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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sterilanzeige eines Sterilcontainers/-behälters, welche verlässlich die Sterilität bzw. Unsterilität des Inneren und Inhalts des Sterilcontainers/-behälters anzeigt, sowie einen Sterilcontainer/-behälter mit einer derartigen Sterilanzeige.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei der überwiegenden Mehrheit klinischer Handlungen und Operationen ist die Gewährleistung der Sterilität der verwendeten Instrumente und/oder sonstiger Hilfsmittel unerlässlich. Aus diesem Grund werden Sterilisationscontainer/-behälter (auch als Sterilcontainer/-behälter bezeichnet) verwendet, welche beispielsweise mit medizinischen Instrumenten bestückt/befüllt werden. Daraufhin wird der Sterilisationscontainer im bestückten/befüllten Zustand beispielsweise in einem Autoklaven für eine vorherbestimmte Zeitdauer auf eine vorherbestimmte Sterilisationstemperatur erhitzt, bis etwaige an den medizinischen Instrumenten anhaftende Mikroorganismen abgetötet sind.
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Im Rahmen der Qualitätskontrolle ist es hierbei wichtig, dass es für einen Endbenutzer der in dem Sterilisationscontainer/-behälter enthaltenden medizinischen Instrumente, beispielsweise für einen Operateur oder Chirurgen oder sonstiges medizinisches Personal, vor dem Öffnen des Sterilisationscontainers/-behälters eindeutig ersichtlich ist, ob die Sterilisation erfolgreich (z.B. mit der erforderlichen Temperatur) durchgeführt worden ist und das Innere des Sterilisationscontainers/-behälters seit der Sterilisation intakt bzw. unberührt ist (d.h. der Sterilisationscontainer/-behälter zwischen dem Sterilisationsvorgang und Öffnen des Behälters durch den Endbenutzer nicht geöffnet worden ist).
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Idealerweise weist der Sterilisationscontainer/-behälter daher eine Anzeigevorrichtung bzw. Sterilanzeige auf, die den Zustand des Inhalts des Sterilisationscontainers/-behälters nur dann als „steril“ anzeigt, wenn erstens der Sterilisationsvorgang (Temperatur, Druck, Zeitdauer) wie geplant durchgeführt worden ist und zweitens der Sterilisationscontainer/-behälter seit dem Sterilisationsvorgang nicht geöffnet worden ist bzw. das Innere des Sterilisationscontainers/-behälters nicht auf sonstige Weise mit der Außenwelt in Kontakt gekommen ist.
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Aus dem Stand der Technik sind für diesen Zweck zahlreiche Anzeigevorrichtungen bekannt, welche jedoch entweder aufgrund von Trägheit ein verzögertes Ansprechverhalten aufweisen, oder kompliziert in ihrem strukturellen Aufbau und somit teuer in der Herstellung sind.
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Beispielsweise gibt es Anzeigesysteme, welche ein Phasenwechselmaterial verwenden, das bei seinem Übergang von der flüssigen, klaren Phase in die feste, opake Phase eine Anzeige wie beispielsweise „steril“ verbirgt. Aufgrund der Kinetik des Phasenübergangs weist dieses Anzeigensystem eine gewisse unerwünschte Trägheit auf.
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Eine unträge Sterilanzeige ist beispielsweise aus der
DE 10 2013 103 889 A1 bekannt. Diese Sterilanzeige weist eine wärmebetätigbare Anzeigevorrichtung auf, welche nach Art eines Klappmessers aufgrund von Wärmeeinwirkung aus einem ersten Spannungszustand in einen zweiten Spannungszustand überführbar ist. Der Aufbau dieser Sterilanzeige ist kompliziert und umfasst eine Vielzahl an Bauteilen wie beispielsweise Federn, Thermobimetallelemente, Rückhaltelemente, Pleuel zur Kraftumlenkung, Anzeigeelemente etc. Daher ist die aus der
DE 10 2013 103 889 A1 bekannte Sterilanzeige schwierig zu montieren, teuer in der Herstellung und hat zudem einen relativ hohen Platzbedarf.
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Eine weitere bekannte unträge Sterilanzeige weist eine temperaturabhängig wirkende Druckfeder und eine temperaturunabhängig wirkende Druckfeder auf, welche im Zusammenspiel eine Anzeigeeinheit je nach Temperatur in eine Sterilposition oder in eine Unsterilposition bewegen. Diese Anzeigevorrichtung ist zwar in ihrem Aufbau etwas einfacher als die aus der
DE 10 2013 103 889 A1 bekannte Sterilanzeige und hat auch einen etwas geringeren Platzbedarf, hat jedoch weiterhin einen komplizierten Aufbau und erfordert relativ teure Materialien bei der Herstellung.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2011 054 827 A1 ein Anzeigesystem mit einem Druckspeicherzylinder bekannt, dessen Kolben von einem Eingriffselement in der Position „steril“ gehalten wird, bis der Container geöffnet wird. Nachteilig an diesem Anzeigesystem ist jedoch, dass es relativ voluminös ist und zudem einer aufwändigen Montage, Pflege (insbesondere die Reinhaltung der Druckspeicherzugänge) und teurer Bauteile bedarf.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sterilanzeige bereitzustellen, welche im Wechsel von dem Anzeigeergebnis „steril“ zu dem Anzeigeergebnis „unsteril“ unträge ist, jedoch nur einen geringen Platzbedarf hat und einfach und preisgünstig in der Herstellung und Montage ist. Zudem soll die Sterilanzeige verschleißfest und in seiner Funktion nicht anfällig für versehentliche Einwirkungen von außen (Fall, Schlag, Erwärmung durch Sonneneinstrahlung und Heizung, Kühlung etc.) sein.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Sterilanzeige mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Abwandlungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Sterilanzeige eines Sterilcontainers weist demnach ein (ggf. wenigstens zweidimensional elastisch deformierbares oder starres) Umlaufelement aus einem temperatur-unbeeinflussbaren Material und ein um das Umlaufelement rotierbares/umlaufendes (wenigstens zweidimensional elastisch verformbares) Nockenelement aus einem temperatur-beeinflussbaren Material auf, welches auf einer definierten Umlaufbahn um das Umlaufelement bewegbar ist. Die temperatur- und vorspannungsabhängige Relativpositionierung des Nockenelements zu dem Umlaufelement in einer definierten Sterilposition oder einer definierten Unsterilposition zeigt hierbei den Zustand des Inneren des Sterilcontainers als steril oder unsteril an.
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Die Kernidee der Erfindung liegt hierbei darin, die Relativpositionierung entlang der Umlaufbahn des Nockenelements, d.h. rotatorisch und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, translatorisch zu definieren. Keines der bekannten Sterilanzeigesysteme verwendet ein derartiges Umlaufelement, welches von einem Nockenelement temperaturabhängig umlaufen wird und wobei die Relativpositionierung zwischen dem Umlaufelement und Nockenelement entlang der Umlaufbahn des anderen Elements, d.h. rotatorisch definiert wird. Stattdessen wird bei den bekannten Sterilanzeigesystemen die Relativpositionierung von Anzeigeelementen beispielsweise über einander entgegenwirkende Druckfedern oder Druckkolben in Axialrichtung d.h. translatorisch definiert.
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Die rotatorische Definition der Relativpositionierung zwischen dem Umlaufelement und dem Nockenelement verringert die Anzahl an für die Funktion der Sterilanzeige notwendigen Bauteilen und vereinfacht somit den Zeit- und Kostenaufwand bei der Herstellung und der Montage der Sterilanzeige. Beispielsweise entfällt im Vergleich zu herkömmlichen Sterilanzeigen die Notwendigkeit für Pleuel zur Kraftumlenkung und für Führungsschienen, welche die Bewegung der Anzeigeelemente auf eine definierte Axialrichtung einschränken. Vielmehr wird es ermöglicht, eine Sterilanzeige zur verlässlichen Anzeige der Sterilität oder Unsterilität des Inhalts bzw. Inneren eines Sterilisationscontainers/- behälters mit im einfachsten Fall nur zwei strukturellen Elementen, nämlich Umlaufelement und Nockenelement, zu schaffen. Durch den vereinfachten Aufbau der Sterilanzeige, welche das (starre, temperaturunbeeinflussbare) Umlaufelement sowie das (biegeflexible/elastische, temperaturbeeinflussbare) Nockenelement hat, wird zudem die Fehleranfälligkeit bzw. Störungsanfälligkeit der Sterilanzeige verringert und die Lebensdauer der Sterilanzeige erhöht sich.
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Gemäß einem unabhängig beanspruchbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht das Umlaufelement aus einem vorzugsweise stabförmigen Vorsprung, Balken oder Stab, der an seinem einen axialen Ende am Sterilcontainer fixiert ist oder eine entsprechende Vorrichtung zum Fixieren des Umlaufelements am Sterilcontainer hat. Das Nockenelement hat/besteht aus einem Vorsprung vorzugsweise in Form eines Kragarms, Zeigers oder Stifts, der an seinem einen axialen Ende ebenfalls am Sterilcontainer fixiert ist oder eine entsprechende Vorrichtung zum Fixieren am Sterilcontainer hat und der dafür vorgesehen ist, in Konstruktionslage achsparallel sowie parallel versetzt zum Umlaufelement (Vorsprung) in dessen axialer Verlängerung angeordnet zu werden, derart, dass sich die freien Enden des Umlaufelements und des Nockenelements abschnittsweise überlappen.
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Auf diese Weise kann das Nockenelement an seinem freien Ende durch eine entsprechende Biegebewegung (des Kragarms/Stifts) auf einer Umlaufbahn senkrecht zur Nockenelement-Längsachse um das Umlaufelement (um 360°) herum wandern und so bezüglich einer Blickrichtung seitlich auf das Umlaufelement vorder- und rückseitig des Umlaufelements zu liegen zu kommen. Da sich das Nocken- und das Umlaufelement endseitig überlappen, wird auf diese Weise das freie Nockenelement-Ende vom Umlaufelement abgedeckt (in Blickrichtung unsichtbar), wenn dieses die rückseitige Position einnimmt oder umgekehrt (in Blickrichtung sichtbar), wenn dieses die vorderseitige Position einnimmt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umlaufelement vorzugsweise aus einem Blech ausgeformt, dessen hin zu dem Nockenelement vorspringender Endabschnitt gegenüber dem restlichen Blech tordiert ist. Das Blech hat eine gewisse Elastizität, um das Ausweichen und Rückstellen in der horizontalen Ebene zu gewährleisten.
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Zudem ist das Nockenelement vorzugsweise als flächiges Bauteil ausgeformt, dessen freier, hin zu dem Umlaufelement vorspringender Endabschnitt im Wesentlichen rechtwinklig aufgebogen ist, wodurch ein Anzeigeabschnitt ausgebildet wird. Der thermisch gesteuerte (Bimetall-)Abschnitt ist vorzugsweise mittig zwischen den beiden Endabschnitten des Nockenelements eingesetzt, wobei der hin zu dem Umlaufelement vorspringende Endabschnitt des Nockenelements ein einfaches Blech ist und der an dem Sterilcontainer/-behälter angebrachte Endabschnitt des Nockenelements ein Federblech ist.
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Gemäß einem weiteren unabhängig beanspruchbaren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat wenigstens das vorspringende Nockenelement vorzugsweise in Form des Kragarms, Zeigers oder Stifts zumindest abschnittsweise eine (ggf. zweidimensionale auf einer ersten Ebene) elastische Eigenschaft, um federelastisch vorzugsweise in Richtung oben-unten biegbar zu sein. Zusätzlich hat das vorspringende Nockenelement zumindest abschnittsweise bimetallische/bimetallartige Eigenschaften, d.h. die Eigenschaft, sich bei einer Temperaturerhöhung (ggf. zweidimensional in Richtung der Federelastizität) zu verbiegen/krümmen. Vorzugsweise sind der biegeelastische Abschnitt und der bimetallische/bimetallartige Abschnitt (welche in Achsrichtung hintereinander angeordnet sind) achsversetzt zueinander, wobei der biegeelastische Abschnitt vorzugsweise im Bereich des fixierten/fixierbaren Endes und der bimetallische/bimetallartige Abschnitt im Bereich des freien Endes des Nockenelements angeordnet sind.
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Durch diese parallel versetzte Anordnung sowie die Materialeigenschaften lässt sich das Nockenelement durch äußere Krafteinwirkung federelastisch in eine Position beispielsweise unmittelbar hinter das Umlaufelement verschwenken (unsichtbar), worauf es sich bei einer anschließenden Temperaturerhöhung (äußere Krafteinwirkung bleibt bestehen) abschnittsweise derart in Schwenkrichtung (auf der ersten Ebene) weiter krümmt, um sich so um das Umlaufelement herum auf dessen Vorderseite zu bewegen, um schließlich bei einer anschließenden Temperaturabnahme (äußere Krafteinwirkung bleibt bestehen) in eine Position unmittelbar vor das Umlaufelement (bezüglich des Umlaufelements gegenüberliegend zur unsichtbaren Position) zu strecken (sichtbar). Wird nunmehr die äußere Krafteinwirkung aufgehoben, nimmt das Nockenelement wieder die parallel versetzte Ausrichtung zum Umlaufelement entsprechend der kraftfreien (keine elastische Biegung, keine temperaturbedingte Krümmung) Ausgangsposition (Konstruktionslage) an.
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Gemäß einem gegebenenfalls separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung ist das Nockenelement demnach nur durch ein Zusammenwirken einer thermischen Ver- und Entformung des Nockenelements und (gleichzeitig) einer mechanischen, elastischen Verformung des Nockenelements in die definierte Sterilposition (sichtbar) relativ zu dem Umlaufelement bringbar.
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Die mechanische, elastische Verformung des Nockenelements kann beispielsweise durch manuelles oder automatisches Schließen und/oder Verriegeln des Deckels des Sterilcontainers/-behälters erfolgen. Dabei reicht aber diese mechanische Verformung allein noch nicht aus, um das Nockenelement in eine Sterilposition (sichtbar) zu bringen, sondern bringt das Nockenelement vielmehr in eine erste Spannungsposition (unsichtbar), von welcher das Nockenelement durch eine weitere, zusätzlich und additiv zu der mechanischen Verformung wirkende thermische Verformung in eine zweite Spannungsposition (unterhalb des Umlaufelements) gebracht werden kann, aus welcher das Nockenelement schließlich eine Sterilposition (sichtbar) einnehmen kann.
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In der Praxis bedeutet dies, dass das Nockenelement nur dann eine Sterilposition (sichtbar) einnimmt, wenn der Deckel des Sterilcontainers/-behälters verschlossen bzw. verriegelt ist (mechanische Verformung des Nockelements) und wenn eine vorherbestimmte Sterilisationstemperatur erfolgreich erreicht worden ist (thermische Verformung des Nockenelements zur Unterwanderung des Umlaufelements).
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung lässt sich durch die Auswahl des temperatur-gesteuerten/beeinflussbaren Materials des Nockenelements, beispielsweise durch Wahl eines speziellen Bimetalls, die für die Einnahme der Sterilposition (sichtbar) bzw. für das Unterwandern des Umlaufelements notwendige Temperatur einstellen bzw. definieren. Zudem kann über die Geometrie der Anordnung zwischen dem Nockenelement und dem Umlaufelement der für die Einnahme der Sterilposition (sichtbar) notwendige Betrag der thermischen Verformung eingestellt bzw. definiert werden.
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung ist das Nockenelement zumindest teilweise entlang einer ersten Ebene/Achse federelastisch und thermisch beweglich und das Umlaufelement ist zumindest teilweise entlang einer zweiten Ebene/Achse federelastisch beweglich, welche im Wesentlichen rechtwinklig zu der ersten Ebene/Achse verläuft.
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Weiterhin bewirkt gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden, Aspekt der Erfindung eine Bewegung des Umlaufelements entlang der ersten Ebene/Achse eine Bewegung des Nockenelements entlang der zweiten Ebene/Achse.
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Durch die Bewegung des Nockenelements und des Umlaufelements entlang zweier im Wesentlichen rechtwinklig angeordneter Ebenen/Achsen (beispielsweise vor-zurück und oben-unten) kann beispielsweise eine Bewegung des Nockelements aufgrund von mechanischer und/oder thermischer Verformung entlang der ersten Ebene/Achse (beispielsweise von oben nach unten) das Umlaufelement entlang der zweiten Ebene/Achse (beispielsweise von hinten nach vorne) bewegen bzw. verschieben.
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Durch die Bewegung des Nockenelements entlang der ersten Ebene/Achse wird das Umlaufelement vorzugsweise durch elastische Verformung aus einer Entspannungsposition in eine Spannungsposition gebracht bzw. verschoben und in dieser Spannungsposition solange gehalten, solange sich das Nockenelement in Kontakt mit dem Umlaufelement befindet.
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Bewegt sich das Nockenelement weiter derart entlang der ersten Ebene/Achse, dass der Kontakt zwischen dem Nockenelement und dem Umlaufelement abreißt, so schnappt das Umlaufelement aus der Spannungsposition entlang der zweiten Ebene/Achse schlagartig wieder in die Entspannungsposition zurück.
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung ist das Umlaufelement hierbei ein im Wesentlichen flächiges Stabbauteil, welches an seinem dem Nockenelement zugewandten Ende um einen definierten Winkel von der Longitudinalachse des Nockenelements abweichend geneigt ist, sodass das Umlaufelement an seinem dem Nockenelement zugewandten Ende eine geneigte Fläche bildet, auf welcher das dem Umlaufelement zugewandte Ende des Nockelements während einer Bewegung des Nockelements entlang der ersten Ebene/Achse gleitet. Die schräge Fläche an dem dem Nockenelement zugewandten Ende des Umlaufelements dient dazu, eine Bewegung des Nockenelements entlang der ersten Ebene/Achse (z.B. vertikal, oben-unten) in eine Bewegung des Umlaufelements entlang der zweiten Ebene/Achse (z. B. horizontal, vorne-hinten) zu übersetzen.
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden, Aspekt der Erfindung sind das Umlaufelement und das Nockenelement jeweils an ihrem einander abgewandten Ende mit dem Sterilcontainer/-behälter lösbar oder unlösbar verbunden. Vorzugsweise ist hierbei das Umlaufelement fest mit dem Sterilcontainer verbunden (Festlager) und das Nockenelement fest oder über eine Gelenkverbindung mit dem Sterilcontainer verbunden.
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung sind sowohl das Umlaufelement als auch das Nockenelement an Bauteilen, wie z.B. einem Abschnitt der Wand/Wandung des Aufnahmekörpers des Sterilcontainers/-behälters befestigt bzw. angebracht, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dadurch wird das Abkühlen des Umlaufelements und des Nockenelements in der Abkühlphase des Sterilisationsvorgangs beschleunigt und die Sterilanzeige zeigt somit schneller einen eindeutigen Zustand (sichtbar) an.
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Gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung weist das Nockenelement mindestens einen mechanisch verformbaren Abschnitt, mindestens einen thermisch verformbaren Abschnitt und mindestens einen Stütz- bzw. Betätigungsabschnitt (Betätigungsdorn) zum Abstützen des Nockenelements an dem Sterilcontainer/-behälter oder einem Deckel des Sterilcontainers/-behälters und zum dadurch Aufbringen einer mechanischen Verformungskraft auf das Nockenelement auf.
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Hierbei ist der mindestens eine mechanisch verformbare Abschnitt vorzugsweise elastisch verformbar und beispielsweise als Federblech oder Federdraht ausgebildet. Der mindestens eine thermisch verformbare Abschnitt besteht vorzugsweise aus einem Bimetall. Der Stützabschnitt zum Abstützen des Nockenelements an dem Sterilcontainer/-behälter oder einem Deckel des Sterilcontainers/-behälters hat vorzugsweise die Form eines von dem Nockenelement vorteilhafterweise im Wesentlichen rechtwinklig aufragenden Vorsprungs oder Dorns.
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Durch manuelles oder automatisches Schließen bzw. Verriegeln des Deckels des Sterilcontainers/-behälters wird eine Kraft auf den Stützabschnitt des Nockenelements aufgebracht, wodurch eine mechanische Biege – Verformungskraft auf den mechanisch verformbaren Abschnitt des Nockenelements aufgebracht wird und das Nockenelement in eine Spannungsposition (unsichtbar) gebracht/gebogen wird.
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Idealerweise soll die Sterilanzeige ein schlagartiges Umschalten zwischen der Sterilposition und der Unsterilpositon ermöglichen, so dass zu keinem Zeitpunkt eine Unklarheit bezüglich des Sterilitätsstatus des Inhalts bzw. Inneren des Sterilcontainers /-behälters besteht.
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Zu diesem Zweck ist gemäß einem weiteren, ggf. separat zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung der thermisch verformbare Abschnitt des Nockenelements baulich separat/achsversetzt von dem mechanisch verformbaren Abschnitt des Nockenelements ausgebildet. Dies ermöglicht es, eine abrupte Bewegung des Nockenelements aus einer Spannungsposition in eine Entspannungsposition aufgrund von elastischen Rückführkräften von einer allmählichen Bewegung des Nockenelements aus einer Verformungsposition in eine Entformungsposition aufgrund von nachlassenden thermischen Verformungskräften zu entkoppeln und dadurch ein generell schnelleres Umschalten des Nockenelements aus einer Spannungsposition in eine Entspannungsposition zu bewirken.
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Bei einer Übertragung dieses Entkopplungsprinzips auf den vorliegenden Erfindungsgegenstand ergibt sich das folgende Bewegungsmuster:
Zunächst wird durch Schließen/Verriegeln des Containerdeckels das Nockenelement aus der Ausgangsposition in eine Spannungsposition hinter dem Umlaufelement (unsichtbar) längs der ersten Ebene/Achse) verbracht. Dies bedeutet, dass der Container geschlossen aber unsteril ist. Mit einer Temperaturerhöhung auf Sterilisationstemperatur krümmt sich das Nockenelement thermisch bei gleichzeitiger separater Vorspannung vorzugsweise entlang der ersten Ebene/Achse, drückt dabei das Umlaufelement entlang der zweiten Ebene/Achse zur Seite und unterwandert so das Umlaufelement in Richtung Vorderseite. D.h. das Nockenelement krümmt sich unter elastischem Beiseiteschieben des Umlaufelements über das Umlaufelement hinaus, sodass dieses bei maximaler Krümmung des Nockenelements federelastisch wieder in die Ausgangslage zurück springt.
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Mit Temperaturverringerung streckt sich das Nockenelement thermisch bei gleichzeitiger separater Vorspannung und schiebt dabei das Umlaufelement erneut federelastisch beiseite, diesmal jedoch in die andere Richtung. Dabei nimmt das Nockenelement die Spannungsposition vor dem Umlaufelement (sichtbar) ein. Jetzt ist der Container geschlossen und steril.
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Wird schließlich der Deckel geöffnet und die Vorspannkraft auf das Nockenelement aufgehoben, schnappt das Nockenelement und das Umlaufelement federelastisch in deren Ausgangsposition zurück.
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Das Nockenelement kann einstückig, beispielsweise aus einem miteinander materialschlüssig (schweißen, löten, etc.) gekoppelten Federblech als Blechbiegeteil und Bimetall als Krümmungsteil ausgebildet sein. Alternativ kann das Nockenelement auch aus mehreren Stücken/Teilen oder Segmenten zusammengesetzt sein.
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Das Umlaufelement ist vorteilhafterweise einstückig, beispielsweise als Federblech oder einem Federdraht, ausgebildet.
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Gemäß einem weiteren, ggf. unabhängig zu beanspruchenden Aspekt der Erfindung weist sowohl das Nockenelement als auch das Umlaufelement jeweils einen sich gegenseitig überlappenden Anzeigeabschnitt auf, welche parallel zu der jeweiligen Longitudinalachse des Nockenelements bzw. des Umlaufelements angeordnet sind und passiv eine Bewegung des Umlaufelements bzw. des Nockenelements nachvollziehen, ohne sich gegenseitig zu berühren.
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Die Bereitstellung eines derartigen Anzeigeabschnitts verbessert das optische Erscheinungsbild der Sterilanzeige, da ein Verkratzen der Anzeigeabschnitte verhindert wird. Ohne separate Anzeigeabschnitte wird die Anzeigefunktion durch jene Flächen von Nockenelement und Umlaufelement erfüllt, welche sich aufgrund der Bewegung des Nockenelements und des Umlaufelements entlang der ersten und der zweiten Achse zumindest vorrübergehend in gleitender Berührung befinden. Durch diese Einheit zwischen Anzeigeabschnitt und Gleitfläche würden die Anzeigeabschnitte des Nockenelements und des Umlaufelements durch das Gleiten des jeweils anderen Elements über die Gleitfläche abgenutzt/zerkratzt. Durch das Bereitstellen der zusätzlichen, speziellen Anzeigeabschnitte, welche sich jeweils passiv mit entweder dem Nockenelement oder dem Umlaufelement bewegen, jedoch keine kausale Rolle bei der Bewirkung ebendieser Bewegung spielen, kann eine Abnutzung bzw. ein Verkratzen der Anzeigeabschnitte verhindert werden. Stattdessen werden lediglich die miteinander in Kontakt kommenden Flächen des Nockenelements und des Umlaufelements abgenutzt/verkratzt. Da diese jedoch nicht als Anzeige dienen, wird dadurch das optische Erscheinungsbild der Sterilanzeige nicht beeinträchtigt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Sterilcontainer/-behälter zur Sterilisation von medizinischen, vorzugsweise chirurgischen, Instrumenten mit einem mittels eines Containerdeckels verschließbaren, vorzugsweise kastenartigen, Aufnahmekörper und einem Schließ/-Verriegelungsmechanismus, welcher eine erfindungsgemäße Sterilanzeige aufweist.
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Figurenbeschreibung
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung momentan bevorzugter Ausführungsforen. Hierbei zeigt/zeigen:
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1A–D eine erfindungsgemäße Sterilanzeige eines Sterilcontainers/-behälters zu verschiedenen Zeitpunkten vor, während und nach einem Sterilisationsvorgang,
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2A–D eine erfindungsgemäße Sterilanzeige eines Sterilcontainers/-behälters, bei der der thermisch verformbare und der mechanisch verformbare Abschnitt des Nockenelements baulich separat ausgebildet sind, zu verschiedenen Zeitpunkten vor, während und nach einem Sterilisationsvorgang,
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3A–D eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Sterilanzeige eines Sterilcontainers/-behälters zu verschiedenen Zeitpunkten vor, während und nach einem Sterilisationsvorgang,
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4A–C eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Sterilanzeige eines Sterilcontainers/-behälters mit zusätzlichen Anzeigeelementen zu verschiedenen Zeitpunkten vor, während und nach einem Sterilisationsvorgang,
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5 die erfindungsgemäße Sterilanzeige aus 4A–D in Draufsicht,
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6 verschiedene alternative Ausführungsformen eines Nockenelements einer erfindungsgemäßen Sterilanzeige,
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7 verschiedene Abwandlungen der Ausbildung der Endabschnitte des Nockenelements bzw. Umlaufelements einer erfindungsgemäßen Sterilanzeige.
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1A–D zeigen eine in einem Sterilcontainer/-behälter 3 angebrachte/anbringbare erfindungsgemäße Sterilanzeige. Die Sterilanzeige weist ein Umlaufelement 1 und ein Nockenelement 2 auf, welches um das Umlaufelement 1 rotierbar ist bzw. sich auf einer Umlaufbahn um das Umlaufelement 1 bewegt. In der einfachsten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Sterilanzeige nur aus einem Umlaufelement 1 vorliegend in Form eines vorzugsweise zweidimensional biegeelastischen Stabs und einem Nockenelement 2 vorzugsweise in Form eines zumindest abschnittsweise, weiter vorzugsweise zweidimensional biegelastischen Zeigers. Das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 sind jeweils als ein einstückiges Blechbiegeteil bzw. als Federblech ausgebildet.
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Das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 sind gegenüberliegend achsparallel (parallel versetzt) ausgerichtet, derart, dass sich deren zugewandte, freie Enden abschnittsweise überlagern.
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Das Umlaufelement 1 ist an dem anderen Ende fest mit dem Sterilcontainer/-behälter 3 vorzugsweise an einer Vertikalwand desselben angebracht und derart ausgerichtet, dass sich die Längsachse des Umlaufelements 1 im Wesentlichen senkrecht zu der Vertikalwand bzw. parallel zu einem Boden 4 des Sterilcontainers/-behälters 3 erstreckt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Umlaufelement 1 beispielsweise an der Seitenwand 5 des Aufnahmekörpers des Sterilcontainers/-behälters 3 z.B. durch Schweißen fixiert, wobei aber auch eine lösbare Verbindung vorgesehen sein kann.
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Das freie, dem Nockenelement 2 zugewandte und nicht mit dem Sterilcontainer/-behälter 3 verbundene Ende des stabförmigen Umlaufelements 1 hat ein abgeflachtes Ende (plattenförmig), das um einen definierten Winkel bezüglich der Vertikalen um die Längsachse des Umlaufelements 1 gedreht ist, sodass das Umlaufelement 1 an seinem dem Nockenelement 2 zugewandten Ende eine bezüglich der ersten Ebene/Achse geneigte Fläche bzw. Gleitfläche 6 bildet. In anderen Worten ist das Umlaufelement 1 zumindest abschnittsweise als ein bezüglich der ersten Ebene (Bewegungsebene des Nockenelements 2) längs in sich verdrehtes flächiges Bauteil ausgebildet.
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Die geneigte Fläche 6 an dem dem Nockenelement 2 zugewandten Ende des Umlaufelements 1 schneidet die Bewegungsachse/-ebene des Nockenelements 2 und bildet daher eine Gleitfläche 6, auf welcher das dem Umlaufelement 1 zugewandte Ende des Nockelements 2 während einer Bewegung des Nockenelements 2 abgleitet. Durch die Bewegung des Nockenelements 2 entlang der geneigten Fläche 6 des Umlaufelements 1 wird eine Kraft auf die Gleitfläche 6 aufgebracht und das Umlaufelement 1 wird aufgrund einer elastischen Verformbarkeit des Umlaufelements 1 entsprechend beiseite bewegt.
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Das Nockenelement 2 ist in seiner Bewegung bzw. Positionierung teilweise mechanisch und teilweise thermisch gesteuert. Das Nockenelement 2 ist an einem Ende fest mit dem Sterilcontainer/-behälter 3 verbunden bzw. verbindbar. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Nockenelement 2 an einer Seitenwand 5 des Aufnahmekörpers des Sterilcontainers/-behälters 3 beispielsweise durch Schweißen fixiert und derart ausgerichtet, dass sich die Längsachse des Nockenelements 2 im Wesentlichen horizontal bzw. parallel zum Boden 4 des Sterilcontainers/-behälters 3 erstreckt.
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Das Nockenelement 2 weist einen mechanisch verformbaren (biegbaren), elastischen Abschnitt 2a, einen thermisch verformbaren (abkrümmbaren) Bimetallabschnitt 2b und mindestens einen Stützabschitt oder Dorn 2c zum Abstützen des Nockenelements 2 an dem Sterilcontainer-/behälter 3 bzw. an dem Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 und zum dadurch Aufbringen einer mechanischen Verformungskraft auf das Nockenelement 2 auf. In dieser Ausführungsform ist das Nockenelement 2 einstückig als Blechbiegeteil ausgebildet. Alternativ kann das Nockenelement aber auch aus mehreren Unterelementen bzw. Bauteilen zusammengesetzt sein.
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1A zeigt die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Sterilanzeige in einem Zustand, in welchem der Sterilcontainer/-behälter 3 geöffnet ist und das Innere des Sterilcontainers/-behälters 3 sowie etwaige darin enthaltene Instrumente unsteril sind.
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Der Sterilcontainer/-behälter ist zudem kalt, da noch kein Sterilisations- oder Autoklaviervorgang begonnen wurde.
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In diesem Zustand befinden sich sowohl das Umlaufelement 1 als auch das Nockenelement 2 jeweils in einer Entspannungsposition (Konstruktionslage) und das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 berühren sich nicht.
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In diesem Zustand zeigt die Sterilanzeige den Zustand „unsteril“ an. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass vor der Sterilanzeige eine Sichtblende montiert ist und die geometrische Anordnung von dem Umlaufelement 1 und dem Nockenelement 2 derart ist, dass in einem Zustand, in welchem sowohl das Nockenelement 2 als auch das Umlaufelement 1 jeweils in einer Entspannungsposition sind, durch die Sichtblende nur der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 sichtbar ist. Hierbei sind das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 derart angeordnet, dass sich das Nockenelement 2 bei einer Betrachtung durch die Sichtblende hindurch in Betrachtungsrichtung hinter dem Umlaufelement 1 befindet.
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Bei der in 1A gezeigten Anordnung befindet sich bei geöffnetem und kaltem Sterilcontainer/-behälter 3 das Nockenelement 2 über (d.h. näher zu dem Deckel 4 des Sterilcontainers 3 hin angeordnet) dem Umlaufelement 1 und bei einer Betrachtung durch die nicht gezeigte Sichtblende hindurch in Betrachtungsrichtung hinter dem Umlaufelement 1. In dieser Position ist der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 durch die nicht gezeigte Sichtblende sichtbar, was der Anzeige „unsteril“ entspricht.
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Wird nun der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 geschlossen bzw. verriegelt, so bringt der Deckel 7, wie in 1B gezeigt, eine Kraft auf den Stützabschnitt/Dorn 2c des Nockenelements 2 auf, wodurch sich der mechanisch bzw. elastisch verformbare Abschnitt 2a des Nockenelements 2 verformt, das Nockenelement 2 sich entlang der ersten Achse bzw. Bewegungsachse/Ebene (in 1B von dem Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 weg, hin zu dem Boden 4 des Sterilcontainers/-behälters 3) bewegt und in eine erste Spannungsposition hinter dem Umlaufelement 1 (unsichtbar) gebracht wird.
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Das Nockenelement 2 bewegt sich entlang seiner Bewegungsachse/-ebene und trifft damit auf die diese Bewegungsachse/-ebene schneidende Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1. Mit der fortschreitenden Bewegung des Nockenelements 2 wird aufgrund der Neigung der Gleitfläche 6 zunehmend eine (Horizontal-)Kraft auf das Umlaufelement 1 aufgebracht. Dies führt dazu, dass sich das Umlaufelement 1 mechanisch/elastisch verformt und entlang der zweiten Achse bzw. Bewegungsachse/-ebene (in 1B in Vorne-Hinten-Richtung) in eine Spannungsposition bewegt bzw. ausweicht. In anderen Worten wird das Umlaufelement 1 durch die Vertikalbewegung des Nockenelements 2 in der Horizontalebene in eine Spannungsposition verschoben.
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Aufgrund der geometrischen Anordnung des Umlaufelements 1 und des Nockenelements 2 befindet sich das Nockenelement 2 in diesem Zustand bei Betrachtung durch die Sichtblende in Betrachtungsrichtung hinter dem Umlaufelement 1. Das Nockenelement 2 gleitet also entlang der dem Betrachter abgewandten Fläche des dem Nockenelement 2 zugewandten Endabschnitts des Umlaufelements 1 entlang. Der Zustand des Inneren des Sterilisationscontainers/-behälters 3 wird also bei geschlossenem/verriegelten, kalten Sterilisationscontainer/-behälter 3 als „unsteril“ angezeigt.
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Wird der geschlossene bzw. verriegelte Sterilcontainer/-behälter 3 nun im Rahmen eines Sterilisations-/Autoklaviervorgangs erhitzt, so bewirkt die Erwärmung eine zusätzliche Verformung des thermisch gesteuerten Abschnitts 2b (z.B. ein Bimetallabschnitt) des Nockenelements 2, wodurch das Nockenelement 2 in eine zweite Spannungsposition gebracht wird. Diese zweite Spannungsposition kann nur durch die kumulative bzw. in Summe wirkende mechanische und thermische Verformung des Nockenelements 2 von dem Nockenelement 2 eingenommen werden.
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Wie in 1C gezeigt, verformt sich das Nockenelement 2 derart, dass es weiter entlang seiner Bewegungsachse/-ebene bzw. in der dargestellten Ausführungsform hin zu dem Boden 4 des Sterilcontainers/-behälters 3 über die Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 gleitet. Durch die thermisch gesteuerte Bewegung des Nockenelements 2 wird das Umlaufelement 1 weiter entlang seiner Bewegungsachse/-ebene bewegt, d.h. in der dargestellten Ausführungsform weiter elastisch nach vorne gedrückt.
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Bei Überschreiten einer bestimmten/vorherbestimmten Sterilisationstemperatur, welche durch Materialwahl und Geometrie der Anordnung von Nockelement 2 und Umlaufelement 1 definierbar ist, bewegt sich das Nockenelement 2 so lange entlang seiner Bewegungsachse/-ebene, bis es die gesamte Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 passiert hat. Das Nockenelement 2 gleitet somit über die gesamte Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 bis das Nockelement 2 von der Gleitfläche 6 abgleitet.
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Sobald der Kontakt zwischen dem Umlaufelement 1 und dem Nockenelement 2 abreißt, schnappt das durch die elastische Verformung aufgrund der von dem Nockenelement 2 auf das Umlaufelement 1 aufgebrachten Kraft in einer Spannungsposition befindliche Umlaufelement 1 schlagartig wieder in seine Entspannungsposition zurück.
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In diesem Zustand befindet sich bei einer Betrachtung der Sterilanzeige durch die Sichtblende der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 von der Betrachtungsachse versetzt außerhalb des Betrachtungsbereichs, sodass weiterhin nur der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 durch die Blende sichtbar ist und der Inhalt des Sterilcontainers/-behälters 3 auch weiterhin als „unsteril“ angezeigt wird.
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Erfolgt nun, wie in 1D gezeigt, – eventuell nach einer weiteren Erwärmung- ein Abkühlen des Sterilcontainers/-behälters 3, so kehrt das Nockenelement 2 aus seiner durch mechanische und thermische Verformung bewirkten zweiten Spannungsposition wieder in die nur durch mechanische Verformung bewirkte erste Spannungsposition zurück – diesmal jedoch auf der Vorderseite des zurück geschnappten Umlaufelements 1.
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Aufgrund der Geometrie der Anordnung zwischen dem Nockenelement 2 und dem Umlaufelement 1, dessen Gleitfläche 6 hin zu einer ersten Seite geneigt ist, bewegt sich das Nockenelement 2 hierbei graduell bzw. allmählich auf einer zweiten Schrägseite an dem Umlaufelement 1 vorbei und schiebt dieses (nach hinten) beiseite. In der dargestellten Ausführungsform ist die Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 von dem Betrachter weg (nach unten) geneigt und das Nockenelement 2 schiebt sich daher bei Betrachtung in Betrachtungsrichtung vor das Umlaufelement 1. Hierdurch wird durch die Sichtblende der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 allmählich sichtbar und der Inhalt des Sterilcontainers/-behälters 3 wird als „steril“ angezeigt.
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Wird der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 nun geöffnet, so wird keine Kraft mehr auf den Stützabschnitt 2c des Nockenelements 2 aufgebracht und das Nockenelement 2 schnappt aus seiner durch mechanische bzw. elastische Verformung bewirkten ersten Spannungsposition in seine Entspannungsposition zurück. In dieser Position ist durch die Sichtblende wieder nur der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 sichtbar und der Inhalt des Sterilcontainers/-behälters 3 wird wieder als „unsteril“ angezeigt.
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Die erfindungsgemäße Sterilanzeige bietet den Vorteil, dass sie sehr einfach und mit geringer Toleranz herzustellen und zu montieren ist, da nur zwei vergleichswiese simple Bauteile, Nockenelement 2 und Umlaufelement 1, benötigt werden. Zudem ist die Sterilanzeige weitgehend verschleißfrei, unanfällig für äußerer Einflüsse wie Schlag, Fall und dergleichen und ist leicht reinigbar sowie nur sehr schwer manipulierbar.
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Zudem wird durch das für die Einnahme einer Sterilposition notwendige summarische Zusammenwirken von mechanischer und thermischer Verformung des Nockenelements 2 gewährleistet, sodass der Inhalt des Sterilcontainers/-behälters 3 verlässlich nur dann als „steril“ angezeigt wird, wenn eine vorherbestimmte Sterilisationstemperatur erreicht worden ist und der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 bis zum Abschluss des Sterilisationsvorgangs (auch während des Abkühlens) geschlossen bzw. verriegelt geblieben ist. Wird beispielsweise der Sterilcontainer/-behälter 3 nach der Sterilisation bzw. dem Autoklavieren, jedoch noch vor der Verwendung durch den Endbenutzer, z.B. einen Chirurgen oder Operateur, geöffnet, so wird der Inhalt des Sterilcontrainers/-behälters 3 eindeutig als „unsteril“ angezeigt.
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Der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 und der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 können jeweils eine Markierung aufweisen, beispielsweise kann der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 rot eingefärbt und der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt 2 des Nockenelements kann grün eingefärbt sein.
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Eine derartige Farbkodierung erleichtert das Ablesen des Sterilzustandes des Inneren des Sterilisationscontainers/-behälters 3, da durch die Sichtblende in der Sterilposition der erfindungsgemäßen Sterilanzeige der grüne, dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 sichtbar ist und in der Unsterilposition der erfindungsgemäßen Sterilanzeige der rote dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 sichtbar ist.
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Vorteilhafterweise sind sowohl das Umlaufelement 1 als auch das Nockenelement 2 an Bauteilen, wie z.B. einem Abschnitt der Seitenwand 5 des Aufnahmekörpers des Sterilcontainers/-behälters 3 befestigt bzw. angebracht, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Dadurch wird das Abkühlen des Umlaufelements 1 und des Nockenelements 2 in der Abkühlphase des Sterilisationsvorgangs beschleunigt und die Sterilanzeige zeigt somit schneller einen eindeutigen Zustand an.
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In 2 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform ermöglicht die eindeutige und unträge Anzeige des Zustands des Inneren des Sterilisationscontainers/-behälters 3 entweder als „unsteril“ oder „steril“.
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Im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform, bei der sich der thermisch gesteuerte Abschnitt 2b des Nockenelements 2 mit abnehmender Temperatur allmählich in seine Entspannungsposition bewegt, wodurch sich das Nockenelement 2 allmählich in das Sichtfeld des durch die Sichtblende schauenden Betrachters in eine definierte Sterilposition schiebt, besteht bei der erfindungsgemäßen Sterilanzeige gemäß dieser zweiten Ausführungsform niemals Unklarheit oder Zweifel über den Sterilzustand des Inneren des Sterilcontainers/-behälters 3. Vielmehr wird ein ruckartiges bzw. digitales Umschalten zwischen den Anzeigen „unsteril“ und „steril“ nach dem „Entweder-Oder“-Prinzip ermöglicht.
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Zu diesem Zweck weist das Nockenelement 2 gemäß dieser Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, ein separates Bauteil 2B zur thermischen Verformung auf. In anderen Worten sind bei dieser Ausführungsform durch die mehrstückige Ausbildung des Nockenelements 2 die Komponenten der thermischen Verformung und der mechanischen Verformung baulich entkoppelt bzw. separiert. Der thermisch verformbare Bimetallabschnitt 2B des Nockenelements ist somit als eigenständiges Bauteil ausgebildet, welches separat ist von dem mechanisch verformbaren bzw. elastischen Abschnitt 2A des Nockenelements 1.
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Dieses thermisch gesteuerte Bauteil 2B des Nockenelements 2 ist, wie in 2A gezeigt, im Wesentlichen als ein längliches Bauteil ausgebildet, welches sich im Wesentlichen parallel zu der Längserstreckung bzw. Longitudinalachse des mechanisch gesteuerten bzw. verformbaren Bauteils 2A des Nockenelements 2 erstreckt.
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An seinem dem Umlaufelement 1 abgewandten Ende ist das thermisch gesteuerte Bauteil 2B des Nockenelements 2 an der Seitenwand 5 des Sterilcontainers/-behälters 3 angebracht/fixiert.
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An seinem dem Umlaufelement 1 zugewandten Ende weist das thermisch gesteuerte Bauteil 2B des Nockenelements 2 einen Greifabschnitt 2G auf, mit dem das thermisch gesteuerte Bauteil 2B das mechanisch gesteuerte, fest an der Seitenwand 5 fixierte Bauteil 2A des Nockenelements 2 greift. Dazu liegt der Greifabschnitt 2G auf einer an dem Nockenelement vorgesehenen Auflagefläche auf. In der in 2 gezeigten Ausführungsform ist der Greifabschnitt 2G des thermisch gesteuerten Bauteils 2B des Nockenelements 2 als hakenförmiges Biegeteil ausgebildet. Alternativ und/oder zusätzlich können allerdings auch andere Varianten des Form- und/oder Reibschlusses bei der Ausgestaltung des Greifabschnitts 2G vorgesehen werden.
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Wird der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 geschlossen bzw. verriegelt, so wird zunächst, wie bereits mit Bezug auf 1 beschrieben, das Nockenelement 2 in eine durch mechanische Verformung aufgrund der auf den Stützabschnitt 2c des Nockenelements 2 durch den Deckel 7 aufgebrachten Kraft bewirkte erste Spannungsposition (unsichtbar) gebracht (Siehe 2A und 2B).
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Bei einer Erwärmung des Sterilisationscontainers/-behälters 3 und der darin montierten Sterilanzeige bringt das thermisch gesteuerte Bauteil 2B des Nockenelements das mechanisch verformbare bzw. gesteuerte Bauteil 2A des Nockenelements 2 aus der ersten Spannungsposition in die durch das Zusammenwirken von mechanischer und thermischer Verformung erreichbare zweite Spannungsposition (siehe 2C). Hierbei baut sich zunächst bei der Erwärmung die durch die mechanische Verformung in dem thermisch gesteuerten Bauteil 2B des Nockenelements aufgebaute Spannung durch die thermische Verformung ab. Erst wenn die mechanische Spannung vollständig abgebaut wurde, erfolgt eine weitere Verformung des thermisch gesteuerten Bauteils 2B und dadurch auch des Nockenelements 2.
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Bei Überschreiten der vorherbestimmten Sterilisationstemperatur löst sich der Greifabschnitt 2G des thermisch gesteuerten Bauteils 2B des Nockenelements 2 von dem mechanisch gesteuerten Bauteil 2A des Nockenelements 2 und das thermisch gesteuerte Bauteil 2B des Nockenelements 2 gibt das mechanisch gesteuerte Bauteil 2A des Nockenelements 2 frei. Bei der Krümmung der beiden Bauteile 2A und 2B wandert der Greifabschnitt 2G entlang der an dem Nockenbauteil 2 vorgesehenen Auflagefläche zu dem freien Ende des Nockenbauteils 2 hin, bis der Greifabschnitt das Ende der Auflagefläche an dem Nockenbauteil 2 überschritten hat. In diesem Moment besteht keine Kopplung der beiden Bauteile 2A und 2B mehr.
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Hierdurch schnappt, wie in 2D gezeigt, das mechanisch gesteuerte und in der zweiten Spannungsposition vorgespannte Bauteil 2A schlagartig bzw. abrupt in die erste Spannungsposition zurück. Das thermisch gesteuerte Bauteil 2B bewegt sich mit abnehmender Temperatur graduell bzw. allmählich wieder in seine Entspannungsposition zurück.
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Vorteilhafterweise ist hierbei die Markierung „steril“ beispielsweise als grüne Fläche, auf dem dem Umlaufelement zugewandten Endabschnitt des mechanisch verformbaren Bauteils 2A des Nockenelements 2 angeordnet. Der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des mechanisch verformbaren Bauteils 2A des Nockenelements 2 dient also als Anzeigeabschnitt. Durch die Entkopplung zwischen dem thermisch gesteuerten Bauteil 2B und dem mechanisch gesteuerten Bauteil 2A des Nockenelements 2 wird somit ermöglicht, dass das mechanisch gesteuerte Bauteil 2A mit der Anzeige „steril“ schlagartig/abrupt in die Sterilposition schnappt, sodass durch die Sichtblende die Anzeige „steril“ bzw. „grün“ sichtbar ist, obwohl die Rückführung des thermisch gesteuerten Elements 2B in seine Entspannungsposition mit abnehmender Temperatur graduell bzw. allmählich erfolgt.
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Das Umschalten zwischen den Anzeigen „unsteril“ und „steril“ erfolgt bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sterilanzeige somit digital und ohne Übergangsphasen, in denen der Zustand des Inneren des Sterilisationscontainers/-behälters nicht eindeutig als entweder „unsteril“ oder „steril“ markiert ist.
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Beim Abkühlen folgt bewegt sich das freie Ende des Bauteils 2B wieder nach oben, bis es das Bauteil 2A einholt und berührt. Dabei kommt eine an dem Greifabschnitt 2G vorgesehene Abgleitfläche mit dem hinteren Rand (entsprechend der Ansicht in 2) der Auflagefläche an dem Nockenbauteil 2 in Kontakt. Durch weiteres Abkühlen gleitet diese Abgleitfläche an dem hinteren Rand der Auflagefläche entlang, wobei das Bauteil 2B in horizontaler Richtung (in diesem Fall nach hinten) ausweicht. Dieses Ausweichen erfolgt aufgrund der Elastizität des Bauteils 2B oder alternativ indem das Bauteil 2B ein in dieser Richtung wirksames Gelenk an der Verbindung zur Wand 5 aufweist und mit einer Feder belastet ist, welche dieses Bauteil in die vertikale Ausgangsebene zurück drängt. Hat das Bauteil 2B das Bauteil 2A vollständig eingeholt, so schnappt der Greifabschnitt über die Auflagefläche und die beiden Bauteile 2A und 2B sind wieder miteinander gekoppelt.
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3 zeigt die Relativbewegung von dem Nockenelement 2 und dem Umlaufelement 1 zueinander in den in den 1A–1D und 2A–2D gezeigten Schritten in einer Querschnittsansicht.
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In der in 3A gezeigten Position befinden sich sowohl das Nockenelement 2 als auch das Umlaufelement 1 in ihrer jeweiligen Entspannungsposition und es besteht kein Kontakt zwischen dem Nockenelement 2 und dem Umlaufelement 1. Bei Betrachtung in Pfeilrichtung durch die Blende 11 ist das Umlaufelement 1 sichtbar, d.h. Umlaufelement 1 und Nockenelement 2 befinden sich in einer die Unsterilität des Inneren des Sterilcontainers/-behälters 3 anzeigenden Relativpositionierung, bzw. in einer Unsterilposition.
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Wird der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 geschlossen bzw. verriegelt, so wird, wie in 3B gezeigt, das Nockenelement 2 durch mechanische Verformung entlang einer ersten Bewegungsachse/-ebene A in eine erste Spannungsposition bewegt und gleitet dabei an der Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 entlang. Hierdurch wird das Umlaufelement 1 entlang einer zweiten Bewegungsachse/-ebene B durch mechanische Verformung in eine Spannungsposition zur Seite verschoben.
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Die erste Bewegungsachse A des Nockenelements und die zweite Bewegungsachse B des Umlaufelements sind im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet.
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Bei Betrachtung in Pfeilrichtung durch die Blende 11 ist weiterhin nur das Umlaufelement 1 sichtbar, d.h. Umlaufelement 1 und Nockenelement 2 befinden sich in einer die Unsterilität des Inneren des Sterilcontainers/-behälters 3 anzeigenden Relativpositionierung, bzw. in einer Unsterilposition.
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Durch eine weitere thermische Verformung des Nockenelements 2 wird dieses entlang der ersten Bewegungsachse A in eine zweite Spannungsposition bewegt und gleitet hierbei über die Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1, bis das Nockenelement 2 die Gleitfläche 6 einmal vollständig überquert hat und der Kontakt zwischen dem Nockenelement 2 und dem Umlaufelement 1 wieder abreißt.
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In dieser Position schnappt das mechanisch vorgespannte Umlaufelement 1, wie in 3C gezeigt, durch Bewegung entlang seiner Bewegungsachse B wieder in seine Entspannungsposition zurück. Bei Betrachtung in Pfeilrichtung durch die Blende 11 ist das Umlaufelement 1 sichtbar, d.h. Umlaufelement 1 und Nockenelement 2 befinden sich auch jetzt noch in einer die Unsterilität des Inneren des Sterilcontainers/-behälters 3 anzeigenden Relativpositionierung, bzw. in einer Unsterilposition.
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Nimmt die Temperatur daraufhin ab, so bewegt sich das Nockenelement 2 entlang der ersten Bewegungsachse A aus der durch das Zusammenwirken von thermischer und mechanischer Verformung erwirkten zweiten Spannungsposition wieder in seine nur durch mechanische Verformung erwirkte erste Spannungsposition zurück. Bei dieser Bewegung bewegt sich das Nockenelement 2 entlang der anderen Seite der geneigten Gleitfläche 6 des Umlaufelements 1 im Vergleich zu der in 3A gezeigten Position und bewegt das Umlaufelement 1 entlang seiner Bewegungsachse B in die andere Richtung im Vergleich zu der Bewegungsrichtung des Umlaufelements 1 in 3A.
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Bei Betrachtung in Pfeilrichtung durch die Blende 11 schiebt sich das Nockenelement 2 somit vor das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 ist durch die Blende 11 sichtbar, d.h. Umlaufelement 1 und Nockenelement 2 befinden sich in einer die Sterilität des Inneren des Sterilcontainers/-behälters 3 anzeigenden Relativpositionierung, bzw. in einer Sterilposition.
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Wird der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 daraufhin geöffnet bzw. entriegelt, so nehmen das Umlaufelement 1 und das Nockenelement 2 wieder ihre in 3A gezeigte Relativpositionierung bzw. die Unsterilposition ein.
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Durch die Gleitberührung zwischen dem Nockenelement 2 und dem Umlaufelement 1 können die jeweils dem anderen Element zugewandten Endabschnitte des Nockenelements 2 bzw. des Umlaufelements 1, welche auch als beispielsweise grün oder rot markierte Anzeigeabschnitte fungieren, abgenutzt werden bzw. zerkratzen. Hierdurch leidet das optische Erscheinungsbild der Sterilanzeige mit der Zeit beträchtlich. Zur Überwindung dieses Problems sind in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, welche in 4A–D gezeigt ist, die Funktionen als Anzeige und als Gleitfläche baulich getrennt.
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Hierfür ist an dem Nockenelement 2 ein Anzeigeelement 9a und an dem Umlaufelement 1 ein Anzeigeelement 9b parallel zu dem jeweiligen das andere Element (also Nockenelement 2 oder Umlaufelement 1) berührenden und als Kontaktfläche dienenden Abschnitt ausgebildet. Die Anzeigeelemente 9a, b bilden somit die jeweilige Bewegung des Nockenelements 2 und des Umlaufelements 1 nach, spielen hierbei aber keinerlei kausale Rolle bei der Relativpositionierung zwischen Nockenelement 2 und Umlaufelement 1, sondern werden lediglich passiv mit ihrem jeweiligen zugeordneten Element bewegt.
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Wie in 4A–4D gezeigt, bewegen sich die Anzeigeelemente 9a, b entsprechend der Bewegung des Nockenelements 2 bzw. des Umlaufelements 1, ohne einander jedoch zu berühren. In anderen Worten werden die Bewegungen des Nockenelements 2 und des Umlaufelements 1 von den jeweiligen Anzeigeelementen passiv nachvollzogen bzw. nachverfolgt.
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5 zeigt den strukturellen Aufbau des Nockenelements 2 und des Umlaufelements 1 der in 4A–D gezeigten Ausführungsform in Draufsicht.
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Der Aufbau der Sterilanzeige gemäß dieser Ausführungsform erhöht zwar das für die Sterilanzeige benötigte Raumvolumen, erhöht allerdings auch die Qualität der Erscheinung der Sterilanzeige und die Lebensdauer dieser.
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In 6 sind verschiedene Abwandlungen bzw. alternative Ausbildungen des Nockenelements gezeigt.
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Der Vollständigkeit halber ist in 6A nochmals das bereits in den 1 und 2 gezeigte Nockenelement 2 in Seitenansicht (links in 6A–6C) und in Draufsicht (rechts in 6A–6C) gezeigt. Dieses Nockenelement 2 hat einen mechanisch verformbaren Abschnitt 2a, einen thermisch verformbaren Abschnitt 2b und einen Stützabschnitt 2c, mit dem bei Schließen bzw. Verriegeln des Deckels 7 des hier nicht gezeigten Sterilcontainers/-behälters 3 mechanische Verformungskräfte auf das Nockenelement 2 aufgebracht werden.
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Wie in 6B gezeigt, kann die Aufbringung mechanischer und thermischer Verformungskräfte auf das Nockenelement 2 auch durch einen einzigen Abschnitt des Nockenelements 2 erfolgen.
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In dieser Ausführungsform sind die Funktionen des thermisch verformbaren Abschnitts 2b und des Stützabschnitts 2c baulich in einem Bauteil 2D integriert. Dieses Bauteil 2D kann beispielsweise ein Formgedächtniselement oder ein federförmig gewickeltes Bimetall sein. Das Nockenelement 2 ist auch bei einer derartigen Ausbildung an einem Ende mit der Wand/Wandung 5 des Sterilcontainers/-behälters 3 fest verbunden.
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In dieser Ausführungsform ist das die Funktionen des Stützabschnitts 2c und des thermisch verformbaren Abschnitts 2b erfüllende Bauteil 2D als federförmiges Bimetall ausgebildet. An seinem dem Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters zugewandten Ende weist das federförmige Bimetall 2D eine Kappe 10 auf, welche überwiegend optische Funktionen übernimmt und einen Durchbruch in einem nach innen gebogenen Rand des Körpers des Sterilcontainers/-behälters 3 ausfüllt.
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Wird der Deckel 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 geschlossen bzw. verriegelt, so wird mechanisch über das Zusammendrücken des federförmigen Bimetalls 2D als mechanische Verformungskraft wirkender Druck auf das mechanisch verformbare Nockenelement 2 aufgebracht, wodurch dieses in die erste Spannungsposition versetzt wird.
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Bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur während des Sterilisationsvorgangs dehnt sich das federförmige Bimetall 2D zudem aus und bringt somit thermisch gesteuerte Verformungskräfte auf das Nockenelement 2 auf, wodurch dieses in die zweite Spannungsposition gebracht wird.
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Eine weitere Abwandlung des in 6B gezeigten Nockenelements ist in 6C gezeigt. Das Nockenelement 2 gemäß der 6C unterscheidet sich hierbei von dem in 3B gezeigten Nockenelement 2 darin, dass das Nockenelement gemäß der 6C über ein Gelenk 8 mit der Wand/Wandung 5 des Sterilcontainers/-behälters 3 verbunden ist und an seiner dem federförmigen Bimetall 2D entgegengesetzten Seite ein weiteres Federelement 2E aufweist.
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Dieses Federelement 2E kann beispielsweise als Spiralfeder oder als Torsionsfeder ausgebildet sein und dient dazu, das Nockenelement 2 entgegen der Schwerkraft in seine Entspannungsposition zurückzuführen, wenn keine weiteren Kräfte, z.B. mechanische oder thermische Verformungskräfte auf das Nockenelement 2 einwirken.
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Das Federelement 2E hat eine Federkraft, welche geringer ist als die Verformungskraft des federförmigen Bimetalls 2D bei Erreichen der vorherbestimmten Ausdehnungstemperatur, sodass bei Erreichen der vorherbestimmten Ausdehnungstemperatur die Federkraft des Federelements 2E einer Bewegung des Nockenelements 2 aufgrund der thermisch bewirkten Verformungskräfte nicht entgegensteht.
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Auch ist die Federkraft des Federelements 2E so ausgewählt, dass sie einem Schließen bzw. Verriegeln des Deckels 7 des Sterilcontainers/-behälters 3 nicht entgegensteht. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Federelement 2E den Deckel 7 jedoch beim Öffnen leicht anheben, sodass dieser nicht versehentlich wieder verriegeln kann, sondern nur geschlossen bzw. verriegelt werden kann, wenn von einem Benutzer Druck auf den Deckel 7 ausgeübt wird.
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In 7 sind Abwandlungen des Nockenelements 2 und des Umlaufelements 1 gezeigt. Wie in 7A gezeigt, kann beispielsweise der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 als Volumenbauteil ausgebildet sein und der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 kann als Flachbauteil ausgebildet sein.
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Wie in 7B gezeigt, können die Funktionen bzw. Bewegungsachsen der jeweils dem anderen Element zugewandten Endabschnitte des Nockenelements 2 und des Umlaufelements 1 auch vertauscht sein. So bewegt sich bei der in 7B gezeigten Anordnung beispielsweise der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 entlang der Vertikalachse (oben-unten in 7B) und der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 entlang der Horizontalachse (links rechts in 7B).
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7C zeigt eine Variante des Aufbaus gemäß 7B, in welcher der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 als Volumenbauteil und der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 als Flachbauteil ausgebildet ist.
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7D zeigt eine weitere Variante, in welcher sowohl der dem Nockenelement 2 zugewandte Endabschnitt des Umlaufelements 1 als auch der dem Umlaufelement 1 zugewandte Endabschnitt des Nockenelements 2 als Volumenbauteil ausgebildet ist.
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Gemäß einer hier nicht gezeigten Alternative kann die erfindungsgemäße Sterilanzeige auch beispielsweise um 90° um die Horizontale gedreht in dem Sterilcontainer/-behälter 3 angeordnet sein. In diesem Fall kann entweder ein von oben, d.h. vom Deckel her einsichtiges Fenster zum Ablesen der Sterilanzeige vorgesehen werden, oder die Anordnung der Anzeigemarkierung (z.B. grüne und rote Fläche) kann in ihrer Ausrichtung entsprechend angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013103889 A1 [0007, 0007, 0008]
- DE 102011054827 A1 [0009]