzichten. Es ist lediglich ein Bauteil erforderlich,
welches in der Lage ist, innerhalb der Prozesskammer bzw. Spülkammer
ein Vakuum zu erzeugen. Der Aufwand zur Förderung individueller
Medien wird hierdurch deutlich reduziert.
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Schließlich
betrifft auch ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung die
Dosierung der zugeführten Medienmenge während
der Aufbereitung der zahnärztlichen Instrumente. Die Menge
an Pflege- oder Reinigungsmitteln hängt dabei selbstverständlich
auch von der Anzahl der aufzubereitenden Instrumente ab. Diese kann
durchaus variieren, weshalb dem Gerät eine Information
bezüglich der Anzahl der aufzubereitenden Instrumente zur
Verfügung gestellt werden sollte. Der dritte Aspekt der
vorliegenden Erfindung ermöglicht hierbei eine automatische
Erkennung der tatsächlich zu reinigenden Instrumente.
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Hierzu
wird erfindungsgemäß ein Gerät zum Desinfizieren,
Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen, insbesondere
zahnärztlichen Instrumenten vorgeschlagen, welches eine
Spülkammer, in der Spülkammer befindliche Halterungen
zur Aufnahme der Instrumente, welche jeweils ein Kupplungsventil aufweisen,
ein Druckluft- und Reinigungsmittelversorgungssystem sowie Mittel
zur Erkennung der Belegung der Kupplungen durch Instrumente aufweist. Erfindungsgemäß sind
die Mittel zum Erkennen der Belegung der Halterungen durch Instrumente
dazu ausgebildet, nach Erzeugen eines Überdrucks in der Spülkammer
und Öffnung des Kupplungsventils einer Halterung anhand
des sich nachfolgenden ergebenen Druckabfalls in der Kammer die
Belegung der Halterung durch ein Instrument festzustellen. Dabei können
die Mittel ferner dazu ausgebildet sein, aufeinanderfolgend die
Belegung jeder einzelnen Halterung durch ein Instrument zu ermitteln.
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Gemäß diesem
dritten Aspekt der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Erkennen
der Belegung von Instrumenten-Halterungen eines Geräts zum
Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen von ärztlichen,
insbesondere zahnärztlichen Instrumenten vorgeschlagen,
wobei das Gerät eine Spülkammer und in der Spülkammer
befindliche Halterungen zur Aufnahme der Instrumente aufweist, welche
Halterungen jeweils ein Kupplungsventil aufweisen. Zum Erkennen
der Belegung der Halterungen durch Instrumente wird erfindungsgemäß ein Überdruck
in der Spülkammer erzeugt. Anschließend wird das Kupplungsventil
einer Halterung geöffnet und anhand des sich nachfolgend
ergebenden Druckabfalls in der Kammer die Belegung der Halterung
durch ein Instrument festgestellt.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen Vorgehensweise könnte auch vorgesehen
sein, die Belegung der Halterungen durch Instrumente mit Hilfe eines
induktiven oder kapazitiven Messsystems zu erkennen. Hierbei wird
ausgenutzt, dass es sich bei den aufzubereitenden Instrumenten in
der Regel um metallische Gegenstände handelt. Befindet
sich ein induktives Element oder ein kapazitives Element in der
Nähe der Halterungen, so wird dieses durch die Anwesenheit
eines Instruments beeinflusst.
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Dieser
Effekt kann ausgewertet werden, um die Belegung der Kupplungen zu
erkennen.
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Dieser
dritte Aspekt der Erfindung ermöglicht dementsprechend
in einfacher und eleganter Weise das Erkennen, ob eine Instrumentenhalterung
tatsächlich durch ein zu reinigendes Instrument belegt ist.
Eine entsprechend genaue und zuverlässige Dosierung der
verschiedenen Reinigungs- oder Pflegemittel ist auf diese Weise
sichergestellt.
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Letztendlich
wird also ein Gerät vorgeschlagen, welches in vollautomatischer,
zuverlässiger und reproduzierbarer Weise ein Aufbereiten
insbesondere zahnärztlicher Instrumente ermöglicht.
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Nachfolgend
soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert werden. Es zeigen:
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1 in
Schnittdarstellung eine Prozess- bzw. Spülkammer eines
erfindungsgemäßen Geräts zum Desinfizieren,
Sterilisieren und/oder Pflegen von zahnärztlichen Instrumenten;
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2 und 3 eine
mögliche Ausgestaltung einer Spülkammer des Geräts
von 1;
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4 bis 7 Darstellungen
eines an der Oberseite der Spülkammer angeordneten Deckels, der
mit der Spülkammer verriegelt werden kann;
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8 die
Ausgestaltung des Systems zur Entnahme von Medien aus Vorratsbehältern
durch die Erzeugung von Unterdruck in der Spülkammer und
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9 die
Vorgehensweise zur automatischen Erkennung der Belegung von Halterungen
des Geräts durch aufzubereitende Instrumente.
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1 zeigt
zunächst schematisch die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Geräts zum Desinfizieren, Sterilisieren und/oder Pflegen
von ärztlichen, insbesondere zahnärztlichen Instrumenten,
wobei das Gerät nachfolgend allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen
ist. Zentrales Element des erfindungsgemäßen Pflegegeräts 1 ist
ein Druckbehälter 2, der eine Prozess- bzw. Spülkammer 3 umschließt.
In dieser Spülkammer 3 sind während des
Prozessablaufs die zu reinigenden bzw. pflegenden Instrumente 4 angeordnet.
Die Anordnung der Instrumente 4 erfolgt hierbei mit Hilfe
eines Instrumententrägers, auf dem mehrere Steckplätze
bzw. Kupplungen 5 angeordnet sind. Vorzugsweise sind unterschiedliche
Kupplungen 5 vorgesehen, sodass Instrumente 4 mit
Kupplungssystemen verschiedener Hersteller aufbereitet werden können.
Als Instrumententräger dient im vorliegenden Fall der Deckel 6 der
Prozesskammer 3, der nachfolgend noch näher beschrieben
wird. Dieser Deckel 6 stellt die fluidische Ankopplung
der zu reinigenden Instrumente 4 an ein Versorgungssystem
sicher. Er wird durch eine nachfolgend detailliert beschriebene
Verriegelungsvorrichtung auf den Bund des Druckbehälters 2 geklemmt
und gegenüber diesem abgedichtet. Über in den
Deckel 6 integrierte Verbindungsrohre können dann
die einzelnen Instrumente 4 und deren Kanäle einzeln
oder gemeinsam mit einem Reinigungs- und/oder Pflegemittel beaufschlagt
werden.
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Bevor
nunmehr einzelne Komponenten bzw. Elemente des erfindungsgemäßen
Geräts detaillierter besprochen werden, soll zunächst
allgemein der Prozessablauf bei der Reinigung und/oder Pflege der Instrumente 4 beschrieben
werden. Hierbei wird vor dem Start der Aufbereitung die Druckdichtigkeit
der Prozesskammer 3 überprüft. Dabei
wird sichergestellt, dass der Deckel 6 richtig eingesetzt
und mit dem Druckbehälter 2 verriegelt ist. Auch
eine korrekte Verbindung der Fluidleitungen zwischen dem Deckel 6 und
in dem Bund des Druckbehälters 2 verlaufenden
Leitungen wird überprüft.
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Zur
Wasserversorgung des Geräts 1 wird Leitungswasser
vorzugsweise mittels einer Osmose-Anlage mit oder ohne nachgeschalteten
Mischbett-Ionenaustauscher filtriert, wobei die gelösten Salze
entfernt werden. Das Wasser bei einer Qualität von < 15 μS/cm
wird in einen geräteseitigen Vorratsbehälter geleitet,
wobei der Füllstand über einen Niveauschalter,
der als Schwimmerschalter ausgestaltet ist, und die Güte über
einen Leitwertsensor kontrolliert wird. Der Einlass in den Vorratsbehälter
ist aus hygienischen Gründen mit einer sogenannten freien
Fallstrecke ausgestaltet.
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Beim
Aufbereiten der Instrumente mit Hilfe des erfndungsgemäßen
Geräts werden dann nacheinander die folgenden Schritte
ausgeführt:
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a) Reinigen
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Zunächst
wird Wasser aus dem zuvor beschriebenen Vorratsbehälter
in die Prozesskammer 3 geleitet, wobei dies über
eine Pumpe oder – wie später beschrieben – durch
Ansaugen über Vakuum erfolgen kann. In der Prozesskammer 3 wird
das Wasser mit Hilfe von Heizelementen auf etwa 45°C aufgeheizt.
Dabei wird darauf geachtet, dass die Temperatur nicht oberhalb von
45°C liegt, um ein Koagulieren von Eiweiß zu verhindern.
Das Wasser wird ferner mit Hilfe einer Pumpe umgewälzt
und über Sprühdüsen, welche an der Mantelfläche
des Druckbehälters 2 oder in einem Zentraldom
angebracht sind, auf die Außenflächen der Instrumente 4 gerichtet,
um diese zu reinigen. Dabei kann das Reinigungswasser durch die
Instrumente 4 und/oder die Spraykanäle der Instrumente 4 und/oder
zur Außenreinigung durch die Sprühdüsen
der Prozesskammer 3 geleitet werden.
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Das
Aufheizen des Waschmediums kann während der Umwälzung
erfolgen, sodass die zu reinigenden Flächen zunächst
mit kaltem Waschmedium gereinigt werden. Das Reinigungsmittel kann hierbei
in Form von Pulver oder in Tablettenform in die Prozesskammer 3 zugegeben
werden oder aus einem entsprechenden Vorratsbehälter zudosiert werden.
Die verschiedenen Möglichkeiten zum Dosieren des Reinigungsmittels
werden nachfolgend beschrieben. Das Waschmedium kann dabei aus Tensiden
bzw. Phosphaten bestehen und einen ph-Wert oberhalb von 10 aufweisen.
Zur Beendigung des Waschvorgangs wird das Wasser aus dem Druckbehälter 2 abgelassen.
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b) Klarspülen-Neutralisation
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In
einem darauffolgenden Schritt wird dann das Wasser aus dem Vorratsbehälter
in die Prozesskammer 3 geleitet und nun auf ca. 45°C
bis 60°C aufgeheizt. Während des Umwälzenz
des Wassers wird aus einem weiteren Vorratsbehälter Klarspüler
bzw. Neutralisator zudosiert. Alternativ kann aufgrund der höheren
Temperatur im Vergleich zu dem Schritt a) nunmehr auch eine zweite
Komponente einer Reinigungstablette aufgelöst werden. Die
Flüssigkeit wird wiederum parallel oder zeitversetzt bzw.
im Intervallbetrieb durch die Instrumente 4 und die Spraykanäle geleitet
bzw. über die Sprühdüsen auf die Außenflächen
der Instrumente 4 gerichtet. Als Klarspüler bzw. Neutralisator
kommt insbesondere Phosphorsäureester mit einem ph-Wert
von 3 bis 5 zur Anwendung.
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Die
Flüssigkeit kann wiederum aus dem Druckbehälter
in die Kanalisation abgelassen werden oder verbleibt im Behälter,
um beim späteren Pflegevorgang aus den Instrumenten 4 austretendes überschüssiges
Pflegemittel aufzunehmen bzw. um die ölige Instrumentenaußenfläche
mit warmer Flüssigkeit kurz abzuspülen. In diesem
Fall wird die Flüssigkeit erst nach dem Pflegevorgang abgelassen,
wobei es hilfreich sein kann, die Instrumente 4 mit Druckluft zu
beaufschlagen, um ein Eindringen von Sprühwasser in das
Innere der Instrumente 4 zu verhindern.
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c) Pflegen
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In
einem dritten Schritt wird aus einem Pflegemittelvorratsbehälter
Pflegemittel in das Instrumenteninnere geleitet, sodass die Getriebe
und Lagerstellen geschmiert werden. Das Pflegemittel kann dabei
in flüssiger Form als Öl oder aus einer Druckdose
in einen Druckluftstrahl injektiert werden. Es ist auch möglich,
das Öl über das in der Druckdose enthaltene Treibmittel
aufzuschäumen und das Instrumenteninnere mit diesem Öl-Luft-Schaum
zu füllen. Die Luftbläschen kollabieren in diesem
Fall verhältnismäßig rasch, sodass das Öl
im gesamten Instrumenteninneren einen gleichförmigen dünnen Ölfilm bildet.
Als Schmierstoffe kommen biologisch abbaubare Fettsäure-Esteröl/Weißöl-Gemische
zur Anwendung.
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d) Abspülen
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Nachdem
zuvor beschriebenen Pflegevorgang können die Instrumente
an der Außenfläche mit der noch im Behälter
befindlichen Klarspülflüssigkeit abgespült
werden. Alternativ hierzu wird über eine Pumpe frisches
Wasser aus dem Vorratsbehälter der Prozesskammer 3 zugeführt
und über die Sprühdüsen auf die Instrumentenaußenflächen
gerichtet.
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e) Sterilisation-Vorvakuum
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Zum
Sterilisieren der Instrumente wird der Prozesskammer 3 frisches
Wasser aus dem Vorratsbehälter zugeführt. In der
Prozesskammer 3 ist zur Entlüftung eine Vakuumeinrichtung
angeschlossen, wobei der Druck innerhalb der Prozesskammer 3 überwacht
bzw. registriert wird.
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Mit
Hilfe der Vakuumeinrichtung wird die Luft aus der Prozesskammer 3 abgesaugt.
Das Vakuum wird durch Aufheizen des Wassers über Heizelemente
bis auf Atmosphärendruck abgebaut. Die Prozesskammer 3 wird
dann mit Wasserdampf befüllt, wobei sich dieser Vorgang
je nach Sterilisationsprogramm mehrmals wiederholen kann.
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Das
verdampfte Wasservolumen kann bei jedem Vakuumzyklus nachgefüllt
werden, wobei alternativ hierzu auch die gesamte für die
Dampferzeugung erforderliche Wassermenge gleich zu Beginn des Sterilisationszyklus
in die Prozesskammer 3 eingebracht werden kann.
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Alternativ
zur Dampferzeugung über in der Prozesskammer 3 befindliche
Heizelemente kann Wasserdampf zum Druckausgleich bei der Entlüftung bzw.
zur Sterilisation auch aus einem außerhalb der Prozesskammer 3 befindlichen
Dampfdruckkessel zugeführt werden.
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f) Trocknung und Kühlung
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Nach
Abschluss der Sterilisation werden die Instrumente 4 getrocknet,
in dem der in der Prozesskammer 3 befindliche Wasserdampf
zur Kondensation gebracht wird. Dies wird dadurch erzielt, dass
die Behälterwand oder in dem Behälter befindliche
Elemente gekühlt werden, beispielsweise indem aus dem Vorratshälter
entnommenes Wasser durch sie geleitet wird. Dabei kann das Wasser
kontinuierlich oder intervallförmig zugeführt
werden. Nach Beendigung des Kühlvorgangs wird das Wasser
abgeleitet. Da nunmehr innerhalb der Kamer 3 eine Temperatur unterhalb
von 50°C vorliegt, kann der Deckel 6 geöffnet
werden. Der Aufbereitungszyklus für die Instrumente 4 ist
hierdurch abgeschlossen.
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Aus
der obigen Schilderung ergibt sich, dass mit dem erfindungsgemäßen
Gerät 1 eine vollautomatische Aufbereitung zahnärztlicher
Instrumente ermöglicht wird. Eingriffe durch Bedienpersonal
sind nicht erforderlich, sodass ein sehr komfortables System vorliegt.
Einzelne Details dieses Geräts sollen nachfolgend näher
beschrieben werden.
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Dabei
soll zunächst anhand der 2 und 3 eine
vorteilhafte Ausführungsform einer Prozesskammer bzw. eines
Spülbehälters erläutert werden. Der Behälter
wurde hierbei optimiert, um die Zykluszeiten für die Aufwärm-
und Abkühlphasen während der Aufbereitungsschritte
der Instrumente zu reduzieren.
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Die
allgemein mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete Prozess-
bzw. Spülkammer ist hierzu aus einem tiefgezogenen Außenbehälter 12,
der als Druckbehälter ausgeführt ist, und einem
tiefgezogenen dünnwandigen Innenbehälter 13 aufgebaut.
Alternativ können beide Behälter 12 und 13 auch
als Schweißkonstruktion aus mehreren Teilen ausgeführt
werden. Der Außenbehälter 12 ist hierbei über Schraubverbindungen 14 mit
dem Behälterbund 15 verschraubt. Zwischen Außenbehälter 12 und
Behälterbund 15 ist eine Dichtung 16 in
Form eines umlaufenden Dichtungsrings ausgebildet.
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Der
Innenbehälter 13 ist am Behälterbund 15 eingehängt
und kann zum Reinigen der Spülkammer oder zum Austausch
der Heizung einfach nach oben entnommen werden. Dabei wird die Lage
des Innenbehälters 13 über am Behälterbund 15 ausgeführte Stifte
und entsprechende Aussparungen am Innenbehälter 13 festgelegt.
Hierdurch ist sichergestellt, dass der Innenbehälter 13 im
Hinblick auf die Öffnungen für die Reinigungsdüsen
zum Reinigen der – nicht dargestellten – Instrumente
richtig positioniert ist.
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In
dem Zwischenraum zwischen Außenbehälter 12 und
Innenbehälter 13 befinden sich eine Kühlwendel 17 sowie
eine Heizwendel 18. Da – wie nachfolgend noch
näher erläutert – der Innenbehälter 13 gegenüber
dem Außenbehälter 12 nicht abgedichtet
ist, befinden sich die Kühlwendel 17 und die Heizwendel 18 mit
ihrer gesamten Fläche innerhalb der Spülkammer,
wodurch eine optimale Wärmeübertragung bzw. Temperaturkopplung
gewährleistet ist. Die Oberfläche der Kühlwendel 17 beträgt
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwas das 2,5-fache
der zylindrischen Außenmantelfläche. Es steht
also eine sehr große Fläche zur Wärmeübertragung
zur Verfügung. Die Kühlwendel 17 wird
mittels angelöteten bzw. angeschweißten Adaptern 19 mit dem
Außenbehälter 12 verschraubt. Ein Verschweißen
oder Verlöten am Außenbehälter 12,
wie dies bei einer außen liegenden Kühlwendel
erforderlich wäre, ist bei dieser Lösung nicht
erforderlich. Die Heizwendel 18, welche im dargestellten
Ausführungsbeispiel an der Unterseite des Innenbehälters 13 angeordnet ist,
könnte alternativ auch als Flächenheizelement am
Boden innen oder außen angebracht werden.
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Um
eine effektive Dampfzirkulation zwischen dem Außenbehälter 12,
genauer gesagt zwischen dem Zwischenraum zwischen dem Innen- und
Außenbehälter und dem Innenbereich des Innenbehälters 13 zu
erreichen, sind im oberen Bereich des Innenbehälters 13 Durchbrüche
bzw. Durchgangsöffnungen 20 vorgesehen. Weitere
derartige Durchbrüche befinden sich im Bereich der Reinigungsdüsen sowie
am Boden. Diese Bodenperforation 21 besitzt gleichzeitig
eine Siebfunktion, um das Eindringen von Kleinteilen in den Ablauf
des Behälters zu verhindern.
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Ferner
sind an der Außenfläche des Innenbehälters 13 Temperaturfühler 22 angeordnet.
Diese sind abgewinkelt ausgeführt und werden aufgrund ihrer
Anordnung von mechanischen Beschädigungen geschützt.
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Die
Reinigungsdüsen 23 werden über eine Dichtung
mit dem Außenbehälter 22 verschraubt
und sprühen über eine entsprechende Öffnung
am Innenbehälter 13 auf die Instrumente. Die Befestigungsbereiche
der verschiedenen Anschraubpunkte sind jeweils geprägte,
plane Flächen und können einfach zum jeweiligen
Bauteil. beispielsweise über O-Ringe, Flachdichtungen,
usw. abgedichtet werden. Die Heizwendel 18 am Behälterboden
besitzt einen kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der
Kühlwendel 17 und kann dementsprechend bei Bedarf
ohne Demontage der Kühlwendel 17 entfernt bzw.
ausgebaut werden.
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Selbstverständlich
könnte die Prozesskammer auch anders gestaltet, beispielsweise
doppelwandig ausgeführt sein, wobei dann der Hohlraum zwischen
den Wänden zum Durchleiten eines Kühlmediums genutzt
wird.
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Ein
ordnungsgemäßer Ablauf der zuvor beschriebenen
Schritte beim Aufbereiten der Instrumente ist offensichtlich nur
dann möglich, wenn die Prozesskammer 3 druck/vakuumdicht
verschlossen wird. Hierfür ist ein spezieller Deckel mit
einem Verriegelungsmechanismus vorgesehen, der in den 4 bis 7 dargestellt
ist und nachfolgend näher erläutert werden soll.
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Der
Verriegelungsmechanismus 30 weist hierbei zunächst
einen Hubzylinder 31 auf, der vorzugsweise als Elektrozylinder
ausgebildet ist und interne oder externe Endschalter aufweist. An
dem Hubzylinder 31 sind zwei bogenförmige Verriegelungsklammern 32 über
Gelenke 33 befestigt, wobei die Klammern 32 an
ihrem gegenüberliegenden Ende an einem Lagerbolzen 34 angeordnet
sind. Dieser Lagerbolzen 34 definiert eine senkrecht zur
Ebene des Deckels 6 ausgerichtete Schwenk- bzw. Drehachse
I, um welche beide Klammern 32 geschwenkt werden können.
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Beide
Klammern 32 sind dabei in einer Nut 35 im Behälterbund 36 gelagert.
Beim Schließen der Klammern 32 ragen Klemmvorsprünge
bzw. Klauen 37 der Klammern 32 durch den Behälterbund 36 und drücken über
eine Schräge 38 den Behälterdeckel 6 über
eine umlaufende oder partielle Nut 39 auf eine stirnseitige
Dichtung 40, die beispielsweise als umlaufender O-Ring
ausgeführt sein kann. Die Nut 39 des Behälterdeckels 6 weist
dabei die gleiche Schräge wie die Klauen 37 der
Verriegelungsklammern 32 auf, sodass ein Zusammenwirken
beider Elemente sichergestellt ist.
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Wird
als Hubzylinder 31 ein Elektrozylinder verwendet, so ist
der Deckel 6 sicher verschlossen, da sich aufgrund der
Selbsthemmung der vorzugsweise verwendeten Lineargewindewelle die
Klammern 32 selbst bei Stromausfall nicht öffnen
können. Sollte zu Beginn des Schließvorgangs der
Deckel nicht auf der Behälterdichtung 40 anliegen
und eine größere Linearbewegung zum Schließen
erforderlich sein, so können die Klauen 37 der
Klammern 32 und die Deckelnut 39 auch eine steilere
Schräge aufweisen.
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Vorzugsweise
sind die beiden Klammern 32 derart ausgestaltet, dass beim Öffnen
des Behälters eine der beiden Klammern 32, welche
einen geringeren Reibwert aufweist, bis zu einem der beiden Anschläge 41 ausschwenkt.
Erst dann öffnet auch die zweite Klammer 32. Die
Endstellungen der Klammern 32 im geöffneten und
geschlossenen Zustand können dabei durch externe Endschaltung
oder durch interne Endschalter im Elektrozylinder 31 bzw. entsprechende
Kombinationen hiervon detektiert werden.
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Um
Beschädigungen durch einen nicht ordnungsgemäß eingesetzten
Behälterdeckel 6 zu verhindern, kann bei Verwendung
eines Elektrozylinders 31 dieser mit einer Strombegrenzung
ausgestattet sein. Um ferner sicherzustellen, dass der Deckel 6 ordnungsgemäß eingesetzt
wurde, kann im Behälter kurzeitig ein Unterdruck erzeugt
und durch einen Drucksensor erfasst werden. Erst wenn der Unterdruck
einen gewissen Schwellenwert erreicht hat, was nur der Fall ist,
wenn der Deckel 6 ordnungsgemäß eingesetzt
wurde, kann der Schließvorgang stattfinden.
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Es
handelt sich hierbei um ein einfaches, selbstzentrierendes System,
bei dem durch die Befestigung der Verriegelungsklammern 32 am
Hubzylinder 31 gleichzeitig eine Montage des Gesamtsystems
erfolgt. Ferner wird ein günstiger, direkter Kraftfluss
vom Deckel 6 über die Klammern 32 auf
den Behälterbund erzielt. Beim Verriegeln des Deckels 6 wird
gleichzeitig dieser gegen die Dichtung gepresst, sodass eine hohe
Dichtigkeit sowohl bei Unter- als auch bei Überdruck erzielt
wird. Ferner wird durch die stirnseitige Abdichtung des Behälters
beim Öffnen des Deckels eventuell vorhandener Druck sofort
abgebaut. Dadurch kann der Deckel 6 nicht nach oben beschleunigt
werden und entsprechend nicht zu einer Gefährdung des Bedieners
führen.
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Dem
oben geschilderten Verfahrensablauf ist entnehmbar, dass bei der
Aufbereitung der Instrumente verschiedene chemische Substanzen zur
Reinigung, Pflege und Desinfektion zum Einsatz kommen. Die Substanzen
werden in unterschiedlichen Zustandsformen (fest, pulvrig oder flüssig)
und Verpackungen (Spraydosen, Flüssigdispenser-Flaschen oder
Tabletten) angeboten und eingesetzt. Eine Kennzeichnung der unterschiedlichen
Produkte erfolgt dabei üblicherweise durch entsprechende
Aufdrucke auf der Verpackung bzw. dem Gefäß.
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Neben
Vorratsbehältern in Form von Spraydosen kommen bei dem
erfindungsgemäßen Gerät auch Behälter
zum Einsatz, welche zuzuführende Medien in flüssiger
Form bereitstellen. Insbesondere wird bei dem eingangs beschriebenen
Prozessablauf Wasser VE-Wasser, Flüssigreiniger und Klarspüler zugeführt.
Um diese Medien in die Prozesskammern zu fördern war in
der Vergangenheit pro Medium eine separate Förderpumpe
eingesetzt worden. Diese Art der Medienförderung hat allerdings
einen großen Aufwand an Material und Kosten zur Folge.
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8 zeigt
nunmehr eine Lösung dieses Problems welche darauf beruht,
innerhalb der Prozesskammer 3 ein Vakuum zu erzeugen. Hierfür kann
die Vakuumpumpe 80 eingesetzt werden, welche ohnehin zur
Durchführung der verschiedenen Reinigungs- und Pflegeschritte
erforderlich ist. Diese Pumpe 80 erzeugt nunmehr einen
Unterdruck von vorzugsweise etwa 500 mbar innerhalb der Prozesskammer,
wobei dieser Druck möglichst genau sein sollte, um eine
exakte Dosierung der zuzuführenden Medien sicherzustellen.
Zur Kontrolle des Vakuums innerhalb der Prozesskammer 3 wird
der ebenfalls üblicherweise bereits vorhandene Drucksensor 81 eingesetzt.
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Soll
nunmehr ein bestimmtes Medium zugeführt werden, so wird
für eine festgelegte Zeitspanne, die zuvor experimentell
ermittelt wurde, das zu dem zugehörigen Vorratsbehälter 50a, 50b gehörende Ventil 82a bzw. 82b geöffnet,
sodass aufgrund des Unterdrucks das zugehörige Medium in
die Prozesskammer 3 gesaugt wird. Durch Freischalten des
zugehörigen Ventils kann dementsprechend das gewünschte
Medium in die Prozesskammer 3 gefördert werden.
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Die
Dosierung des geförderten Mediums kann nunmehr beispielsweise
dadurch erfolgen, dass das Zulaufventil für eine vorab
definierte Zeit geöffnet wird. Bei dieser zeitgesteuerten
Variante muss dementsprechend zuvor ermittelt werden, welche Medienmenge
innerhalb welchen Zeitraums bei Anliegen des definierten Unterdrucks
in die Kammer 3 gefördert wird.
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Alternativ
wäre auch eine druckgesteuerte Variante möglich.
Hierbei wird nach Einleiten des zu dosierenden Mediums in die Prozesskammer 3 das zugehörige
Ventil so lange geöffnet, bis ein zweiter, geringerer Unterdruck
in der Prozesskammer erzielt wird.
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Bei
höheren Unterdrücken erfolgt der Zulauf des zu
dosierenden Mediums rascher, während er sich hingegen bei
geringeren Unterdrucken verlangsamt. Es hat sich herausgestellt,
dass ein Unterdruck von etwa 500 mbar zu einem sehr guten Kompromiss führt,
da hierbei sowohl eine rasche Zuführung bzw. Befüllung
als auch eine hohe Genauigkeit bei der Dosierung ermöglicht
ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung, bei der
die Förderung der Medien durch das an der Prozesskammer 3 anliegende
Vakuum erfolgt, kann auf den Einsatz separater Förderpumpen
verzichtet werden. Lediglich diejenigen Medien werden der Prozesskammer
zugeleitet, deren Zulaufventil zur Prozesskammer bei anliegendem
Vakuum geöffnet ist. Die Lösung ist dementsprechend
deutlich kostengünstiger als bislang bekannte Ausgestaltungen,
wobei trotz allem eine rasche aber genaue Dosierung der Medien erzielt
wird.
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Auch
der nachfolgend beschriebene Erfindungsgedanke befasst sich mit
der Zuführung bzw. Dosierung der während des Prozessablaufs
genutzten Medien. Dabei soll nunmehr sichergestellt werden, dass
die Menge des jeweils zugeführten Mediums an die Anzahl
der aufzubereitenden Instrumente angepasst ist. Je nach Anzahl der
belegten Halterungen bzw. Pflegekupplungen soll dementsprechend die
Medienmenge angepasst werden, weshalb erforderlich ist, zu erkennen
bzw. einzustellen, wie viele Instrumente sich tatsächlich
innerhalb der Prozesskammer befinden.
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Aus
dem Stand der Technik ist bislang bekannt, die Erkennung der Belegung über
verschiedene Arten von Schaltern durchzuführen, über
welche dann die zugehörigen, Ventile angesteuert wurden. Bei
einer geschlossenen Kammer hingegen, wie sie vorzugsweise bei dem
vorliegenden Gerät vorliegt, ist eine entsprechende Erkennung
der Instrumente schwieriger. Aus der
EP 1 749 502 A ist ferner eine Lösung
bekannt, bei der die zugehörige Instrumentenzuleitung mit
Druck beaufschlagt wird, wobei diese Lösung allerdings
mehrere Drucksensoren erfordert.
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Eine
im Vergleich dazu einfachere Lösung ist in 9 dargestellt,
welche auf dem Gedanken beruht, den für den Sterilisationsvorgang
ohnehin benötigten Drucksensor 81, der innerhalb
der Prozesskammer 3 angeordnet ist, für die Belegungserkennung
zu verwenden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung wird in der
Prozesskammer 3 ein Überdruck erzeugt und anschließend
das zu überprüfende Kupplungsventil MV11–MV16
geöffnet. Das Ventil MV11–MV16 entlüftet
dann atmosphärisch, wobei anhand des sich in der Prozesskammer 3 einstellenden
Druckabfalls innerhalb einer vorherbestimmten Zeitspanne festgestellt
werden kann, ob die angesprochene Kupplung 5 durch ein
Instrument 4 belegt ist oder nicht. Liegt ein geringer
Druckabfall vor, so bedeutet dies, dass die Kupplung 5 belegt
ist. Ein großer Druckabfall hingegen lässt auf
eine nicht belegte Kupplung 5 schließen. Auf diese
Weise können dann die Kupplungen 5 nacheinander
abgefragt werden.
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Die
Vorgehensweise ist schematisch in 9 dargestellt,
wobei zunächst über die Ventile MV10 und MV11
Druckluft in die Prozesskammer 3 geführt wird,
um einen Überdruck von beispielsweise 0,5 bis 2 bar, typischerweise
1 bar zu erzeugen. Anschließend wird über die
Ventile MV11 und MV31 eine definierte Zeit von 1 bis 10 Sekunden,
beispielsweise 2 Sekunden Luft aus der Prozesskammer 3 abgelassen
und der Druckabfall in der Prozesskammer bzw. der Gradient des Druckabfalls
ermittelt. In einer Auswerteelektronik 85 sind die Werte
von unbelegten Kupplungen hinterlegt, sodass anhand der entstandenen
Druckdifferenz über die Auswertelektronik 85 festgestellt
werden kann, ob die entsprechende Kupplung 5 mit einem
Instrument 4 bestückt ist oder nicht. Dieser Vorgang
wird dann so oft wiederholt, bis alle Kupplungen 5 abgefragt
wurden.
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Es
ist unmittelbar erkennbar, dass zur Durchführung der erfindungsgemäßen
Erkennung der Kupplungsbelegung ein einzelner Drucksensor ausreichend
ist, weshalb das Verfahren sehr einfach und kostengünstig
realisiert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass
einige dentale Instrumente aus Hygienegründen mit einem
System, beispielsweise einem Ventil ausgestattet sind, das eine
Rücksaugung von Spraywasser in das Instrument und die Schlauchleitung
im Einsatz verhindert. Bei einer Druckbeaufschlagung von der Spannzangenseite her,
wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, schließt
dieses Rückschlagventil und führt zu einer signifikanten
Reduzierung des Druckabfalls in der Prozesskammer
3. Die
Belegung der Kupplungen mit derartigen Instrumenten kann dementsprechend
sicher erkannt werden. Im Gegensatz dazu erfolgt bei der Lösung
der zuvor genannten
EP
1 749 502 A die Druckbeaufschlagung von der Kupplungsseite
her, was zur Folge hat, dass das Rückschlagventil lediglich
als Strömungshindernis dient, sodass hier eine Erkennung
der Belegung der Kupplung deutlich schwieriger ist.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen Vorgehensweise wäre es auch
denkbar, die Anwesenheit der Instrumente mit Hilfe eines kapazitiven
oder induktiven Messsystems zu ermitteln. Beispielsweise könnte
in der Nähe der Kupplungen eine Spule angeordnet werden.
Befindet sich nunmehr ein Instrument, bei dem es sich um einen metallischen
Gegenstand handelt, in der Nähe der Spule, so ergibt sich ein
Einfluss auf die Induktivität der Spule. Dieser kann gemessen
werden, wodurch die Belegung der Kupplung festgestellt werden kann.
In vorteilhafter Weise kann die Elektronik zum Auswerten bzw. Ermitteln
der Anwesenheit der Instrumente an den Mitteln zum Verteilen der
Medien angeordnet werden. Dies hat zur Folge, dass lediglich ein
Erkennungssystem erforderlich ist.
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In
einer Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass sich das System
selbst abgleicht, indem beispielsweise zunächst die Induktivitätswerte in
einem Zustand ermittelt werden, in dem keine Belegung der Kupplungen
vorliegt bzw. ein Dummyinstrument angeordnet ist.
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Alternativ
zu der zuvor beschriebenen induktiven Messung könnte selbstverständlich
auch ein kapazitives Element benutzt werden, dessen Kupplung mit
dem aufzubereitenden Instrument wiederum einen Einfluss auf die
Kapazität mit sich bringt.
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Insgesamt
wird dementsprechend gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Konzept für ein Gerät zum Desinfizieren, Sterilisieren
und/oder Pflegen von ärztlichen, insbesondere zahnärztlichen
Instrumenten vorgeschlagen, welches in zahlreichen Details optimiert
wurde, um eine vollautomatische, zuverlässige und reproduzierbare
Aufbereitung dentaler Instrumente zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1749502
A [0072, 0076]