DE19533349C2 - Laser-Behandlungsgerät mit einem Versorgungsschlauch, insbesondere für medizinische oder zahnärztliche Zwecke und Verfahren zur Herstellung des Versorgungsschlauches - Google Patents
Laser-Behandlungsgerät mit einem Versorgungsschlauch, insbesondere für medizinische oder zahnärztliche Zwecke und Verfahren zur Herstellung des VersorgungsschlauchesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Laser-Behandlungsgerät mit einem Versorgungsschlauch nach den Ansprüchen 1 und 2 und ein Verfahren zur
Herstellung eines Versorgungsschlauchs eines Laser-Behandlungsgerätes nach Anspruch 17.
Bei einem Laser-Behandlungsgerät der vorliegenden Art ist das Handstück während der
Behandlung zu bewegen und somit ist die Qualität der zu verrichtenden Arbeit abhängig
von der Leichtigkeit, mit der das durch den Versorgungsschlauch mit dem Steuergerät
verbundene Handstück bei der Behandlung zu handhaben ist.
Im Gegensatz zu einem Versorgungsschlauch, der einen mit einem Bohrwerkzeug
bestückten Handstück zugeordnet ist und deshalb lediglich elektrische Leitungen und
sonstige Medienleitungen aufnimmt, die verhältnismäßig flexibel sind, ist bei einem
Versorgungsschlauch der vorliegenden Art die Biegsamkeit beschränkt, weil bei einer
Biegung über eine vorgegebene Grenze hinaus für den sich durch den
Versorgungsschlauch erstreckenden Lichtleiter die Gefahr einer verringerten
Leistungsfähigkeit oder eines Bruches besteht.
In der DE 35 39 683 C1 ist ein Lichtleiter mit einer die Lichtleitfaser mit Abstand
umgebenden Hülle aus mindestens einem Hüllschlauch und einem Einkuppelstück bekannt,
bei dem ein aus einem Wellschlauch bestehendes Längenausgleichselement als Knickschutz
verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laser-Behandlungsgerät mit einem Versorgungsschlauch der eingangs
angegebenen Art so auszugestalten, daß durch Biegen des Versorgungsschlauchs hervorgerufene
Überbeanspruchungen des Lichtleiters vermieden sind,
sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Versorgungsschlauchs für ein Laser-Behandlungsgerät anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Laser-Behandlungsgerätes durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2 gelöst.
Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung eines Versorgungsschlauchs für ein
Laser-Behandlungsgerät wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 17
angegebenen Merkmale gelöst.
Bei den erfindungsgemäßen Lösungen nach Anspruch 1 oder 2 ist die Biegsamkeit
durch einen unmittelbaren oder mittelbaren Anschlag einander benachbarter
Schlauchwendeln so begrenzt, daß eine maximale Biegung gleich oder größer ist als
eine Biegung, bei der die Gefahr einer vorbeschriebenen Beeinträchtigung des
Lichtleiters noch nicht besteht. Hierdurch ist der Lichtleiter wirksam vor einer Biegung
über einen bestimmten Wert hinaus geschützt. Die erfindungsgemäße Begrenzung der
Biegung am Schlauch beruht auf einer Anschlagwirkung zwischen benachbarten
Schlauchwendeln direkt oder mit einer dazwischen angeordneten Wendel. Oberhalb des
durch Anschlagwirkung begrenzten Biegungsbereichs ist die Biegsamkeit des
Schlauches nicht beeinträchtigt, d. h., er läßt sich leicht biegen, wodurch die angestrebte
leichte Handhabbarkeit des Handstücks gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße
Ausgestaltung zeichnet sich durch Einfachheit und gute Wirksamkeit sowie eine sichere
Funktion aus. Außerdem läßt sich ein erfindungsgemäßer Versorgungsschlauch einfach,
schnell und preiswert herstellen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß durch
eine gezielte Breitenbemessung der Wendel ein und derselbe Schlauch an
unterschiedliche maximale Biegegrenzen anpaßbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur eine einfache, schnelle und
preiswerte Herstellung der Wendel und auch des Schlauches, sondern es ermöglicht
auch die Herstellung der Wendel mit besonders guter Maßhaltigkeit, da die Wendel
vorgefertigt wird und somit in einfacher Weise geformt werden kann und maßgenau
geformt werden kann. Dabei ist es möglich, die Wendel mit einer solchen Abmessung
zu formen, daß sie mit wenig oder gar keinem Spiel auf dem Schlauch sitzt, wodurch
Klappergeräusche vermieden werden.
In den Unteransprüchen sind Merkmale enthalten, die weitere Möglichkeiten zur
Anpassung des Versorgungsschlauches an gewünschte und unterschiedliche
Biegungskriterien ermöglichen und außerdem zu einem Schlauch mit glatter und
pflegeleichter Oberfläche führen.
Nachfolgend wird die Erfindung weiter durch sich erzielbare Vorteile anhand einer
vereinfachten Zeichnung und mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes medizinisches, insbesondere zahnärztliches Laserbehandlungsgerät
in perspektivischer Ansicht von vorne;
Fig. 2 ein Handstück des Behandlungsgerätes im axialen Schnitt und vergrößerter
Darstellung;
Fig. 3 die in Fig. 1 mit X gekennzeichnete Einzelheit, nämlich eine lösbare Kupplungs
vorrichtung zur Verbindung einer mit dem Handstück verbundenen
Versorgungseinrichtung, insbesondere eines flexiblen Verbindungsschlauches,
mit einem Steuergerät des Behandlungsgerätes.
Fig. 4 einen Lichtleiter im Querschnitt;
Fig. 5 eine Griffhülse für ein Handstück des Behandlungsgerätes in abgewandelter
Ausgestaltung und in perspektivischer Darstellung;
Fig. 6 den Kopfbereich der Griffhülse nach Fig. 5 im axialen Schnitt;
Fig. 7 ein Einsatzteil der Griffhülse im axialen Schnitt als Einzelteil;
Fig. 8 die in Fig. 7 mit Z gekennzeichnete Einzelheit in abgewandelter Ausgestaltung;
Fig. 9a bis 9c jeweils einen Schlauch bzw. Schutzmantel für einen
Versorgungsschlauch, teilweise geschnitten in mehreren
abgewandelten Ausgestaltungen;
Fig. 10 den Schutzmantel bzw. den Schlauch in weiter abgewandelter Ausgestaltung;
Fig. 11 ein Behandlungsgerät in abgewandelter Ausgestaltung und in perspektivischer
Darstellung;
Fig. 11a einen Vorratsbehälter für das Behandlungsgerät nach Fig. 11 in vergrößerter
perspektivischer Darstellung;
Fig. 12 einen fluidischen Steuer- und Funktionsplan für ein erfindungsgemäßes
Behandlungsgerät.
Die Hauptteile des allgemein mit 1 bezeichneten Laser-Behandlungsgerätes sind das
Steuergerät 2 mit einem kastenförmigen, auf Räder 3 fährbaren Gehäuse 4 und einem
Bedienungsfeld 5 im oberen Bereich seiner Frontseite 6, das ein Behandlungsinstrument
bildende Handstück 7, der die Versorgungseinrichtung bildende flexible
Versorgungsschlauch 8, der das Handstück 7 mit dem Steuergerät 2 verbindet, und ein
Fußschalter 9 mit einem Schaltelement 11, der auf dem vorhandenen Boden stellbar ist
und durch eine elektrische Verbindungsleitung 12 mit dem Steuergerät 2 verbunden ist.
Das Bedienungsfeld 5 weist mehrere Steuerelemente 13 und eine vorzugsweise darüber
angeordnete Anzeigetafel 14 zum Anzeigen eingestellter Steuerdaten auf. Vorzugsweise
befindet sich das Bedienungsfeld im oberen Eckenbereich der Frontseite 6, wobei es
eine bequeme Bedienung und ein bequemes Ablesen insbesondere dann ermöglicht,
wenn es in einer nach hinten geneigten Position angeordnet ist, wie es in Fig. 1
dargestellt ist. Im Frontbereich des Gehäuses 4, vorzugsweise in der Nähe der
Unterseite des Bedienungsfeldes 5 ist ein Handgriff 15 zum Verschieben bzw. Fahren
des Steuergerätes 2 angeordnet, insbesondere in Form eines horizontalen Bügels. Die
horizontale Querschnittsform des quaderförmigen Gehäuses 4 ist rechteckig, wobei eine
Schmalseite nach vorne gerichtet ist und die Frontseite 6 bildet. Dabei ist das Gehäuse 4
säulenförmig, d. h. seine Höhe ist größer als seine Länge oder Breite.
Das Bedienungsfeld 5 erstreckt sich vorzugsweise in den Bereich eines beidseitig
verjüngten Gehäuseaufsatzes 4a, so daß zu dessen beiden Seiten Gehäuseausnehmungen
4b vorhanden sind. Im Bereich einer Gehäuseausnehmung, hier der linken
Gehäuseausnehmung 4b befindet sich von der Frontseite 6 nach hinten versetzt ein
Anschlußblock 4c für den Versorgungsschlauch 8. Der Anschlußblock 4c kann so groß
bemessen sein, daß er die Gehäuseausnehmung 4b ausfüllt, und er kann sich bis zur
Rückseite des Gehäuses 4 erstrecken. Im Bereich der Frontfläche 4d des
Anschlußblocks 4c ist eine Steck/Dreh-Kupplung 16 zur lösbaren Verbindung des
Versorgungsschlauches 8 angeordnet.
Das Handstück 7 besteht aus einem hinteren Anschlußteil 7a und einer vorderen
Griffhülse 7b, die durch eine zweite Steck/Dreh-Kupplung 17 lösbar miteinander
verbindbar sind.
Wie Fig. 1 zeigt, befindet sich im vorderen Bereich der zugehörigen
Gehäuseausnehmung 4b ein muldenförmiges Ablageteil 18 vorzugsweise auf der
Grundfläche der Gehäuseausnehmung 4b, auf dem das Handstück 7
handhabungsfreundlich ablegbar und wieder ergreifbar ist. In dieser Position bildet der
Versorgungsschlauch 8 eine aufrecht stehende Schlaufe 8a, die durch einen etwa
aufrecht stehenden Stützarm 19 gestützt sein kann, der das obere Trum 8b unterstützt
und dabei letzteres vorzugsweise gabelförmig übergreift und in seinem unteren
Endbereich um eine sich horizontal und etwa parallel zur Frontseite 6 erstreckende
Gelenkachse 21 in einem zugehörigen Gelenk 21a schwenkbar gelagert ist. Wenn das
Handstück 7 nach vorne entnommen wird, kann somit der Stützarm 19 in einem
gewissen Schwenkbereich nach vorne mitschwenken. Vorzugsweise ist der Schwenkarm
19 durch eine nicht dargestellte Feder in seine nach hinten gerichtete Schwenkrichtung
(siehe Pfeil 22) vorgespannt, so daß beim Ablegen des Handstückes 7 der Stützarm 19
und die Schlaufe 3a durch die Feder selbsttätig nach hinten geschwenkt werden. Dabei
kann die Schlaufe 8a so groß bemessen sein, daß ihr unteres Trum 8c sich seitlich
neben der zugehörigen Seitenfläche des Gehäuses 4 befindet, so daß es nach unten
durchhängen kann.
Die zweite Steck/Dreh-Kupplung 17 ist durch einen sich vom Anschlußteil 7a
vorzugsweise einstückig nach vorne erstreckenden und gegenüber letzterem verjüngten
zylindrischen Kupplungszapfen 17a und eine in der Griffhülse 17b nach hinten offen
angeordnete Kupplungsausnehmung 17b mit entsprechender Querschnittsgröße gebildet.
Zwischen dem Kupplungszapfen 17a und der Kupplungsausnehmung 17d ist eine
elastisch wirksame und beim Kuppeln bzw. Entkuppeln selbsttätig ein- bzw. ausrastende
Verrastungsvorrichtung 23 zur Sicherung der Griffhülse 7b auf dem Kupplungszapfen
17a angeordnet. Bei der vorliegenden Ausgestaltung weist die Verrastungsvorrichtung
23 einen in einer Ringnut 24 angeordneten Verrastungsring 25 auf, der den
zylindrischen Ringspalt 26 zwischen dem Kupplungszapfen 17a und der
Kupplungsausnehmung 17b geringfügig überragt und im Kupplungszustand von einer
Verrastungsnase 27 hintergriffen ist. Durch beidseitige gerundete oder schräge
Anlaufflächen am Verrastungsring 25 und/oder an der Verrastungsnase 27 ist
gewährleistet, daß beim Kuppeln und Entkuppeln der Verrastungsring 25 überdrückbar
ist, wobei er in die Ringnut 24 einfedert. Bei der vorliegenden Ausgestaltung sind
Ringnut 24 und der Verrastungsring 25 am Kupplungszapfen 17a angeordnet, wobei die
Verrastungsnase 27 durch eine Innenringnut 28 in der zylindrischen Wandung der
Kupplungsausnehmung 17b gebildet ist.
Vorzugsweise ist der Kupplungszapfen 17a insbesondere stufenförmig nach vorne
verjüngt, so daß sich ein hinterer dickerer Kupplungszapfenabschnitt 17a1 und ein
vorderer Kupplungszapfenabschnitt 17a2 ergeben, die jeweils zylindrisch sind und
vorzugsweise durch einen Konusabschnitt 17a3 konisch oder gerundet ineinander
übergehen. Eine entsprechende Verjüngung mit einem hinteren
Kupplungsausnehmungsabschnitt 17b1 und einem vorderen gegenüber letzterem
entsprechend verjüngten Kupplungsausnehmungsabschnitt 17b2 weist auch die
Kupplungsausnehmung 17d auf. Vorzugsweise ist der Kupplungsausnehmungsabschnitt
17b2 nur im vorderen Endbereich des vorderen Kupplungszapfenabschnitts 17a2
angeordnet, wobei der Bereich zwischen den Kupplungsausnehmungsabschnitten 17b1,
17b2 im Querschnitt größer bemessen ist als der vordere Kupplungszapfenabschnitt
17a2. Dabei ist die Länge a des hinteren Kupplungszapfenabschnitts 17a1 so lang zu
bemessen, daß beim Kuppeln eine Führung entsteht, bevor der vordere
Kupplungszapfenabschnitt 17a2 in den vorderen Kupplungsausnehmungsabschnitt 17b2
einfaßt und somit ein störungsfreies Zusammenstecken möglich ist. Letzteres kann auch
dadurch erreicht werden, daß im Bereich der Kupplungsausnehmung 17b nach vorne
konvergente Einführungsschrägen vorgesehen sind, die eine störungsfreie Einführung
des vorderen Kupplungszapfenabschnitts 17a2 in den vorderen
Kupplungsausnehmungsabschnitt 17b2 gewährleisten.
Das Behandlungsgerät 1 weist eine sich von einer Laser-Lichtquelle im Steuergerät 2
durch die erste Steck/Dreh-Kupplung 16, den Versorgungsschlauch 8, das hintere
Anschlußteil 7a1, die zweite Steck/Dreh-Kupplung 17 und die Griffhülse 7b zu deren
vorderen Endbereich erstreckende Laser-Lichtleitung 31 auf, die an einem nach vorne
oder seitlich gerichteten Auslaß 32 aus der Griffhülse 7b ausmündet. Außerdem sind
eine oder mehrere, vorzugsweise zwei Medienleitungen 33, 34 vorgesehen, die sich
ebenfalls vom Steuergerät 2 durch die vorgenannten Geräteteile zum vorderen
Endbereich des Handstücks 7 erstrecken und an zwei voneinander getrennten oder an
einer gemeinsamen Austrittsöffnung 35 aus der Griffhülse 7 austreten. Die wenigstens
eine Austrittsöffnung 35 kann nach vorne oder zu einer Seite gerichtet sein, wobei sie
auf die Behandlungsstelle 36 gerichtet sind. Bei der vorliegenden Ausgestaltung dienen
die Medienleitungen 33, 34 der Zuführung von Luft und Wasser.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Behandlungsgerät 1 so auszubilden, daß
die Medienleitungen 33, 34 von einer oder mehreren separaten Medienquellen, z. B.
eine Druckluftleitung und eine Druckwasserleitung gespeist werden oder autark von
einer oder mehreren, dem Steuergerät 2 zugeordneten Medienquellen, z. B. eine
Druckluftquelle und einer Druckwasserquelle gespeist werden, die vorzugsweise
automatisch gesteuert werden. In Fig. 3 sind eine Druckwasserquelle und eine
Druckluftquelle andeutungsweise dargestellt und mit 37, 38 bezeichnet.
Die erste Steck/Dreh-Kupplung 16 ist bezüglich ihrer Ausgestaltung und Funktion im
wesentlichen entsprechend der Ausgestaltung und Funktion der zweiten Steck/Dreh-
Kupplung 17 ausgebildet, jedoch ist die erste Steck/Dreh-Kupplung 16 spiegelbildlich
angeordnet, da sie sich am anderen Ende des Versorgungsschlauches 8 befindet. Der
Kupplungszapfen 16a und die ihn aufnehmende Kupplungsausnehmung 16b sind
entgegengesetzt angeordnet, wobei der Kupplungszapfen 16a zum Steuergerät 2 hin
gerichtet ist. Auch hier ist der Kupplungszapfen 16a mit einem ersten zylindrischen
Kupplungszapfenabschnitt 16a1 und einem zweiten zylindrischen
Kupplungszapfenabschnitt 16a2 etwa stufenförmig verjüngt. Entsprechend weist auch
die Kupplungsausnehmung 16b einen äußeren und verjüngten inneren
Kupplungsausnehmungsabschnitt 16b1, 16b2 zur Aufnahme und Zentrierung des
Kupplungszapfens 16a auf. Die übrigen Merkmale der ersten Steck/Dreh-Kupplung 16
können entsprechend der zweiten Steck/Dreh-Kupplung 17 ausgebildet sein.
Im Betrieb des Behandlungsgerätes 1 wird ein aus einem Laserresonator einer
Laserlichtquelle 41 emittierter Laserstrahl 42 mittels einer Einkopplungsvorrichtung 43
im Bereich der ersten Steck/Dreh-Kupplung 16 in einen Lichtleiter 44 eingestrahlt bzw.
eingekoppelt, der sich einstückig bis in den Bereich der zweiten Steck/Dreh-Kupplung
17 koaxial erstreckt. Der Lichtleiter 44 runden Querschnitts ist im Bereich der
Kupplungszapfen 16a, 17a und der diese tragenden Anschlußteile 7a, 7a1 in axialen
Löchern 45 entsprechend der Querschnittsgröße mit geringem radialen Bewegungsspiel
eingeschoben. Zwischen den Anschlußteilen 7a, 7a1 erstreckt sich der Lichtleiter 44 in
einem Halteschlauch 46 aus biegsamem Material wie Gummi oder Kunststoff, der in
beiden Endbereichen jeweils auf einer Schlauchtülle 47 befestigt ist, die koaxial im
zugehörigen Anschlußteil 7a, 7a1 fest eingesetzt ist. Zur axialen Fixierung des
Lichtleiters 44 ist wenigstens eine, vorzugsweise sind zwei Fixiervorrichtungen 48
vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist im Bereich des Handstücks 7 und
im Bereich der ersten Steck/Dreh-Kupplung 16 eine Fixiervorrichtung 48 vorgesehen,
vorzugsweise im Bereich des verjüngten Kupplungszapfenabschnitts 17a2, 16a2. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung sind die Fixiervorrichtungen 48 jeweils durch einen in einer
inneren Umfangsnut angeordneten Klemmring 49 aus elastisch verformbarem Material
gebildet, der mit seiner Innenwandung klemmend gegen die Mantelfläche des
Lichtleiters 44 drückt und diesen somit axial hinreichend fixiert.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung bestehen die verjüngten Kupplungszapfenabschnitte
16a2, 17a2 aus zwei in der axialen Richtung hintereinander angeordneten Teilen, die
axial aneinander befestigt, insbesondere miteinander verschraubt sind. Das erste
Zapfenteil 51 ist in Form einer zylindrischen Stange mit einem koaxialen Gewindeloch
52 an seinem dem Kupplungszapfenabschnitt 16a1 bzw. 17a1 zugewandten Ende auf
einem vom ersten Kupplungszapfenabschnitt 16a1, 17a1 vorspringenden Gewindezapfen
53 aufgeschraubt. Das zweite Zapfenteil 54 ist eine Hülse, die mit einem Gewinde 55
auf das erste Zapfenteil 51 aufgeschraubt ist. Die Hülse des zweiten Zapfenteils 54
überragt das erste Zapfenteil 51 zum freien Ende des Kupplungszapfens 16a, 17a, hin
und im zweiten Zapfenteil 54 ist in einem axialen Abstand b vom ersten Zapfenteil 51
eine Verschlußscheibe 56 aus lichtdurchlässigem Material wie Glas oder Kunststoff
angeordnet. Hierdurch ist ein Hohlraum 57 begrenzt, in den das zugehörige Loch 45
und der Lichtleiter 44 münden. Das hülsenförmige zweite Zapfenteil 54 kann an seinem
der Verschlußscheibe 56 abgewandten Ende so lang bemessen sein, daß es das erste
Zapfenteil 51 völlig überdeckt und an einer Anschlagschulter 58 des ersten
Kupplungszapfenabschnitts 16a1, 17a1 anliegt. Der Hohlraum 57 ist abgedichtet, so daß
keine Verunreinigungen hineingelangen können. Hierzu dienen zwei Dichtungsringe 59,
61, von den der eine zwischen der Verschlußscheibe 56 und dem zweiten Zapfenteil 54
und der andere zwischen letzterem und dem ersten Zapfenteil 51 jeweils in einer
Ringnut angeordnet ist. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist der Klemmring 49 jeweils
zwischen zwei Rohrbuchsen 62 angeordnet, die mit dem Klemmring 49 in einem
koaxialen Stufenloch 63 sitzen, das dem Gewindezapfen 53 benachbart im ersten
Gewindeteil 51 angeordnet ist. Diese Ausgestaltung kann so ausgelegt sein, daß durch
mehr oder weniger weites Aufschrauben des ersten Zapfenteiles 51 auf den
Gewindezapfen 53 der Klemmring 49 axial zusammengedrückt wird, wodurch die
gegen den Lichtleiter 44 wirksame Klemmkraft einstellbar ist.
Die Querschnittsgröße der Aufnahmelöcher 45 ist in deren zum freien Ende des
zugehörigen Kupplungszapfens 16a, 17a weisenden Endbereichen 64 und
gegebenenfalls auch im Bereich der Rohrbuchsen 62 so groß bemessen, daß der
Lichtleiter darin passend aufgenommen ist. In den übrigen Bereichen können die Löcher
45 im Querschnitt geringfügig größer bemessen sein.
Wie die Fig. 2 im weiteren zeigt, ist der Lichtleiter 44 so angeordnet, daß er von der
zugehörigen, die Wandung 65 des Aufnahmelochs 45 axial begrenzenden Stirnwand 66
im Bereich der Einkopplungsvorrichtung 43 nach hinten überragt. Im Bereich des
vorderen Lichtleiter-Endes ist die Ausgestaltung vorzugsweise entsprechend
spiegelbildlich, so daß der Lichtleiter 44 die zugehörige Stirnwand 66 auch nach vorne
überragt.
Der durch eine einzige Phase bzw. Ader gebildete Lichtleiter 44 besteht aus einem
zylindrischen Kern 67, einem letzteren umgebenden Zwischenmantel 68 und einem
letzteren umgebenden Abdeckmantel 69. (Fig. 4) Es ist vorteilhaft, im Bereich des
Überstandsmaßes c den Abdeckmantel 69 vom Zwischenmantel 68 zu entfernen. Der
Abdeckmantel 69 kann auch im Bereich zwischen dem zugehörigen Klemmring 49 und
dem freien Ende des Kupplungszapfens 16a, 17a entfernt sein. Wesentlich ist, daß im
Bereich des Klemmrings 49 der Abdeckmantel 69 vorhanden ist, da andernfalls im
Funktionsbetrieb sich Schwierigkeiten einstellen und der Lichtleiter 44 beschädigt wird.
Die Ablösung des Abdeckmantels 69 kann durch ein Lösungsmittel erfolgen, in das der
Lichtleiter 44 mit dem zugehörigen Ende entsprechend weit eingetaucht wird.
In dem Fall, in dem der Abdeckmantel 69 zwischen dem zugehörigen Klemmring 49
und der Stirnfläche 66 endet, ist es vorteilhaft, den Endbereich 64 des zugehörigen
Aufnahmeloches 45 an die Quellenabmessung des Zwischenmantels 68 anzupassen, so
daß radiale Verlagerungen des Lichtleiters 44 im wesentlichen vermieden sind.
Das Überstandsmaß c ist vorzugsweise größer als 3 mm bemessen und beträgt bei der
vorliegenden Ausgestaltung etwa 5 bis 6 mm. Der radiale Abstand zwischen dem
Lichtleiter 44 und der freien Innenwandung des hülsenförmigen zweiten Zapfenteils 54
beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 4 mm, insbesondere etwa 2 bis 3 mm.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung liegt die Verschlußscheibe 56 an einer endseitigen
Schulter 54a des zweiten Zapfenteils 54 an, und sie ist durch eine in das hülsenförmige
Zapfenteil 54 von innen eingeschraubte Hülsenmutter gegen die Schulter 54a gespannt.
Die Hülsenmutter 54b weist an ihrem der Verschlußscheibe 56 abgewandten Rand
Drehangriffselemente auf.
Bei einer Griffhülse 7b mit einem seitlichen Lichtaustritt 32 ist im Kopfbereich der
Griffhülse eine Umlenkeinrichtung angeordnet, die das Laserlicht zum Austritt 32 hin
umlenkt und das Laserlicht so fokussiert, daß sich ein Brennpunkt 72 in einem Abstand
von dem Austritt 32 außerhalb der Griffhülse ergibt. Die Umlenkeinrichtung 71 ist
vorzugsweise durch einen Hohlspiegel 73 gebildet, der in schräger Position an einem
Spiegelkörper 73a angeordnet ist, der mit seiner dem Lichtleiter 44 abgewandten,
vorzugsweise ebenen und sich rechtwinklig zur Längsachse 75 erstreckenden
Anlagefläche 76 an der Stirnwand 74 der Griffhülse 7b anliegt. Vorzugsweise ist im
Bereich dieser Anlage ein koaxial zur Längsachse 75 bzw. zur zweiten Steck/Dreh-
Kupplung 17 angeordnetes Drehlager 77 mit einem runden Lagerzapfen 78 und eine ihn
mit geringem Bewegungsspiel aufnehmende Lagerausnehmung 79 gebildet. Bei der
vorliegenden Ausgestaltung sind der Lagerzapfen 78 am Spiegelkörper 73a und die
Lagerausnehmung 79 in der Stirnwand der Griffhülse 7b angeordnet. Des weiteren ist
koaxial zum Drehlager 77 eine Aufnahmebohrung 81 gegebenenfalls mit Gewinde an
der Vorderseite des Spiegelkörpers 73a angeordnet, die zur Aufnahme und Halterung
des Spiegelkörpers 73a auf einem entsprechenden Gewindebolzen dient, wenn der
Spiegelkörper 73a zu seiner Herstellung bearbeitet wird. Zur Halterung des
Spiegelkörper 73a dient ein Spannring 82, der von hinten in die Griffhülse 7b
einsetzbar und in ein im vorderen Endbereich angeordnetes Gewinde 83 gegen den
Spiegelkörper 73a eingeschraubt ist. Vorzugsweise ist der Spannring 82 so lang
bemessen, daß er den verjüngten Kupplungsausnehmungsabschnitt 17b2 bildet, in den
der verjüngte Kupplungszapfenabschnitt 17a2 passend einsteckbar ist.
Der durch einen seitlichen Ringbund 7c gebildete Austritt 32 ist durch eine
Verschlußscheibe 80 aus lichtdurchlässigem Material wie Glas oder Kunststoff
verschlossen, um zu verhindern, daß Schmutz zu den optischen Teilen gelangt.
Das vordere Ende des Lichtleiters 44 ist etwa in einem solchen Abstand von der
Umlenkeinrichtung 71 angeordnet, daß der aufgrund der vorhandenen numerischen
Apertur in Form eines divergenten Kegels aus der Endfläche des Lichtleiters 44
austretende Laserstrahl im Bereich des Hohlspiegels 73 an dessen Größe angepaßt ist.
Der Spannring 82 ist in seinem vorderen Bereich entsprechend diesem kegelförmigen
Laserstrahl nach vorne konisch divergent geformt. Zum Ein- oder Ausschrauben des
Spannrings 82 weist dieser formschlüssig wirksame Angriffselemente 82a für ein
Werkzeug auf, das von innen zugänglich ist.
Die Medienleitung oder die Medienleitungen 33, 34 durchqueren den zylindrischen
Spalt 84 jeweils zwischen dem Kupplungszapfen 16a, 17a und der zugehörigen
Kupplungsausnehmung 16b, 17b mit zwei etwa radial verlaufenden Kanalabschnitten 85
im Kupplungszapfen und in der Kupplungsbuchse, wobei zwei zueinandergehörige
Kanalabschnitte 85 jeweils durch eine Ringnut 86 miteinander verbunden sind, die als
äußere Ringnut im Kupplungszapfen oder als innere Ringnut in der Kupplungsbuchse
angeordnet ist. Die beiden Durchgänge durch den zylindrischen Spalt 84 sind durch drei
Dichtungsringe 87 abgedichtet, die zu beiden Seiten der Durchgänge angeordnet sind
und jeweils in einer Ringnut im Kupplungszapfen oder in der Kupplungsbuchse sitzen.
Die Medienleitungen durchdringen den zylindrischen Spalt 84 somit winkel- bzw. Z-
förmig, wobei dies im Bereich der Kupplung 16 von außen nach innen und im Bereich
der Kupplung 17 von innen nach außen erfolgt. Die zugehörigen inneren axialen
Kanalabschnitte 88 sind durch in die Anschlußteile eingesetzten Schlauchtüllen 89 und
einen darauf sitzenden Schlauch 91 miteinander verbunden.
Im Bereich der zweiten Steck/Dreh-Kupplung 17 wird der zylindrische Spalt 84 von
innen nach außen durchsetzt, wobei von den Kanalabschnitten 85 in der
Kupplungsbuchse axiale Kanalabschnitte 92 nach vorne zu der gemeinsamen oder den
Austrittsöffnungen 35 führen. Die Mediendurchgänge durch die Steck/Dreh-
Kupplungen 16, 17 sind an sich bekannt und brauchen deshalb im einzelnen nicht weiter
beschrieben zu werden, siehe z. B. DE 42 11 233 A1. Die Kanäle 92 können
insbesondere dann, wenn die Kupplungsausnehmungsabschnitte 17b1, 17b2 durch axial
voneinander beabstandete Kupplungsbuchsenteile 93a, 93b teilweise durch
Schlauchabschnitte 92a gebildet sein, wie es die Fig. 3 zeigt. Im vorderen Bereich der
Griffhülse befinden sich die Kanäle 92 in Umfangsrichtung versetzt zueinander auf der
Seite der Griffhülse, auf der sich die wenigstens ein Austritt 32 für einen Laserstrahl
befindet.
Es ist vorteilhaft, dem Handstück eine Reguliervorrichtung 80 zur Mengenregulierung
des Mediums Wasser im Bereich des Handstückes 7 zuzuordnen. Gemäß Fig. 3 ist die
Reguliervorrichtung 80 durch eine verstellbare Drossel in der zugehörigen
Mediumleitung 33 gebildet. Hierzu ist ein versetzter oder paralleler Kanal 88a zum
Kanal 88 vorgesehen, wobei in der Trennwand 80b eine radiale Drosselöffnung 80c
angeordnet ist, die mit einem vorzugsweise konischen Drosselzapfen 80d einer in einem
radialen Gewindeloch 80e der Griffhülse 7b eingeschraubten Regulierschraube 80f
durch Schrauben zusammenwirkt. Die Schraube 80f ist mit einem Werkzeug von außen
zugänglich. Vorzugsweise ist das Loch 80e durch eine insbesondere auf die Griffhülse
7b aufgeschraubte Schutzhülse 7d abgedeckt. Der Kanal 88a ist rückseitig durch einen
Stopfen 80g geschlossen.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine Ausgestaltung, bei der zwei, drei oder mehrere einander
gegenüberliegend auf dem Umfang des Randes des Austritts 32 verteilt angeordnete
Austrittsöffnungen 35 für Medien vorgesehen sind, bei denen es sich um eine
gemeinsame oder kombinierte Austrittsöffnung 35 für Wasser und Luft oder Spray
handeln kann.
Die Austrittsöffnungen 35 sind im nach außen weisenden Randbereich eines
Einsatzstücks 94 angeordnet, das im Bereich seines äußeren Randes den Austritt 32
begrenzt. Das im Querschnitt runde Einsatzstück 94 ist in eine Bohrung 95 mit
geringem radialen Bewegungsspiel eingesetzt, die sich in einem seitlichen Ansatz 96 der
Griffhülse 7b befindet. Die Befestigung des Einsatzstücks an der Griffhülse erfolgt
vorzugsweise durch ein Einschrauben des Einsatzstücks 94 im Bereich eines in seinem
äußeren Randbereich vorgesehenen Gewindes 97.
In jeder Austrittsöffnung 35 münden etwa koaxial ein innerer, sich etwa parallel zur
Mittelachse 98 des Laserlicht-Austritts erstreckender innerer Kanal 99 und ein letzterer
im radialen Abstand umgebender äußerer Kanal 101. Der innere Kanal 99 ist durch ein
Röhrchen 102 gebildet, das in seinem hinteren Endbereich im verjüngten Abschnitt
einer nach vorne etwa stufenförmig divergierenden Stufenbohrung 103 fest eingesetzt
ist. Durch die Stufenbohrung 103 wird im vorderen Bereich des Röhrchens 102 ein
letzterer umgebender, den äußeren Kanal 101 bildender Ringkanal gebildet. Im hinteren
Bereich des Röhrchens 102 sind jeweils zueinandergehörige, den zylindrischen Spalt
104 zwischen dem Einsatzstück 94 und dem Ringansatz 96 quer durchsetzende
Querkanäle 105, 106, 107, 108 im Einsatzstück 94 und im Ringansatz 96 angeordnet,
die jeweils durch eine Ringnut 108, 109 miteinander verbunden sind, wobei die
Ringnuten als Außennut im Einsatzstück 94 oder als Innennut im Ringansatz 96
angeordnet sein können. Der sich zum inneren Kanal 99 erstreckende Querkanal 106
erstreckt sich sowohl in der Wandung des Einsatzstücks 94 als auch in der Wandung des
Röhrchens 102, wobei der zugehörige Querkanal 105 im Ringansatz 96 sich von dem
einen der Kanäle 92 erstreckt, vorzugsweise vom wasserführenden Kanal 92. Im
Gegensatz dazu erstreckt sich der Querkanal 108 im Einsatzstück 94 nur bis zum
äußeren Kanal 101, wobei der zugehörige Querkanal 107 im Ringansatz 96 sich vom
anderen Kanal 92, insbesondere sich vom luftführenden Kanal 92 erstreckt. Durch z. B.
seitliche und vertikale Betätigungsbewegungen des Schaltelementes des Fußschalters 9
mit dem Fuß der Bedienungsperson lassen sich dem Steuergerät 2 zugeordnete, in den
Fig. 1 bis 7 nicht dargestellte Steuerventile wahlweise Druckluft und/oder Wasser bzw.
Spray unter Druck zuführen, so daß die Behandlungssteile wahlweise mit Wasser, Luft
und/oder Spray beaufschlagt und gegebenenfalls gekühlt werden kann. Der durch die
Querkanäle 105, 106 bzw. 107, 108 jeweils gebildete Durchgang durch den
zylindrischen Spalt 104 ist durch zu beiden Seiten des Durchgangs angeordnete
Dichtungsringe 111 abgedichtet, die in Ringnuten sitzen, die im Einsatzstück 94 oder
im Ringansatz 96 angeordnet sein können. Der innere und der äußere Rand 99, 101
münden in die gemeinsame Austrittsöffnung 35, deren Mittelachse 118 nach innen
abgewinkelt ist.
Bei den in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausgestaltungen ist nicht auszuschließen, daß aus
der gemeinsamen Austrittsöffnung 35 austretende flüssige Medien (Wasser, Spray) an
der Frontfläche einer am vorderen Ende des Einsatzstücks 94 angeordneten
Verschlußscheibe 112 aus lichtdurchlässigem Material wie Glas oder Kunststoff
entlangströmt und dort Schlieren bildet, die den Laserlicht-Austritt beeinträchtigen.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Austrittsöffnung 35 im Bereich
eines Ringvorsprunges des Einsatzstückes 94 anzuordnen, wodurch ein störungsfreier
Abriß des feuchten bzw. flüssigen Mediums gewährleistet ist. Der Vorsprung 113 kann
einstückig an das Einsatzstück 94 angeformt sein. Gemäß Fig. 8 ist der Vorsprung 113
durch eine runde Hülse 114 gebildet, die den äußeren Ringkanal 101 bildet und in einer
Stufenbohrung fest eingesetzt ist. In den Fig. 6 bis 8 sind von den zwei oder mehreren,
z. B. drei vorhandenen Austrittsöffnungen 35 jeweils nur eine Austrittsöffnung
dargestellt.
Vorzugsweise weist das Einsatzstück 94 am äußeren Rand einen Außenflansch 115 auf,
mit dem es gegen den freien Rand des Ringansatzes 96 spannbar ist. Das Gewinde 97
befindet sich in der Nähe des Außenflansches 115.
Wie insbesondere die Fig. 6 bis 8 zeigen, ist die Verschlußscheibe 112 von innen in das
Einsatzstück 94 einsetzbar und gegen eine gegebenenfalls konische Innenschulter 116
spannbar, hier mittels eines Schraubringes 117 mit Außengewinde, der in das
Einsatzstück 94 einschraubbar ist. Hierzu dient wenigstens ein Angriffselement 117a,
das im ausgebauten Zustand des Einsatzstücks 94 von innen zugänglich ist. Zum Ein- und
Ausschrauben des Einsatzstücks 94 sind an seinem austrittseitigen Rand,
insbesondere am Außenflansch 115 ebenfalls formschlüssig wirksame Angriffselemente
117b, vorzugsweise Löcher vorgesehen.
Die Austrittsöffnungen 35 sind bezüglich der Mittelachse 98 des Austritts so verdreht
angeordnet, daß ihre Mittelachsen 118 etwa auf den Brennpunkt 72 bzw. die
Behandlungsstelle gerichtet sind, wobei die Mittelachsen 118 auf einer gedachten
Pegelfläche liegen, die dann, wenn sie sich außerhalb des Laserstrahlenkegels 119
befindet, den Laserstrahl nicht beeinträchtigen. Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 8 ist
der freie Endbereich des Röhrchens 102 entsprechend abgewinkelt. Eine solche
Abwinklung läßt sich auch bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 6 und 7 verwirklichen.
Da für den Lichtleiter 44 eine maximale Biegegrenze vorgegeben ist, und bei
Überschreitung dieser Biegegrenze Bruchgefahr für den Lichtleiter 44 besteht, ist es von
Vorteil, den Versorgungsschlauch 8 so auszugestalten, daß seine maximale Biegung, d. h.
ein minimaler Biegeradius, begrenzt ist. Dies kann z. B. dadurch bewirkt werden,
daß die Eigensteifigkeit des Versorgungsschlauches 8 so groß ist, daß er mit den bei
seiner Handhabung auftretenden Kräften nicht über den minimalen Biegeradius hinaus
gebogen werden kann. Hierdurch ist der Lichtleiter 44 vor einer
Biege-Überbeanspruchung geschützt.
Der Versorgungsschlauch 8 kann einen einfachen oder doppelten Schlauchmantel
aufweisen, wie es die Fig. 3 und 10 zeigen.
Gemäß Fig. 9a ist ein Metallschlauch 121 vorgesehen, der aus nebeneinander
angeordneten Schlauchwendeln 121a, 121b besteht, die einen U-förmigen Querschnitt
aufweisen, einander entgegengesetzt angeordnet sind und mit ihren aufeinanderzu
gerichteten Stegen 122a, 122b einander formschlüssig übergreifen und somit den
Zusammenhalt des Metallschlauches 121 gewährleisten. Die Biegsamkeit des
Metallschlauches 121 ist dadurch gewährleistet, daß die übergreifenden
Schlauchwendeln 121a einen axialen Abstand e voneinander aufweisen, der sich beim
Biegen des Metallschlauches verringert und im maximalen Biegezustand 0 wird, so daß
diese Schlauchwendeln 121a aneinanderliegen. Die Schlauchwendeln 121a, 121b
können je nach ihrer Breite aus einem, zwei oder mehreren Wendelstreifen gebildet,
insbesondere gewickelt sein. Die Enden des Metallschlauches 121 sind in dem Profil
des Metallschlauches entsprechenden Wendelnuten 123 einer am zugehörigen
Anschlußteil 7a, 7a1 befestigten, vorzugsweise angeschraubten Haltehülse 124
eingeschraubt und formschlüssig gehalten. Die zuvor beschriebene Schlauchverbindung
kann von einer ebenfalls am Anschlußteil 7a, 7a1 befestigten, insbesondere
aufgeschraubten Schutzhülse 125 überdeckt sein.
Es ist zwecks Ermöglichung größerer Wendelbreiten vorteilhaft, zwischen den äußeren
Schlauchwendeln 121a eine Wendel 126 viereckigen, quadratischen oder runden
Querschnitts anzuordnen, deren Breite f kleiner als der Abstand e und so breit bemessen
ist, daß die Wendel 126 den minimalen Biegeradius, der bei der vorliegenden
Ausgestaltung etwa 80 bis 150 mm, insbesondere etwa 100 mm beträgt, als Anschlag
begrenzt. Die Anordnung der Wendel 126 zwischen den Schlauchwendeln 121a erfolgt
vorzugsweise dadurch, daß eine entsprechend durch Wickeln vorgefertigte Wendel 126
auf den Schlauch 121 aufgeschraubt wird. Auf diese Weise kann die Paßform der
Wendel 126 in einfacher Weise so erreicht werden, daß nur ein geringes
Bewegungsspiel zwischen der Wendel 126 und den inneren Schlauchwendeln 121b
besteht. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Wendel 126 so
vorzufertigen, daß sie an den inneren Schlauchwendeln 121b oder an inneren
Abschnitten vorhandener Schlauchwendeln anliegt.
Die Wendel 126 kann aus mehreren Wendelstücken bestehen, deren Länge gleich oder
unterschiedlich sein kann und die nacheinander aufgeschraubt werden. Die gestückelte
Anordnung erfüllt ebenfalls ihren Zweck, da im aufgeschraubten Zustand die Enden der
Wendeln 126 aneinander anliegen. Die Länge der Wendelstücke kann etwa 30 bis
200 mm, vorzugsweise etwa 50 bis 100 mm betragen. Es ist auch möglich und
vorteilhaft, zur Begrenzung unterschiedlicher minimaler Biegeradien an ein und
demselben Schlauch 121 Wendelstücke mit unterschiedlichen Breiten f zu verwenden.
Bei den Ausgestaltungen gemaß Fig. 9b und 9c sind einander gleiche Schlauchwendeln
121c vorhanden, die einen S-förmigen Querschnitt aufweisen mit einem vorzugsweise
mittig angeordneten Mittelsteg 122c und einem radial nach außen weisenden Endsteg
122d und einem radial nach innen weisenden Endsteg 122e. Die Endstege 122d, 122e
von benachbarten Schlauchwendeln 122c übergreifen einander hakenförmig und bilden
somit eine formschlüssige Verbindung aneinander. Jeweils zwischen dem Mittelsteg
122c und dem ihm gegenüberliegenden Endsteg 122d ist im nach außen konkav
geformten Teil der zugehörigen Schlauchwendel 121c der Abstand e vorhanden, dessen
Größe die Biegsamkeit bzw. den geringsten Biegeradius des Metallschlauches 121
bestimmt. Auch dieser Abstand e kann so groß bemessen werden, daß beim geringsten
Biegeradius die Mittelstege 122c und die Endstege 122d aneinanderliegen.
Auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 9b ist vorzugsweise in der durch den Abstand
e gebildeten wendelförmigen Nut die Wendel 126 angeordnet, die bei der vorliegenden
Ausgestaltung ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt mit der Breite f aufweist, die
kleiner bemessen ist als der Abstand e, so daß der Metallschlauch 121 gebogen werden
kann bis die Wendel 126 seitlich am Mittelsteg 122 c und am Endsteg 122e anschlägt.
Auch diese Biegung ist so möglichst klein bemessen, daß eine Gefahr für den Lichtleiter
44, z. B. sein Bruch nicht besteht.
Die Ausgestaltung gemäß Fig. 9c gleicht prinzipiell der Ausgestaltung gemäß Fig. 9b,
jedoch sind hier die Endstege 122d, 122e jeweils durch aufeinanderzu gerichtete etwa
achsparallel angeordnete hakenförmige Schenkel 122f, 122g verlängert, die vom jeweils
anderen Schenkel über- bzw. untergriffen werden. Hierdurch ist eine axiale und radiale
Verhakung geschaffen, wodurch der Metallschlauch 121 stabilisiert wird, insbesondere
radial, und somit radial mehr belastbar ist, ohne daß z. B. eine Schlauchwendel 121c
einbiegt. Im übrigen entspricht diese Ausgestaltung den vorbeschriebenen
Ausgestaltungen, wobei ein minimaler Biegeradius durch Anlage benachbarter
Mittelstege 122c und Endstege 122e aneinander oder an einer dazwischen befindlichen
Wendel 126 begrenzt sein kann. Die Wendel 126 gemäß Fig. 9c ist im Querschnitt
kreisrund ausgebildet.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, die Schlauchwendeln 121a, 121b bzw. 121c
aus einem anderen Material wie Metall, z. B. aus Kunststoff, herzustellen.
Wie Fig. 10 zeigt, kann ein zweiter Mantel für den Versorgungsschlauch 8 durch einen
Außenmantel 127 aus biegsamem Material, insbesondere Gummi oder Kunststoff
gebildet sein, der aufgezogen oder auch zusätzlich aufgeschrumpft (Schrumpfschlauch)
sein kann. In beiden Fällen ermöglicht die Verwendung von einer Wendel 126 oder
Wendelstücken eine Anpassung des Schlauches 121 an wahlweise minimale
Biegeradien, wobei die Wendel 126 oder die Wendelstücke entsprechend breit f zu
bemessen sind.
Die bezüglich der zweiten Steck/Dreh-Kupplung 17 ähnlich und bezüglich deren
Kupplungszapfen 17a und Kupplungsausnehmung 17b, vorzugsweise identisch
ausgebildete erste Steck/Dreh-Kupplung 16 weist bei der vorliegenden Ausgestaltung
anstelle einer lösbaren Verrastungsvorrichtung 23 eine Fixiervorrichtung 131 zur
Sicherung in ihrer Kupplungsstellung auf, die bei der vorliegenden Ausgestaltung durch
ein insbesondere hülsenförmiges Schraubteil 132 gebildet ist, das mit der zugehörigen
Kupplungsbuchse verschraubt ist und mit einem Innensteg 133 einen Flansch 134 des
Anschlußteils 7a1 hintergreift und gegen die Kupplungsbuchse spannt. Vorzugsweise ist
der Kupplungszapfen 16a durch eine Drehsicherungsvorrichtung 135 immer in ein und
derselben Drehstellung fixiert. Hierdurch ist eine genauere Einstrahlung bzw.
Einkopplung des Laserstrahls in den Lichtleiter möglich. Wie Fig. 3 zeigt, kann die
Einkopplungsvorrichtung 43 eine Linse 136 aufweisen, die vorzugsweise in einer
Justiervorrichtung 137 so verstellbar und in der jeweiligen Verstellposition feststellbar
ist, daß der von ihr ausgehende Laserstrahl 138 genau auf die Einstrahlungsfläche des
Lichtleiters 44 ausgerichtet werden kann. Aufgrund der vorbeschriebenen Drehfixierung
des Kupplungszapfens 16a bleibt diese Ausrichtung erhalten.
Der Lichtleiter 44 besteht aus einem Zirkoniumfluorid (ZrF)-haltigen Glasmaterial, das
sich zur Leitung von Infrarot-Laserlicht gut eignet, das bei der vorliegenden
Ausgestaltung verwendet wird.
Bei einem Lichtleiter beschreibt die numerische Apertur eine Divergenz bzw. einen
Öffnungswinkel mit dem der Laserstrahl den Lichtleiter verläßt, d. h. das Verhältnis
der Strahldurchmesserzunahme zum Abstand von der Abstrahlfläche. Die numerische
Apertur (NA) ist eine Materialkenngröße, die vom Brechungsindexunterschied zwischen
Kern- und Mantelmaterial des Lichtleiters abhängt.
Die Verwendung eines Lichtleiters bringt es aufgrund der Notwendigkeit, den
Laserstrahl in den Lichtleiter einzukoppeln, mit sich, daß die Strahlqualität (Produkt aus
kleinstem Strahldurchmesser und Apertur bzw. Divergenz) der ursprünglichen
Laserquelle verringert wird, da der Strahldurchmesser des eingekoppelten Strahles in
der Regel kleiner ist als der Faserkerndurchmesser und der Öffnungswinkel, mit dem
der Laserstrahl eingekoppelt wird, in der Regel kleiner ist als die NA des Lichtleiters
bzw. der Faser. Die Strahlqualität und somit die Fokussierbarkeit des Strahls wird
somit nicht mehr durch die hohe Strahlqualität der Laserquelle bestimmt, sondern
nunmehr durch das Produkt aus Faserdurchmesser und NA der Faser. Hinzu kommt,
daß bei manchen Fasermaterialien nicht mit beliebig kleinem Strahldurchmesser
eingekoppelt werden kann, sondern aufgrund der Zerstörschwelle des Materials mit
einem defokussierten Strahl eingekoppelt werden muß, was einen zusätzlichen Verlust
an Strählqualität mit sich bringt.
Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, mit einem relativ großen
Strahldurchmesser einzukoppeln, um dadurch bei vorgegebener Zerstörschwelle der
Faser die notwendige Laserenergie zu übertragen und dabei jedoch die Strahlqualität
durch Verwendung der Faser möglichst geringfügig zu reduzieren, indem eine Faser
mit kleiner NA verwendet wird. Bisher wurden zur Erfüllung der Aufgabe des IR-
Lichttransports Fasern mit NAen von 0,2 und größer verwendet. Bei der vorliegenden
Ausgestaltung wird ein Lichtleiter bzw. eine Faser mit einer NA kleiner als etwa 0,2
verwendet. Durch eine nachfolgende Fokussierung des Lichtstrahls im Bereich des
Handstücks 7 ist dadurch die vollständige Laserenergie auf den notwendigen
Fleckdurchmesser unter Erzielung einer verbesserten Tiefenschärfe zu erreichen. Im
folgenden werden weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Ausgestaltung aufgelistet.
Der Lichtleiter 44 besteht aus einem Material, das geeignet ist, die
Emissionswellenlänge des Erbium - YAG-Lasers bei etwa 2,94 µm zu transmittieren.
Der Lichtleiter weist eine NA auf, die kleiner ist als 0,2, vorzugsweise etwa 0,15
beträgt.
Der Lichtleiter transmetiert Laserlicht im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich (etwa 1
bis 3 µm), insbesondere bei der im Emissionswellenlänge des Erbium - YAG-Lasers
von etwa 2,94 µm.
Der Durchmesser des Wellenleiters beträgt etwas 300 bis 1000 µm, vorzugsweise etwa
680 µm. Die hintere und/oder vordere Stirnfläche (Ein- und Abstrahlfläche) des
Lichtleiters 44 ist eine durch Bruch erzeugte Bruchfläche.
Bei der Ausgestaltung des Behandlungsgeräts 1 nach den Fig. 11 und 12, bei der
ebenfalls gleich oder begleichbare Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist
das Behandlungsgerät 1 bezüglich der Medienversorgung autark ausgebildet, so daß
lediglich eine Stromquelle, wie eine Steckdose 141 (Fig. 12) erforderlich ist, um das
Behandlungsgerät 1 in Betrieb zu nehmen.
Zur Druckwasser- und Druckluftversorgung ist dem Behandlungsgerät bzw. seinem
Steuergerät 2 eine Druckluftpumpe 142 und eine Druckwasserpumpe 143 zugeordnet,
die mit elektrischer Energie angetrieben und gesteuert werden.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist die Druckwasserpumpe 143 durch einen
geschlossenen Wasser-Vorratsbehälter 144 mit einem oberseitigen lösbaren
Verschlußdeckel 145 gebildet, in dessen oberen Bereich ein von der vorhandenen
Luftdruckleitung abzweigender Druckluftleitungszweig 146 mündet. Die Medienleitung
33 für Wasser erstreckt sich vom Bodenbereich des Vorratsbehälters zum Handstück 7
wobei beide vorgenannten Leitungen abgedichtet durch den Verschlußdeckel 145
geführt sind. Bei einer Beaufschlagung des Vorratsbehälters 144 mit Druckluft aus dem
Druckluftleitungszweig 146 wird das Wasser unter Druck gesetzt, so daß es selbsttätig
zum Handstück 7 strömt. Aufgrund dieser Ausnutzung des Luftdrucks bedarf es keines
besonderen elektrischen Antriebs zur Erzeugung des Wasserdrucks und zur Förderung
des Wassers bzw. Sprays.
Im folgenden wird der in Fig. 12 dargestellte Ausgestaltungs- und Funktionsplan für die
Druckluft- und Wasserversorgung beschrieben.
In der mit 34 bezeichneten Druckluftleitung ist hinter einer
Resonanzschalldämpfer/Filter-Einheit 147 ein Kompressor 148, insbesondere Membran-
Kompressor angeordnet, der durch einen an die Anschlußstelle für elektrische Energie
(Steckdose 141) anschließbaren Elektromotor 149 antreibbar ist. In Strömungsrichtung
ist hinter einem Druckluftspeicher 150, der eine Anlaufhilfe für den Kompressor 148
(langsamer Druckaufbau) bildet, ein Luftfilter 151 und ein Schaltventil 159 (3/2-Wege-
Magnetventil) zum Entlüften der Druckluftleitung 34 angeordnet. In Strömungsrichtung
dahinter ist ein Rückschlagventil 153 angeordnet, das eine Rückströmung und einen
damit verbundenen Druckaufbau verhindert. Hinter dem Rückschlagventil 153 sind ein
zweiter Druckluftspeicher 154, ein Druckschalter 155 und ein Manometer 156 mit der
Druckluftleitung 34 verbunden. Der Druckluftspeicher 154 schafft Ruhephasen für den
Kompressor 148. Der Druckschalter 155 schaltet den Kompressor 148 in Abhängigkeit
vom anstehenden Systemluftdruck aus und an: Im Druckluftzweig 146 sind ein
Druckregler 156a und ein manuell betätigbares Schaltventil 157 (3/2-Wege-Ventil) zur
Entlüftung vor dem Nachfüllen des Vorratsbehälters 144 angeordnet. Dahinter ist ein
Überdruckventil 158, das den Vorratsbehälter 144 vor Überdruck im Fehlerfall schützt,
und ein Manometer 161 mit der Druckluftzweigleitung 146 verbunden. Hinter dem
Abzweig 162 sind in der Druckluftleitung 34 ein Schaltventil 163 zum Öffnen und
Schließen der Druckluftleitung 34, das mit dem Fußschalter 9 ansteuerbar ist, ein
Druckregler 164, der den Luftdruck auf einen erforderlichen Arbeitsluftdruck
herunterregelt, und ein Manometer 165 zur Anzeige des Arbeitsdrucks angeordnet.
In der Wasserleitung 33 ist hinter einem Rückschlagventil 166 ein Steuerventil 167 zum
Öffnen und Schließen angeordnet, das bei Abschaltung eine definiert einstellbare
Wassermenge zurücksaugt und dadurch eine Tropfenbildung an der Austrittsöffnung 35
am Handstück 7 verhindert. Dieses Ventil 163 weist einen Schieber 163 auf, der mit
Druckluft aus einem Leitungszweig 163b gegen eine Federkraft geschaltet wird. Nach
einer Druckluftabschaltung wird der Schieber 163a von der Federkraft zurückgestellt.
Dabei wirkt er als Kolben und saugt durch einen Leitungszweig 163c das vor dem
Ventil anstehende Wasser zurück.
Wie aus Fig. 11 und 11a zu entnehmen ist, ist der Vorratsbehälter 144 in einer
Ausnehmung bzw. Nische 168 des Gehäuses 4 angeordnet, die durch ein
Verschlußelement, insbesondere eine Schwenktür 169 verschließbar ist. Vorzugsweise
ist der Vorratsbehälter 144 an der Innenseite der Schwenktür 169° gehalten, so daß
beim Öffnen der Vorratsbehälter 144 selbsttätig in eine handhabungsfreundliche
Bedienungsstellung herausschwenkt und beim Schließen selbsttätig eingeschwenkt wird.
Dem Vorratsbehälter 144 ist ein vorzugsweise an der Innenseite der Schwenktür 169
befestigter Halter 171 für den Vorratsbehälter 144 vorgesehen, der eine Standplatte 172
für den Vorratsbehälter 144 und einen wahlweise zu öffnenden und zu schließenden
Niederhalter 173 für den Verschlußdeckel 145 aufweist.
Bei der Ausgestaltung gemäß den Fig. 11 und 11a weist der Verschlußdeckel 145 eine
flache Bauform auf, und er überragt den Vorratsbehälter 144 zu keiner Seite hin, wobei
im Bereich des so gebildeten Überstandes zwei Steckverbindungsanschlußteile 174, 175
für den Druckluftleitungszweig 146 und die Wasserleitung 33 vorgesehen sind,
vorzugsweise in Form von Steckzapfen, die in der eingesteckten Position von im
Bereich der Tür angeordneten Steckverbindungsanschlüssen einen dichten Verschluß der
zugehörigen Leitung herbeiführen.
Der Niederhalter 173 ist durch ein um eine horizontale Schwenkachse hin und her
schwenkbare winkelförmige Klemmspange 185 gebildet, die zwischen einer den
Verschlußdeckel 145 übergreifenden Verschlußstellung und einer wechselseitig
weggeschwenkten Freigabestellung verschwenkbar ist. In der Verschlußstellung ist die
Klemmspange 185 durch eine Arretiervorrichtung arretiert bzw. lösbar verrastet, um
ein ungewolltes Lösen zu vermeiden. Hierzu ist an der Oberseite des Verschlußdeckels
145 eine insbesondere rillenförmige Ausnehmung 177 vorgesehen, in die ein
vorzugsweise rundgebogener Abschnitt 178 der vorzugsweise aus federelastischem
Materal bestehenden Klemmspange 185 lösbar einrastet und zum Schwenken in die
Freigabestellung durch einen gewissen Kraftaufwand herausdrückbar und
wegschwenkbar ist.
Falls der Vorratsbehälter 144 und der Verschlußdeckel 145 fest miteinander verbunden
sind, z. B. durch eine Schraubverbindung, kann auf eine Standplatte 172 verzichtet
werden, da die vorbeschriebene Halterung des Verschlußdeckel 145 in den
Leitungsanschlüssen 174, 175 zur Halterung des Vorratsbehälters 144 ausreicht.
Von den nicht dargestellten Steckverbindungen für die Leitungsanschlüsse am
Verschlußdeckel 145 erstrecken sich der Druckluftleitungszweig 146 und die
Wasserleitung 33 an oder in der Schwenktür 169, wobei flexible Leitungsabschnitte
179, 181 im Bereich der Gelenkseite der Schwenktür 169 vorgesehen sind, die ein
störungsfreies Öffnen und Schließen gewährleisten.
Durch die vorbeschriebene Trennung vom öffentlichen Wassernetz wird eine
Rückverkeimung des öffentlichen Installationsnetzes verhindert.
Claims (19)
1. Laser-Behandlungsgerät (1), insbesondere für medizinische oder zahnärztliche
Zwecke, mit
- - einem Steuergerät (2),
- - einem Handstück (7),
- - einem flexiblen Versorgungsschlauch (8), der an seinem einen Ende mit dem Steuergerät (2) und an seinem anderen Ende mit dem Handstück (7) verbunden ist,
- - und einem Lichtleiter (44), der sich durch den Versorgungsschlauch (8) zum Handstück erstreckt,
wobei der Versorgungsschlauch (8) einen Schlauch (121) aufweist, der aus in seiner
Längsrichtung nebeneinander angeordneten Schlauchwendeln (121a, 121b; 121c)
besteht, die mit einander übergreifenden Querstegen (122a, 122b; 122d, 122e)
aneinander gehalten sind,
wobei zwischen einander axial gegenüberliegenden Querstegen (122a, 122b; 122c, 122e) ein Abstand (e) vorgesehen ist, der so groß bemessen ist, daß die Biegsamkeit des Schlauches (121) bei Anlage dieser Querstege (122a; 122c, 122e) aneinander auf eine Maximalbiegung begrenzt ist, die für den Lichtleiter (44) noch unschädlich ist.
wobei zwischen einander axial gegenüberliegenden Querstegen (122a, 122b; 122c, 122e) ein Abstand (e) vorgesehen ist, der so groß bemessen ist, daß die Biegsamkeit des Schlauches (121) bei Anlage dieser Querstege (122a; 122c, 122e) aneinander auf eine Maximalbiegung begrenzt ist, die für den Lichtleiter (44) noch unschädlich ist.
2. Laser-Behandlungsgerät (1), insbesondere für medizinische oder zahnärztliche
Zwecke, mit
- - einem Steuergerät (2),
- - einem Handstück (7),
- - einem flexiblen Versorgungsschlauch (8), der an seinem einen Ende mit dem Steuergerät (2) und an seinem anderen Ende mit dem Handstück (7) verbunden ist,
- - und einem Lichtleiter (44), der sich durch den Versorgungsschlauch (8) zum Handstück erstreckt,
wobei der Versorgungsschlauch (8) einen Schlauch (121) aufweist, der aus in seiner
Längsrichtung nebeneinander angeordneten Schlauchwendeln (121a, 121b; 121c)
besteht, die mit einander übergreifenden Querstegen (122a, 122b; 122d, 122e)
aneinander gehalten sind,
wobei zwischen einander gegenüberliegenden Querstegen (122a; 122c, 122e) benachbarter Schlauchwendeln (121a, 121b; 12Lc) eine Wendel (126) angeordnet ist, deren Breite (f) kleiner als der Maximalabstand (e) zwischen den Querstegen (122a, 122b; 122d, 122e) jedoch so breit bemessen ist, daß die Biegsamkeit des Schlauches (121) auf eine Maximalbiegung begrenzt ist, die für den Lichtleiter (44) noch unschädlich ist.
wobei zwischen einander gegenüberliegenden Querstegen (122a; 122c, 122e) benachbarter Schlauchwendeln (121a, 121b; 12Lc) eine Wendel (126) angeordnet ist, deren Breite (f) kleiner als der Maximalabstand (e) zwischen den Querstegen (122a, 122b; 122d, 122e) jedoch so breit bemessen ist, daß die Biegsamkeit des Schlauches (121) auf eine Maximalbiegung begrenzt ist, die für den Lichtleiter (44) noch unschädlich ist.
3. Läser-Behandlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querstege (122a, 122b; 122d, 122e) an den Rändern der Schlauchwendeln
(121a, 121b; 121c) angeordnet sind.
4. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Längsrichtung des Versorgungsschlauches (8) äußere und innere, im
Querschnitt U-förmige Schlauchwendeln (121a, 121b) vorgesehen sind.
5. Laser-Behandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlauchwendeln (121c) im Querschnitt S-förmig ausgebildet sind.
6. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querstege (122a, 122b; 122c, 122d) sich rechtwinkelig zur Mittelachse des
Versorgungsschlauchs (8) erstrecken.
7. Laser-Behandlungsgerät nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die endseitigen Querstege (122d, 122e) mit etwa parallel zur Mittelachse des
Versorgungsschlauches (8) angeordneten, bezüglich der zugehörigen Schlauchwendel
(121c) aufeinanderzu gerichteten und einander übergreifenden Schenkein (122f, 122g)
verlängert sind.
8. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlauchwendeln (121a, 121b; 122c, 122d) und/oder die Wendel (126) aus
Metall bestehen.
9. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wendel (126) eine rechteckige oder quadratische oder runde Querschnittsform
aufweist.
10. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wendel (126) bezüglich des Schlauches (121) flach angeordnet ist.
11. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Wendelstücke gleicher oder unterschiedlicher Länge axial nebeneinander
angeordnet sind.
12. Laser-Behandlungsgerät nach Anspruchs 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der Wendelstücke etwa 30 bis 150 mm, vorzugsweise etwa 50 bis 100
mm beträgt.
13. Laser-Behandlungsgerät nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (f) der Wendelstücke unterschiedlich ist.
14. Laser-Behandlungsgerät nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß in bruchgefährdeten Bereichen des Versorgungsschlauchs (8), inbesondere in dessen
Endbereichen, Wendelstücke größerer Breite (f) angeordnet sind, als in den übrigen
Bereichen.
15. Laser-Behandlungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlauch (121) von einem Schutzschlauch (127) aus biegsamen Material,
insbesondere Gummi oder Kunststoff, umhüllt ist.
16. Laser-Behandlungsgerät nach Anspruchs 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schutzschlauch (127) auf den Schlauch (121) geschrumpft ist.
17. Verfahren zum Herstellen eines
Versorgungsschlauches (8) eines Laser-Behandlungsgerätes (1), wobei der Schlauch (121)
aus einen axialen Abstand voneinander aufweisenden Schlauchwendeln (121a, 121b;
121c) besteht, die durch Querstege (122a, 122b; 122d, 122e) aneinander gehalten sind,
wobei eine mit den erforderlichen Abmessungen vorgefertige Wendel (126) durch
Schrauben zwischen einander gegenüberliegenden Querstegen (122a; 122c, 122e) am
Schlauch (121) angeordnet wird.
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DE9201056U1 (de) * | 1992-01-29 | 1993-05-27 | Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co, 7950 Biberach, De |
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1995
- 1995-09-08 DE DE19533349A patent/DE19533349C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE10222117A1 (de) * | 2002-05-17 | 2003-12-18 | W & H Dentalwerk Buermoos Ges | Laserbearbeitungsgerät zur plasmainduzierten Ablation |
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