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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Operationsleuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere mit einem Leuchtenkörper, in dem zumindest ein Leuchtenmodul zum Erhellen eines Operationsbereiches verbaut ist und mit einem am Leuchtenkörper angebrachten Verlängerungsbauteil, das einen Anbringbereich zur Befestigung an einer Wand, wie einer Decke eines Raumes, oder einem fahrbaren Untersatz, wie einen Wagen, aufweist, wobei wenigstens ein Energiespeicher in zumindest einem vom Anbringbereich aus gesehen leuchtenkörperseitigen Abschnitt der Operationsleuchte angeordnet ist, wobei der Leuchtenkörper ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen der wenigstens eine Energiespeicher befindlich ist.
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Aus dem Stand der Technik, etwa der marLux H6 CX Mobil Batterie-Operationsleuchte der KLS Martin Group, ist eine mobile Operationsleuchte bekannt, die ein stabiles U-Fuß-Fahrgestell mit feststellbaren Laufrollen aufweist. Eine Aufhängung eines Leuchtenkörpers erfolgt mittels eines Federarms und einem senkrechten Stativrohr. Der Leuchtenkörper selbst ist staubdicht geschlossen und aus bruchsicherem Aluminium mit einem transparentem Kunststoffelement gefertigt. Die Aluminiumoberfläche verfügt über ein hochresistentes Kunststoff-Coating. Ein Batteriekasten ist schwerpunktoptimiert auf dem U-Fuß-Fahrgestell montiert. Darin befindet sich ein Akkumulator. Fällt ein Primär-Stromsystem aus, oder ist gar nicht vorhanden, so kann die Operationsleuchte ausschließlich über die in dem Batteriekasten verbaute Akkumulatoreinheit betrieben werden.
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Es ist hinlänglich bekannt, dass Operationsleuchten durch einen Stromausfall ausfallen können. Auch sind kurzzeitige Unterbrechungen und Störungen, insbesondere durch große Spannungsschwankungen häufig der Auslöser. Zusätzlich treten auch noch Ausfälle von Operationsleuchten auf, wenn ein Kurzschluss auftritt oder unbeabsichtigt die Stromleitung getrennt wurde. Das Trennen der Zuleitung kann etwa bei einer Reparatur oder einer Revision oder durch einen Defekt hervorgerufen sein.
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Üblich ist es auch, dass Operationsleuchten bauseits über eine Notstromversorgung abgesichert sind. Diese Notstromversorgung ist Teil einer Hausinstallation, also Teil eines Sekundär-Stromversorgungssystems eines Krankenhauses. Die Notstromversorgung umfasst häufig einen Notstromgenerator und ein separates Stromleitungssystem. Während 230 V-Strom über die Primär-Stromversorgung, also das übliche Stromnetz einem Schaltnetzteil zugeführt wird, wird der Notstrom über ein separates Netz, also dem Sekundär-Stromnetz, zwischen dem Schaltnetzteil und der Operationsleuchte über ein oder mehrere Umschaltrelais eingespeist. Fällt der Strom aus, übernimmt die Notstromversorgung ihre Aufgabe. Die Umschaltung erfolgt dann mittels des oder der Umschaltrelais. Die Notstromversorgung besteht meist aus einem großen Batteriepuffer und/oder einem besagten Generator. Es gibt sowohl 24 V Gleichstrom- als auch 230 V Wechselstrom-Notstromversorgungen. Natürlich gibt es auch länderspezifische Abweichungen bzgl. der Spannung.
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Ferner ist aus
EP 2 708 802 B1 eine Operationsleuchte mit einem Leuchtenkörper bekannt, in dem zumindest ein Leuchtenmodul zum Erhellen eines Operationsbereiches verbaut ist und mit einem am Leuchtenkörper angebrachten Verlängerungsbauteil, das einen Anbringbereich zur Befestigung an einer Wand oder einem fahrbaren Untersatz aufweist, wobei wenigstens ein Akkumulator in zumindest einem vom Anbringbereich aus gesehen leuchtenkörperseitigen Abschnitt der Operationsleuchte angeordnet ist und wobei der Leuchtenkörper ein Gehäuse aufweist, innerhalb dessen der wenigstens eine Akkumulator befindlich ist. Hierbei wird eine Notstromversorgung durch einen unmittelbar an dem Leuchtenkörper angeordneten Akkumulator sichergestellt. Bei einem gängigen Akkumulator ist jedoch eine Anzahl von Ladezyklen gering, weshalb die Lebensdauer des Akkumulators dadurch begrenzt ist. Zudem tritt bei häufigen Teilentladungen des Akkumulators ggf. ein Memoryeffekt auf, d.h. seine Kapazität sinkt und die zur Verfügung stehende Energiemenge nimmt deutlich ab. Da insbesondere bei der Überbrückung von kurzzeitigen Unterbrechungen und Störungen derartige Teilentladungen vorkommen, wird die Lebensdauer des Akkumulators zusätzlich deutlich verkürzt. Wird eine Operationsleute längere Zeit gelagert, ist außerdem ggf. eine Tiefenentladung des Akkumulators problematisch. Aufgrund derartiger Akkumulator-bedingter Nachteile ist eine Wartung der Operationsleuchte aufwändig. Darüber hinaus ist eine Entsorgung eines Akkumulators aufwändig, insbesondere da aufgrund des auf chemischen Reaktionen basierenden Funktionsprinzips - sowohl während der Entsorgung als auch einem Betrieb unvorhersehbare Defekte auftreten und ggf. hohen Schaden anrichten können. Ein weiterer Nachteil besteht zudem in dem Temperaturbereich, in welchem der Akkumulator zuverlässig arbeitet. Insbesondere kann die Leistung des Akkumulators bereits bei Temperaturen, welche 20 °C oder mehr betragen, bereits deutlich sinken, was bereits innerhalb eines Operationssaals gegebenenfalls problematisch wird, sodass eine leistungsfähige Kühlung bereitgestellt sein muss.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nacheile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder zu reduzieren und insbesondere eine umgebungsunabhängige, konstante Leistung zur Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung bereitzustellen, um ausfallsicherere Operationsleuchten zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Operationsleuten erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst, gemäß welchem der Energiespeicher ein Kondensator ist. Der Kondensator ist dann innerhalb des entsprechenden Bauteils eingebettet und von diesem zumindest teilweise umgeben.
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Durch die deutlich reduzierte Leistung moderner Operationsleuchten, insbesondere wenn sie LEDs verwenden, und die Entwicklung von sog. „Puffermodulen“, also eines Moduls, welches einen kurzzeitigen Netzausfall überbrückt, in Richtung einer sichereren und kostenreduzierten Art, wird es möglich, durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Energiedichte sicherzustellen, derart, dass eine Notstromversorgung direkt im Leuchten-System erfolgt. Die Gefahr von durch Leitungsbrüche hervorgerufenen Ausfällen der Operationsleuchte wird nahezu beseitigt. Des Weiteren lässt sich ein Puffermodul beliebig erweitern, um eine benötigte Energiedichte zur Verfügung stellen zu können. Ein weiterer Vorteil eines solchen Moduls ist der geringe Aufwand bei der Integration in ein bereits vorhandenes System.
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Ein Kondensator inklusive einem Ladesystem wird direkt in den leuchtenkörperseitigen Abschnitt der Operationsleuchte eingebaut. Fällt der Strom, der üblicherweise zum Betrieb der Operationsleuchte eingesetzt wird, aus, so leuchtet die Operationsleuchte trotzdem unabhängig davon vollständig weiter.
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Die Folge ist eine stark erhöhte Ausfallsicherheit. Auch bei Beschädigungen der Zuleitungen und Peripheriegeräte, leuchtet die Operationsleuchte weiter und die Operation kann erfolgreich zu Ende gebracht werden. Eine zusätzliche externe Verdrahtung der Notstromversorgung ist nicht notwendig, was zu einer Kosteneinsparung führt. Die Verwendung von nun kleinen Kondensator-Ladeeinheiten in der Operationsleuchte ist deutlich günstiger als eine zentrale große Notstromversorgung. Auch ein Betrieb in Krankenhäusern ohne Notstromversorgung wird möglich, da die erfindungsgemäße Operationsleuchte aus sich heraus notstromfähig ist. Dabei kommen insbesondere vorstehend beschriebene Puffermodule oder Ultrakondensatoren zum Einsatz, um die benötigte Energiedichte bereitstellen zu können. Ist eine Notstromversorgung bereits vorhanden, kann eine entsprechende Operationsleuchte auch mit einem einfachen Kondensator ausgestattet sein, welcher kurzzeitige Unterbrechungen und Störungen und/oder eine Zeit bis zu einem Einsetzen der Notstromversorgung überbrückt.
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Zudem können die Kosten aufgrund der nahezu wartungsfreien und deutlich längeren Lebensdauer eines oder mehrerer Kondensatoren weiter reduziert werden. Beispielsweise beträgt die Lebensdauer eines Ultrakondensators in etwa das Sechsfache im Vergleich zu einem Akku.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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In einer hier nicht beanspruchten Variante, die für das Verständnis der Erfindung von Vorteil ist, wird der Kondensatorzwischen dem Leuchtenkörper und dem Anbringbereich angeordnet und/oder in einem am Leuchtenkörper befestigten Griff angeordnet ist. Das Unterbringen des Kondensators, insbesondere wenn er in einem Puffermodul integriert ist, gewährleistet hierbei eine zuverlässige und nahezu wartungsfreie Stromversorgung.
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Um die Bedienbarkeit der Operationsleuchte zu verbessern ist es in einer hier nicht beanspruchten Variante, die aber für das Verständnis der Erfindung bedeutsam ist, von Vorteil, wenn der Griff als eine um den Leuchtenkörper vorzugsweise 360° umlaufende Reling oder als ein sich in Richtung des Operationsbereiches erstreckender Stab ausgebildet ist, in dem zweckmäßigerweise einer der Kondensatoren eingesetzt ist.
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Damit die Operationsleuchte mit ihrem Lichtkegel optimal auf den Operationsbereich ausgerichtet werden kann, ist es von Vorteil, wenn das Verlängerungsbauteil über zumindest ein Gelenk, vorzugsweise mehrere Gelenke in mehrere Segmente unterteilt ist. Die Gelenke können z.B. als Kugelgelenke oder als Scharniergelenke ausgelegt sein. Sie können somit einen oder mehrere Freiheitsgrade aufweisen.
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Besonders fein lässt sich das durch die Operationsleuchte erzeugte Licht ausrichten, wenn ein Segment als Ausleger ausgebildet ist, das an den Anbringbereich anschließt und ein Segment als Federarm ausgebildet ist, das zwischen dem Operationleuchtenkörper und dem Ausleger positioniert ist.
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Möglichst viele Freiheitsgrade zum Ausrichten lassen sich vorhalten, wenn der Leuchtenkörper über eine teilkardanische oder kardanische Aufhängung, also ein weiteres Segment des Verlängerungsbauteils, am Federarm angebunden ist.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Leuchtenmodule über eine Steuerelektronik mit Strom versorgt sind, wobei die Steuerelektronik auch mit einer Ladeeinheit verbunden ist, die ihrerseits durch den Kondensator verbunden ist. Die Steuerelektronik steuert alle Funktionen der Operationsleuchte. Sie überwacht auch den Stromeingang, also den „power-in“. Sollte nun der eingeleitete Strom ab- oder ausfallen, übernimmt der Kondensator die Stromversorgung der Operationsleuchte. Die Ladeeinheit, welche in der Steuerelektronik integriert sein kann oder separat näher ausgeführt ist, prüft die Ladespannung des Kondensators. Sollte diese zu niedrig sein, wird der Kondensatorautomatisch aufgeladen. Ebenso nimmt der Kondensatorbei Unterschreiten einer kritischen Spannung keinen Schaden. Eine Tiefentladung gibt es somit nicht. Ein weiterer Vorteil eines solchen Kondensators ist, dass ein sehr schnelles Laden möglich ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn mehrere Lichtmodule vor einem polysphärischen Reflektorsystem angebracht sind und vorzugsweise LEDs beinhalten. Der Stromverbrauch lässt sich reduzieren und eine gute Schattenauflösung und Lichtfeldhomogenität erreichen. Auch können spezielle Filterkomponenten eingesetzt werden, um kühles und weißes Licht mit optimaler Farbwiedergabe zu garantieren. Ferner lassen sich innovative IRC-Halogen-Leuchtmittel einsetzen.
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Peripheriegeräte, wie ein Pilotlasersystem, eine sog. „Surgi Cam“, also ein Kamerasystem, lassen sich bspw. über ein Netzwerk zum digitalen Datentransfer von Video-, Audio- und Steuersignalen koppeln, wobei das Pilotlasersystem eine sichere Positionierung des Leuchtfeldzentrums gewährleistet.
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Der Lebensdauer des Kondensators ist deutlich länger als beispielsweise die von einem gewöhnlichen Akkumulator. Dies wird dadurch bedingt, dass ein Kondensator mehr als tausend Ladezyklen ohne Einbüßen von Verlusten bei der Ladungskapazität übersteht. Somit muss ein Kondensator erst in deutlich längeren Abständen ausgetauscht werden. Auch unvorhersehbare Defekte, welche beispielsweise bei der Verwendung eines Akkumulators aufgrund der stattfindenden chemischen Reaktion auftreten, sind bei dem Einsatz eines Kondensators nicht gegeben. Somit entstehen durch diese zuverlässige und langlebige Art der Notstromversorgung keine weiteren Folge- bzw. Betriebskosten. Des Weiteren ist ein Kondensator nicht nur in einem schmalen Temperaturbereich in der Lage, optimale Leistung zu liefern.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn mehrere Kondensatoren oder Puffersysteme in einem Bauteil oder mehreren Bauteilen der Operationsleuchte verbaut sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass mehrere unterschiedliche Kondensatoren an unterschiedlichen Stellen verbaut sind.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachfolgend auch mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, die Details eines ersten Ausführungsbeispiels wiedergibt. Es zeigen:
- 1 eine Darstellung einer Operationsleuchte im Ausschnitt von der Seite bei Anbringung an einer Decke, und
- 2 eine schematische Teilansicht des Leuchtenkörpers mit darin enthaltener Steuerelektronik, Ladeeinheit, Kondensator und Lichtmodulen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung auf der Basis der zugehörigen Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen lediglich dem Verständnis der Erfindung. Darin sind gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Operationsleuchte 1 dargestellt. Die Operationsleuchte 1 weist zwei Leuchtenkörper 2 auf, in die jeweils einzelne Leuchtenmodule 3 eingesetzt sind. Diese Leuchtenmodule 3 weisen LEDs auf. Es ist möglich, dass ein einzelnes Leuchtenmodul 3 eine einzige LED beinhaltet. Die einzelnen Leuchtenmodule 3 sind innerhalb eines Gehäuses 4, das die Umhausung des Leuchtenkörpers mit ausbildet, eingesetzt, und zwar derart, dass von ihnen das Licht von außen in Richtung eines Operationsbereiches gebündelt gelangen kann.
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An das Gehäuse 4 anschließend, ist ein Verlängerungsbauteil 5 angebracht. Auf einer leuchtenkörperfernen Seite 6 des Verlängerungsbauteils 5 ist ein Anbringbereich 7 ausgebildet, der eine Verbindung der Operationsleuchte 1 zu einer Wand eines Raums, wie einer Decke 8 oder zu einem fahrbaren Untersatz, wie einem Wagen, sicherstellt. Das Verlängerungsbauteil 5 weist zumindest einen Ausleger 9 und einen Federarm 10 auf. Der Ausleger 9 ist gelenkig am Anbringbereich 7 angebracht und der Federarm 10 gelenkig am Ausleger 9 angebracht. Zwischen dem Ausleger 9 und dem Federarm 10 ist ein Gelenk 11 nach Art eines Kugelgelenkes ausgebildet. Eine Aufhängung 12, die teilkardanisch oder vorzugsweise kardanisch ausgebildet ist, stellt unter Zwischenschaltung eines Gelenks 11 die Anbringung des Gehäuses 4 des Leuchtenkörpers 2 am Federarm 10 sicher.
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Ein Griff 13 zeigt von jedem der im vorliegenden Ausführungsbeispiel vorhandenen zwei Leuchtenkörper 2 in Richtung des Operationsbereiches und ist am Gehäuse 4 befestigt oder integral mit ihm ausgebildet.
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Ein Kondensator 14 ist in zumindest einem vom Anbringbereich 7 aus gesehen leuchtenkörperseitigen Abschnitt der Operationsleuchte 1 angeordnet. Er ist also bspw., wie in 2 dargestellt, innerhalb des Gehäuses 4 befindlich. Dabei wird auch eine Steuerelektronik 15 und eine Ladeeinheit 16 verwendet.
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Zurückkommend auf 1 sei hingewiesen, dass eine erste Stromleitung 17 zu einem Schaltnetzteil 18 führt, von dem Strom zur Steuerelektronik 15 geleitet wird. Dazwischen ist ein Umschaltrelais 19 optional einsetzbar, um eine optionale zweite Stromleitung 20 anzukoppeln und im Notfall somit zusätzlich zu dem Einsatz eines oder mehrerer Kondensatoren 14 eine Stromversorgung sicherzustellen.
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Üblicherweise wird bei Umsetzung der Erfindung jedoch auf die zweite Stromleitung und die entsprechenden Umschaltrelais 19 verzichtet.
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In 2 ist auch die spezielle Verschaltung der Steuerelektronik 15, der Ladeeinheit 16, des Kondensators 14 und der Leuchtenmodule 3 gekennzeichnet. Dabei befindet sich die Ladeeinheit 16 zwischen der Steuereinheit 15 und dem Kondensator 14.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Operationsleuchte
- 2
- Leuchtenkörper
- 3
- Leuchtenmodul
- 4
- Gehäuse
- 5
- Verlängerungsbauteil
- 6
- leuchtenkörperferne Seite
- 7
- Anbringbereich
- 8
- Decke
- 9
- Ausleger
- 10
- Federarm
- 11
- Gelenk
- 12
- Aufhängung
- 13
- Griff
- 14
- Kondensator
- 15
- Steuerelektronik
- 16
- Ladeeinheit
- 17
- erste Stromleitung
- 18
- Schaltnetzteil
- 19
- Umschaltrelais
- 20
- zweite Stromleitung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2005/0171407 A1 [0005]
- US 2004/0109331 A1 [0005]
- GB 511194 A [0005]
- US 3783262 A [0005]
- EP 1536179 A2 [0005]
- CN 101881407 A [0005]
- EP 2708802 B1 [0006]
