DE19721964A1

DE19721964A1 - Zählvorrichtung für Temperaturzyklen

Info

Publication number: DE19721964A1
Application number: DE1997121964
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Bartels
Original assignee: Bartels Mikrotechnik GmbH
Current assignee: Bartels Mikrotechnik GmbH
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1998-12-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zählvorrichtung für Temperaturzyklen und insbesondere auf eine Zählvorrichtung für die Anzahl von durchgeführten Erwärmungen und insbesondere auf eine Zählvorrichtung für die Anzahl von durchgeführten Sterilisationen von medizinischen Instrumenten.

Temperaturempfindliche Instrumente oder Geräte, die wiederholten Erwärmungen ausgesetzt werden, wie z. B. medizinische Instrumente (Endoskope, Instrumente zur minimalinvasiven Chirurgie etc.) können unter der Verwendung verschiedenster Materialien aufwendig konstruiert und dementsprechend teuer herzustellen sein. Nach Gebrauch werden medizinische Instrumente notwendigerweise in einem Autoklaven unter Wärme oder Wärme/Gasbehandlung sterilisiert, um für erneute Verwendung steril zur Verfügung zu stehen. Es existieren Autoklaven mit einer Sterilisationstemperatur von 120°C und 135°C und Gassterilisations-Autoklaven mit einer Sterilisationstemperatur von 60°C und 75°C.

Die Lebensdauer derartiger medizinischer Instrumente ist je nach ihrem Material stark davon abhängig wie oft sie in einem Autoklaven sterilisiert, d. h. einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden, da sie altem, d. h. das Material wird brüchig, springt etc. und das Instrument ist nicht mehr zuverlässig zu verwenden.

Es existieren handelsübliche medizinische Instrumente mit einem Herstellungspreis von um die 1000 DM, die nur für den einmaligen Gebrauch konzipiert sind, da sie eine Sterilisation in einem Autoklaven nicht überstehen und bei der damit verbundenen Wärmebehandlung irreparablen Schaden nehmen.

Im allgemeinen können medizinische Instrumente mit Teilen aus Kunststoffmaterialien wie z. B. Polyetherimid nur eine begrenzte Zahl von Sterilisationen in Autoklaven aushalten (in der Größenordnung von 10 bis 50 mal). Die Registrierung der Anzahl durchlaufener Temperaturzyklen eines temperaturempfindlichen Instruments ist einmal für den behandelnden Arzt von Interesse, der über die Gebrauchsfähigkeit seiner Instrumente informiert sein möchte. Weiterhin ist es Interesse des Herstellers nicht nur das Lebensalter sonder auch die Anzahl der durchlaufenen Temperaturzyklen in einem Autoklaven und somit den Einsatz des Instruments zu registrieren, um etwaigen Gewährleistungsansprüchen nachzukommen. Die Haltbarkeit dieser Instrumente ist jedoch nicht durch eine exakte Anzahl von Erwärmungen bestimmt. Die Materialerlahmung ergibt sich vielmehr als Erfahrungswert innerhalb einer gewissen Toleranz von durchgeführten Sterilisationen im Autoklaven, wonach sich die vom Hersteller angegeben Haltbarkeitsdaten richten. Aufgrund der hohen Kosten derartiger Instrumente wird im klinischen Bereich versucht, deren Lebensdauer so weit wie möglich auch über die Herstellerangaben hinaus zu verlängern. Dies kann dadurch geschehen, daß ein Instrument über die vom Hersteller angegebene Anzahl hinaus in einem Autoklaven sterilisiert wird, was bei dem einen oder anderen Instrument aufgrund der Materialtoleranz durchaus zu keinerlei Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit führt. Weiterhin können Gewährleistungsansprüche aufgrund falscher Angaben erhoben werden, oder es wird aufgrund des hohen Kostendrucks versucht Sterilisationen bei niedrigeren Temperaturen als zweckmäßig und vorschriftsmäßig durchzuführen.

DE 42 25 792 schlägt eine Anzeigevorrichtung vor, die die Anzahl von durchgeführten Erwärmungen an einem chirurgischen Instrument anzeigt, wie in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist.

In der Anzeigevorrichtung nach DE 42 25 792 ändert ein temperaturempfindliches mechanisches Element (ein Bimetall oder eine Formgedächtnislegierung) seine Größe, wenn es auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird. Dieses Element ist an ein Betätigungselement gekoppelt, wodurch jedesmal dann, wenn das temperaturempfindliche Element das Betätigungselement betätigt, die von dem Zähler angezeigte Zahl um eins erhöht wird. Dabei ist die von dem Zähler angezeigte Zahl leicht sichtbar, so daß die ein chirurgisches Instrument mit der Anzeigevorrichtung benutzende Person darüber informiert ist, wie oft das Instrument erwärmt worden ist. Die Anzeigevorrichtung nach DE 42 25 792 weist außerdem ein Blockierelement auf, das nachdem eine vorgegebene Zahl von Betätigungen des Zählwerks Überschriften ist, einen Blockierzustand auslöst und auf diese Weise den weiteren Gebrauch des gesamten Instrumentes verhindert. Die Anzeigevorrichtung nach DE 42 25 792 besteht aus einem Sperrklinkenrad, das mit Markierungen versehen ist und das mittels einem Drehzapfen in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Eine mit einer Feder zusammenwirkende Formgedächtnislegierung bewirkt eine Drehung des Sperrklinkenrades bei überschreiten einer vorgegebenen Temperatur.

Die vorstehende Anzeigevorrichtung weist jedoch die folgenden Nachteile auf.

Fig. 1 und 2 zeigen Draufsichten auf Anzeigevorrichtungen nach DE 42 25 792, wobei jeweils eine Abdeckplatte des Gehäuses entfernt ist. Diese Anzeigevorrichtungen sind in ihren Abmessungen derart ausgebildet, und dafür vorgesehen, daß sie an dem Handgriff eines chirurgischen Instruments angebracht werden können, wie in Fig. 3 dargestellt ist, und können somit aufgrund ihrer Abmessungen, ihres Aufbaus und ihrer Anordnung leicht manipuliert werden. So ist es auf einfache Art und Weise möglich die Funktion das temperaturempfindlichen Schaltelements zu unterbrechen oder zu blockieren, das Anzeigeelement um eine gewünschte Anzahl von registrierten Erwärmungen zurückzudrehen oder die gesamte Anzeigevorrichtung von dem chirurgischen Instrument zu entfernen.

Außerdem ist die vorstehende Anzeigevorrichtung aufgrund ihrer dreidimensionalen Ausbildung nur aufwendig herzustellen und ihre Montage ist für Massenproduktion ungeeignet, woraus hohe Herstellungskosten resultieren. Aus der Blockiervorrichtung resultiert der weitere Nachteil, daß bei ausgelöster Blockiervorrichtung die Anzeigevorrichtung zusammen mit dem chirurgischen Instrument nach einer gegebenen Anzahl von Erwärmungen nicht mehr funktionstüchtig ist, das heißt sie ist für die Registrierung von weiteren Erwärmungen unbrauchbar geworden, und kann nur durch beträchtlichen Montageaufwand recycelt, das heißt an einem weiteren Chirurgischen Instrument wiederverwendet werden, was einen beträchtlichen Kostenaufwand verursacht, und für einen einmaligen Gebrauch sind ihre hohen Herstellungskosten nachteilig. Außerdem kann die herkömmliche Anzeigevorrichtung nur eine überaus beschränkte Anzahl von Erwärmungen erfassen, was einen weiteren Nachteil darstellt. So kann die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung nachteilig nur 7 Erwärmungen erfassen und die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung nachteilig nur 20 Erwärmungen erfassen.

Weiterhin kann die vorstehende Anzeigevorrichtung aufgrund ihrer Abmessungen nur auf geeigneten Instrumenten angebracht werden, und beeinträchtigt aus dem selben Grund die Handhabbarkeit des entsprechenden Instruments. Da sie neben der Blockierungstemperatur nur eine Temperatur registrieren kann, ist sie darüber hinaus nicht in der Lage zwischen verschiedenen Autoklaven mit unterschiedlichen Betriebstemperaturen zu unterscheiden. Das Anbringen von zwei oder mehr derartiger Anzeigevorrichtungen für die Registrierung von Erwärmungen von unterschiedlicher Temperatur ist für medizinische Instrumente ungeeignet, da dies zu einer weiteren Beeinträchtigung der Handhabbarkeit des Instruments führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beheben.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit eine Zählvorrichtung mit geringen Herstellungskosten bereitzustellen, die es ermöglicht, daß trotz geringer Herstellungskosten die Anzahl der erfaßbaren Temperaturzyklen nicht auf unter 50 beschränkt ist, die eine Vielzahl von Temperaturzyklen erfassen kann, die für Massenproduktion geeignet ist, die nicht manipulierbar ist, die es ermöglicht zwei oder mehr vorgegebene Temperaturen zu zählen, die es bei deren Verwendung an medizinischen Instrumenten dem Arzt ermöglicht den Toleranzspielraum der Gewährleistungsangaben des Herstellers eigenverantwortlich kostensparend weitestgehend auszunutzen und gleichzeitig den Gebrauch des Instruments umfassend dokumentiert, um so eine hohe Ausnützung von kostspieligen medizinischen Instrumenten zu ermöglichen, die die Handhabbarkeit von medizinischen Instrumenten nicht beeinträchtigt, und die selbst an kleinsten chirurgischen Instrumenten angebracht werden kann.

Vorstehende Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind ohne jede Beschränkung in den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung, die von schematischen Zeichnungen begleitet ist, erwähnt.

Hierzu zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Anzeigevorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere herkömmliche Anzeigevorrichtung;

Fig. 3 eine herkömmliche Anzeigevorrichtung, die an einem chirurgischem Instrument angebracht ist.

Fig. 4a eine vergrößerte Darstellung einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4b die erfindungsgemäße Ausführung von Fig. 4a in Originalgröße;

Fig. 5a einen Schnitt durch die Linie AA in Fig. 4a;

Fig. 5b einen Schnitt durch die Linie BB in Fig. 4a;

Fig. 5c einen vergrößerten Teilausschnitt der Ausführung von Fig. 4a;

Fig. 6a eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6b die erfindungsgemäße Ausführung von Fig. 6a in Originalgröße;

Fig. 7a eine vergrößerte Darstellung einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7b die erfindungsgemäße Ausführung von Fig. 7a in Originalgröße;

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Anzeigevorrichtung für die Anzahl von durchgeführten Sterilisationen bereitzustellen, die miniaturisiert hergestellt ist, und möglichst wenige unterschiedliche mechanische Elemente aufweist, die nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind. Durch die Miniaturisierung wird einmal erreicht, daß die Anzeigevorrichtung nicht manipulierbar ist, außerdem wird durch die Miniaturisierung erreicht, daß die Anzeigevorrichtung kostengünstig in Massenproduktion hergestellt werden kann, und auf einfache Art und Weise auch an kleinsten Geräten oder Instrumenten, z. B. medizinischen Instrumenten angebracht werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Anzeigevorrichtung aus möglichst wenig höchstens 4, vorteilhaft drei oder zwei unterschiedlichen mechanischen Elementen besteht, die zweidimensional in einer Ebene ausgebildet sind. Die erfindungsgemäße Zählvorrichtung für die Anzahl von durchgeführten Erwärmungen ist besonders geeignet für die Verwendung an medizinischen Instrumenten für die Zählung der vorgenommenen Sterilisationen in einem Autoklaven und besteht wenigstens aus einem ersten mechanischen Mittel, das temperaturempfindlich ist und bei der Erwärmung über eine vorgegebene Temperatur hinaus reversibel von einem ersten räumlichen Zustand in einen zweiten räumlichen Zustand übergeht, einem zweiten mechanischen Mittel, für die Anzeige der Anzahl von durchgeführten Erwärmungen, und aus einem dritten mechanischen Mittel für die Positionierung des zweiten mechanischen Elements, wobei das erste, zweite und dritte mechanische Mittel derart miteinander gekoppelt sind, daß das zweite mechanische Mittel bei dem Übergang des ersten mechanischen Mittels in den zweiten räumlichen Zustand irreversibel um einen vorgegebenen Betrag räumlich verschoben wird, und erfindungsgemäß besteht das erste, zweite und dritte mechanische Mittel aus wenigstens zwei und höchstens vier, vorteilhaft drei oder zwei mechanischen Elementen, die zweidimensional ausgebildet nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der das erste und dritte mechanische Mittel einstückig sind und von einem ersten mechanischen Element 41 gebildet werden, und das zweite mechanische Mittel von einem zweiten mechanischen Element 42 gebildet wird. Bei dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung besteht das erste mechanische Element aus einer geeignet ausgebildeten Formgedächtnislegierung 41. Das zweite mechanische Mittel besteht aus einem mit geeigneten Zähnen versehenen Balken 42, der zusammen mit der Formgedächtnislegierung 41 innerhalb eines U-förmigen Gehäuses 45 angeordnet ist, das erfindungsgemäß eine U-förmige Schiene bildet, die mit einer nicht gezeigten Abdeckung versehen ist. Das erste mechanische Element 41 ist in geeigneter Weise in einer Ausnehmung des Gehäuses 45 derart angeordnet, daß es bei dem Obergang von seinem ersten räumlichen Zustand in seinen zweiten räumlichen Zustand den Balken 42 innerhalb der Schiene um einen vorgegebenen Betrag L linear in der Ebene der Schiene verschiebt.

Erfindungsgemäß entspricht die Länge und der Zähne 421, die abgeschrägt ausgebildet sind, dem vorgegebenen Betrag L, wie in Fig. 5c dargestellt ist.

Die Dimensionen des ersten mechanischen Elementes 41 und des Balkens 42 und der Zähne des Balkens, und der U-förmigen Schiene des Gehäuses 45, sowie die Materialien des Balkens 42 und des Gehäuses 45 sind dabei derart ausgebildet, daß die Haftreibung zwischen Gehäuse 45 und Balken 42 kleiner als die Kraft des ersten mechanischen Elementes 41 beim Übergang von seinem ersten räumlichen Zustand in seinen zweiten räumlichen Zustand ist. Die Ausbildung des Balkens 42 und des ersten mechanischen Elementes 41, sowie die Haftreibungskoeffizienten des Balkens 42 und des Gehäuses 43 sind weiterhin derart ausgebildet und dimensioniert, daß bei dem Übergang des ersten mechanischen Elementes 41 von seinem zweiten räumlichen Zustand in seinen ersten räumlichen Zustand die Haftreibung zwischen dem Balken 42 und der Schiene 43 größer ist als die Reibung des ersten mechanischen Elements 41 an dem Balken 42. Daraus resultiert, daß bei dem Übergang des ersten mechanischen Elements 41 von seinem zweiten räumlichen Zustand in seinen ersten räumlichen Zustand die Lage des Balkens 42 unverändert bleibt. Erfindungsgemäß sind die Zähne des Balkens 42 und das erste mechanische Element 41 derart aufeinander abgestimmt ausgebildet, daß das erste mechanische Element 41 nach dem Übergang von seinem ersten räumlichen Zustand und der dadurch bewirkten linearen Verschiebung des Balkens 42 um den Betrag L und dem darauf folgenden Übergang von seinem zweiten räumlichen Zustand in den ersten räumlichen Zustand das erste mechanische Element gegenüber einem Zahn des Balkens 12 in einer Position zu liegen kommt, die seiner Position vor dem Durchlaufen des Temperaturzyklus gegenüber dem voranstehenden Zahn des Balkens 42 entspricht.

Erfindungsgemäß ist der Balken 42 mit geeigneten Markierungen versehen, die es gestatten durch ein Fenster 46 in der Abdeckung des Gehäuses die Anzahl der erfolgten Erwärmungen bzw. Temperaturzyklen abzulesen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, das Durchlaufen eines Temperaturzyklus zu erfassen, wobei der Temperaturzyklus aus 3 Temperaturen besteht. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die Zählvorrichtungen für die Anzahl erfolgter Erwärmungen betreffen. Es ist klar daß mit der Erfindungsgemäßen Zählvorrichtung auch Abkühlungen gezählt werden können.

Fig. 5a und b zeigen einen Schnitt durch die Linie AA bzw. BB in Fig. 4. Erfindungsgemäß ist das erste, zweite und dritte mechanische Mittel innerhalb eines Gehäuses (45) angeordnet, das eine Länge von weniger als 10 mm, vorteilhaft weniger als 5 mm, und eine Breite von weniger als 5 mm, vorteilhaft 2 mm, und eine Höhe von weniger als 5 mm, vorteilhaft weniger als 1 mm hat.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführung des folgenden Erfindung. Die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung entspricht der vorstehend beschriebenen ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der Ausnahme, daß das erste mechanische Mittel aus einen ersten mechanischen Element 61 besteht und das dritte mechanische Mittel aus einem dritten mechanischen Element 63 besteht. Wie bei der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das zweite mechanische Element 62, wie in der ersten Ausführung als Balken 62 ausgebildet ist, der an seiner Längsseite eine Reihe von geeignet ausgebildeten abgeschrägten Zähnen aufweist. Das erste mechanische Element 61 entspricht dem vorstehend beschriebenen ersten mechanischen Element 41 der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung und ist eine stab- oder streifenförmig ausgebildete Formgedächtnislegierung, die geeigneterweise in einer Ausnehmung des U-förmigen Gehäuses 65 derart angeordnet ist, daß es mit seinem einen Ende mit den Zähnen des Balkens 62 korrespondierend eine Position einnimmt, in der es beim Durchlauf des vorstehend beschriebenen Temperaturzyklus befähigt ist, den Balken 62 entlang des U-förmigen Gehäuses 65 beim Übergang von seinem ersten räumlichen Zustand in den zweiten räumlichen Zustand um die Länge eines Zahnes linear zu verschieben, und beim Übergang von seinem zweiten räumlichen Zustand in eine Position gelangt, die mit dem nächstfolgenden Zahn des Zahnkranzes des Balkens 62 korrespondiert. Zusätzlich zu dem ersten und zweiten mechanischen Element ist in dieser zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung ein drittes Element 63 als Mittel für die Positionierung des Balkens 62 in Form einer Rastfeder vorgesehen. Die Rastfeder ist wie die Formgedächtnislegierung stab- oder streifenförmig ausgebildet und in einer zweiten Ausnehmung des U-förmigen Gehäuses 65 angeordnet. Die Rastfeder kann auch mit dem Gehäuse 65 einstückig sein und bewirkt eine zusätzliche Führung bei der linearen Bewegung des Balkens 62 und eine zusätzliche Arretierung der Positionierung des Balkens 62. Die Feder 63 ist derart bzgl. der Zähne des Balkens 62 positioniert, daß der Balken bei Vorschub durch den Übergang der Formgedächtnislegierung von dem ersten in den zweiten räumlichen Zustand kaum abgeschwächt wird, eine Bewegung des Balkens 62 in Gegenrichtung jedoch verhindert wird. Als viertes mechanische Element kann eine Balgfeder 64 derart innerhalb des U-förmigen Gehäuses angeordnet sein, daß der Vorschub des Balkens 62 begünstigt wird. Die Dimensionen des Gehäuses entsprechen in ihrer Größenordnung den Dimensionen des Gehäuses 45.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der anstelle des beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Balkens 42, 62 ein Zahnrad 72 verwendet wird, das mittig innerhalb eines hier quadratischen Gehäuses angeordnet ist. Diese in Fig. 7 gezeigte Ausführung entspricht mit Ausnahme des hier kreisförmigen Mittels für die Anzeige von Temperaturzyklen und dem in der Zeichnung quadratischen Gehäuse der ersten und zweiten Ausführung. Das erste mechanische Mittel 71 ist ein geeignete angeordnete Formgedächtnislegierung und in einer Ausnehmung des quadratischen Gehäuses mit den Zähnen des Zahnrades 72 derart korrespondierend angeordnet, daß bei Durchlauf eines Temperaturzyklus mit Übergang von einer ersten räumlichen Gestalt der stabförmigen Formgedächtnislegierung die Anzeige um einen Zahn des Zahnrades gedreht wird. Wie bei der zweiten Ausführung kann hier als Mittel für die Positionierung der Anzeige eine Rastfeder 73 in einer weiteren Ausnehmung des Gehäuses oder einstückig mit dem Gehäuse derart angeordnet sein, daß das Zahnrad in die eine Richtung leicht und in die andere Richtung nur sehr schwer oder gar nicht zu drehen ist.

Um ein mehrmaliges Umdrehen des Zahnrades zu verhindern, ist an einer Stelle des Zahnrades 72 vorteilhaft ein vergrößerter Zahn angeordnet, der mit einen Anschlag der Gehäusewand korrespondiert und derart ausgebildet ist, daß bei Berührung des Zahns mit den Anschlag das Zahnrad nicht weiter drehbar ist.

Mit den Zähnen des Zahnrades korrespondierende Markierungen 77 können durch ein Fenster 76 in der Abdeckung des Gehäuses 75 abgelesen werden.

Die vorstehenden Zählvorrichtungen für Temperaturzyklen werden erfindungsgemäß durch Technologien und Verfahren der Mikrostrukturtechnik hergestellt, um die erfindungsgemäße Kompaktheit und die kostengünstige Herstellung in hohen Stückzahlen zu gewährleisten. Dies erfolgt beispielsweise durch lithographische Verfahren oder durch Laserstrukturierung. Die nachfolgenden Materialien bei obigen Verfahren besonders geeignet, wie z. B. Silizium, Metalle (insbesondere Nickel und Nickellegierungen, Kupfer und seine Legierungen, Gold) und Kunststoffe (insbesondere PMMA, PSU, PC, PS, POM, ABS, LCP).

Nachfolgend wird die Herstellung des Balkens 42 der Struktur nach 4a oder 4b beispielhaft beschrieben:

Der Balken 42 wird geeigneterweise aus Nickel hergestellt. Die zweidimensionale Sollstruktur des Balkens wird durch Verfahren die aus der Halbleitertechnologie bekannt sind in eine Maske übertragen. Wie in der Halbleitertechnologie üblich können dabei auf einer Maske eine Große Anzahl von Elementen nebeneinander angeordnet werden (Batch-Herstellung). Dabei ist das Einbinden von die Handhabung und Montage erleichternden zusätzlichen mechanischen Elementen leicht möglich.

Die Maske wird genutzt um eine lichtempfindliche Polymerschicht zu strukturieren und so die Negativkontur des gewünschten Teiles 42 gebildet. Durch geeignete Verfahren wie z. B. die Galvanoformungstechnik kann die Negativkontur durch das verwendete Metall, in diesem Falle Nickel, aufgefüllt werden. Dabei entstehen parallel eine große Anzahl kleinster Strukturen.

Die Herstellung des Balkens 42 aus polymeren Materialien ist durch ein weiteres Umkopieren der Metallstruktur durch das bekannte Spritzgußverfahren oder Prägeverfahren möglich.

Die Markierungen (Zahlen) auf dem Balken 42 können anschließend durch Beschriftung mit z. B. einem Excimerlaser eingebracht werden, oder direkt durch Nickelgalvanik dadurch erzeugt werden, daß die lithographische Strukturierung des lichtempfindlichen Polymers in zwei Ebenen erfolgt, wobei die eine Ebene die gesamte Höhe des Teiles bestimmt, und die andere Ebene eine Vertiefung im Metall erzeugt, deren Form die darzustellende Kennung der Temperaturzykluszahl bildet.

Mit den gleichen Verfahren lassen sich auch das Gehäuse 45 inklusive seiner Ausnehmungen für die Formgedächtnislegierung 41 und die Rastfeder 43 herstellen. Als Formgedächtnislegierungen sind bekannt, z. B. Ni-Ti-Legierungen.

Aufgrund der vorteilhaften zweidimensionalen miniaturisierten Ausbildung der erfindungsgemäßen Zählvorrichtungen sind diese geeignet eine Vielzahl von Temperaturzyklen zu erfassen, wobei vorteilhaft bei Anwendungen z. B. im medizinischen Bereich die Anzahl der Markierungen auf dem Mittel für die Anzeige der Temperaturzyklen, d. h. die maximal erfaßbare Anzahl von Temperaturzyklen größer als die Gewährleistungsangabe des Herstellers ist. Weiterhin ist es durch die Verwendung der vorstehend beschriebenen Techniken erfindungsgemäß möglich kompakte Zählvorrichtungen herzustellen, die geeignet sind eine Vielzahl von Temperaturzyklen zu registrieren, wie z. B. 50, 100 mehr als 1000.

Mit den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Zählvorrichtungen lassen sich aufgrund ihrer zweidimensionalen miniaturisierten Ausbildung mehrere für verschiedene Temperaturzyklen empfindliche Vorrichtungen an einem auch kleinsten z. B. medizinischen Instrument anbringen und so ein exakter Temperaturlebenslauf des Instruments registrieren, wobei vorteilhaft eine Vielzahl von Temperaturzyklen erfaßt werden kann.

Z.B. können 3 derartige Zählvorrichtungen an einem medizinischen Instrument angeordnet sein, wobei die Zählvorrichtungen jeweils geeigneterweise die Temperaturen 60°C, 110°C und 150°C erfassen, die jeweils der Spitzentemperatur eines Gassterilisationsautoklaven, eines gewöhnlichen Wasserdampf-Autoklaven und eine Überhitzungstemperatur repräsentieren. Die erfindungsgemäßen Zählvorrichtungen behindern nicht die Handhabbarkeit chirurgischer Instrumente und sind nicht manipulierbar, da sie ohne weiteres mit einer geeigneten Versiegelungsschicht überzogen werden können. Das Ablesen der von ihnen angezeigten Temperaturgeschichte des medizinischen Instruments wird mit einer Lupe oder einem geeigneten Vergrößerungsgerät vorgenommen und liefert die exakte Temperaturgeschichte des Instruments, die für Gewährleistungsansprüche an den Hersteller von Bedeutung ist: Anzahl der Gassterilisationen bei geringer Temperatur, Anzahl von Wasserdampf-Autoklavierung und Anzahl von Überhitzungen. Nach Gebrauch werden die erfindungsgemäßen Zählvorrichtungen durch neue ersetzt, was aufgrund ihrer geringen Abmessungen wirtschaftlich günstig ist.

Die erfindungsgemäßen Zählvorrichtungen können als Chips in Massenproduktion hergestellt werden und sind neben chirurgischen Elementen an allen Instrumenten, Geräten oder Orten einsetzbar die einem zyklischen Temperaturverlauf ausgesetzt sind, z. B. im optischen Bereich, Halbleiterbereich, auf integrierten Schaltkreisen etc.

Claims

1. Zählvorrichtung für die Anzahl von Temperaturzyklen bestehend aus
einem ersten mechanischen Mittel (41; 61; 71), das temperaturempfindlich ist und bei der Erwärmung über eine vorgegebene Temperatur hinaus reversibel von einem ersten räumlichen Zustand in einen zweiten räumlichen Zustand übergeht, einem zweiten mechanischen Mittel (42; 62; 72) für die Anzeige der Anzahl von durchgeführten Erwärmungen,
einen dritten mechanischen Mittel (43; 63; 73) für die Positionierung des zweiten mechanischen Mittels, wobei das erste und zweite und dritte mechanische Mittel
derart miteinander gekoppelt sind, daß das zweite mechanische Mittel bei dem Übergang des ersten mechanischen Mittels in den zweiten räumlichen Zustand irreversibel um einen vorgegebenen Betrag räumlich verschoben wird, und das erste zweite und dritte Mechanische Mittel innerhalb einem Gehäuse (45; 65; 75) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste, zweite und dritte mechanische Mittel (41, 62, 73; 42, 62, 73) aus wenigstens zwei und höchstens vier mechanischen Elementen (61, 62, 63, 64) besteht, und die Elemente in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind

2. Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte mechanische Mittel (41, 62, 73; 42, 62, 73) aus wenigstens zwei und drei mechanischen Elementen (61, 62, 63, 64) besteht, und die Elemente in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind.

3. Zählvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung derart zweidimensional ausgebildet ist, daß sie mehr als 50 Temperaturzyklen erfassen kann.

4. Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und dritte mechanische Mittel (41, 43; 61, 63; 71, 73) einstückig sind und von einem ersten mechanischen Element gebildet werden,
und das zweite mechanische Mittel (42; 62; 72) von einen zweiten mechanischen Element (42; 62; 72) gebildet wird.

5. Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte mechanische Mittel (41, 62, 73; 42, 62, 73) jeweils aus einem ersten, zweiten und dritten mechanischen Element (41, 62, 73; 42, 62, 73) besteht.

6. Zählvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite mechanische Mittel (41, 42; 61, 62) jeweils aus einem ersten und zweiten mechanischen Element (41, 42; 61, 62) besteht, und das dritte mechanische Mittel aus einem dritten und vierten mechanischen Element (63, 64) besteht.

7. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mechanische Element (41, 61, 71) eine Formgedächtnislegierung ist.

8. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mechanische Element (41, 61, 71) ein Bimetall ist.

9. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das erste mechanische Element (41, 61, 71) mit dem Gehäuse einstückig ist.

10. Zählvorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte mechanische Element (43, 63, 73) mit dem Gehäuse einstückig ist.

11. Zählvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte mechanische Element (41, 61, 71) mit dem Gehäuse einstückig ist.

12. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte mechanische Mittel (41, 42, 43; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73) innerhalb eines Gehäuses (45, 65, 75) angeordnet ist, das eine Länge von weniger als 10 mm, eine Breite von weniger als 5 mm und eine Höhe von weniger als 5 mm hat.

13. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte mechanische Mittel (41, 42, 43; 61, 62, 63, 64; 71, 72, 73) innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, das eine Länge von weniger als 5 mm, eine Breite von weniger als 2 mm und eine Höhe von weniger als 1 mm hat.

14. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (45, 65) aus einem U-förmigen Boden besteht, der mit einer Abdeckung versehen ist, in der ein Fenster ausgebildet ist, und das zweite mechanische Element (41, 61, 42, 62) aus einem länglichen Balken besteht, dessen eine Längsseite mit Zähnen versehen ist, und in Längsrichtung innerhalb des U-förmigen Bodens verschiebbar angeordnet ist.

15. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (45, 65, 75) aus einer Grundplatte besteht, die mit Wänden und mit einer Abdeckung versehen ist, in der ein Fenster (46, 66, 67) ausgebildet ist, und das zweite mechanische Element (62) aus einem Zahnrad besteht, das mittig innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert ist.

16. Zählvorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mechanische Element (41, 61, 71) streifenförmig oder stabförmig ausgebildet ist und mit seinem einen Ende feststehend an einer Stelle des Gehäuses angeordnet ist, und mit seinem anderen Ende mit den Zähnen des zweiten mechanischen Elements korrespondiert, so daß bei dem Übergang des ersten mechanischen Elements von dem ersten räumlichen Zustand in den zweiten räumlichen Zustand das zweite mechanische Element um einen vorgegebenen Betrag verschoben wird.

17. Zählvorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte mechanische Element (43, 63, 73) aus einer Spannfeder besteht, die mit ihrem einen Ende feststehend an einer Stelle des Gehäuses angeordnet ist, und mit ihrem anderen Ende mit den Zähnen des Steges korrespondiert.

18. Zählvorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte mechanische Element (64) aus einer Feder besteht, die derart innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, daß sie eine Kraft in Längsrichtung auf den Steg ausübt, und die Wirkung des ersten mechanischen Elements (41, 61) bei dem Übergang von seinem ersten räumlichen Zustand in den zweiten räumlichen Zustand unterstützt.

19. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei der das erste mechanische Element (41, 61, 71) von seinem ersten räumlichen Zustand in seinen zweiten räumlichen Zustand übergeht zwischen 55°C und 75°C beträgt.

20. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei der das erste mechanische Element (41, 61, 71) von seinem ersten räumlichen Zustand in seinen zweiten räumlichen Zustand übergeht zwischen 100°C und 125°C beträgt.

21. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, bei der das erste mechanische Element (41, 61, 71) von seinem ersten räumlichen Zustand in seinen zweiten räumlichen Zustand übergeht zwischen 140°C und 165°C beträgt.

22. Verwendung der Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche an medizinischen Instrumenten.

23. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung mit Verfahren der Mikrostrukturtechnik, wie optischer Lithographie, Röntgenlithographie, Siliziumätzverfahren, Oberflächensiliziumstrukturierung, Tiefenätzverfahren, Mikroabformtechnik, oder Laserstrukturierung hergestellt ist.

24. Zählvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste mechanische Element eine Formgedächtnislegierung ist, und die übrigen mechanischen Elemente, sowie das Gehäuse aus Silizium, Nickel, Nickellegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Gold, Kunststoffen wie PMMA, PSU, PC, PS, POM, ABS, LCP hergestellt sind.