DE2602956A1

DE2602956A1 - Abschirmung fuer einen strahlungsgeber sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE2602956A1
Application number: DE19762602956
Authority: DE
Inventors: Donald Ivan Gonser
Original assignee: Dentsply International Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 1975-02-04
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1977-07-28
Also published as: GB1538096A; JPS5190000A; FR2300347A1; GB1543034A; IT1055067B; US4062099A

Description

DENTSPLY INTERNATIONAL INC., York, Pennsylvania 17404, U.S.A.

Abschirmung für einen Strahlurigsgeber sowie' Verfahren zu dessen Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsgeber oder Strahlungsprojektor, und zwar insbesondere auf eine Abschirmung für eine Strahlungsprojektorstange für ultraviolettes Licht der Bauart gemäß US-Patentanmeldung 318 251 vom 26. Dezember 1972 und für einen Projektor der Bauart gemäß US-PS 3 712 984.

Bei Ultraviolett-Strahlungsprojektoren kann die Strahlung eines Generators längs einer Quarzstange geleitet werden, um von einem Ende der Stange dort abgegeben zu werden, wo die Strahlung erwünscht ist. Entlang der Wände der Stange können dabei Strahlungsverluste auftreten. Diese Verluste sind von besonders ernster Natur an den Biegestellen der Stange. Die

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Erfindung sieht eine Abschirmung für eine UV-Projektionsstange vor, welche die unerwünschte Strahlung absorbiert/ die durch die Stangenwände entweichen kann.

Die ultraviolette Strahlung kann beispielsweise an eine beschränkte Stelle oder eine Körperöffnung projiziert werden, und zwar z.B. dann, wenn der Projektor in der Zahnmedizin verwendet wird, um ein auf UV-Strahlung reagierendes Harz zu bestrahlen, welches für Zahnfüllungen verwendet wird oder als ein Schutzüberzug auf den Beißflächen der Zähne dient.

Wenn ein Strahlungsabschirmüberzug auf die Wand einer Strahlungsprojektions stange aufgebracht wird, oder aber dann, wenn eine Abschirmung die Stange fest umfaßt, so kann eine beträchtliche Verminderung der vom Projektionsende der Stange abgegebenen Strahlung auftreten. Die Erfindung hat sich daher zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu vermeiden und eine Abschirmung vorzusehen, die die durch die Wände der Stange auftretende Strahlung absorbiert, ohne aber dabei die Strahlung wesentlich zu vermindern, die vom Strahlungsprojektionsende der Stange abgegeben wird.

Erfindungsgemäß ist eine Abschirmung für eine Strahlungsprojektions stange derart vorgesehen, daß sie dicht um die Stange herumpaßt, aber eine Luftgrenzschicht zwischen der Innenseite der Abschirmung und der Wand der Stange aufrechterhält. Die Erfindung bezweckt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Abschirmung für eine UV-Stange vorzusehen, wobei dieses Verfahren die von der Stange abgegebene Strahlung nicht wesentlich vermindert.

Kurz zusammengefaßt sieht die Erfindung für eine Strahlungsleitstange eine Abschirmung vor, die aus einem Harzrohr besteht, welches dicht um die Stange herumpaßt, wobei aber eine Grenz-

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schicht zwischen der Abschirmung und den Stangenwänden gebildet ist. Die Abschirmung besteht aus einem elastischen Harzschlauch, der dicht um die Stange herumpaßt, wobei aber eine Luftgrenz schicht zwischen der Abschirmung und der Stange aufrechterhalten ist. Die Abschirmung kann aus einem erweiterten schrumpfbaren Harzschlauch bestehen, der für UV-Strahlung im wesentlichen undurchlässig ist. Der Schlauch kann aus dem allgemein als Teflon bezeichneten Fluorkohlenstoffharz bestehen und mit Kohlenstoff beladen sein, um es gegenüber UV-Strahlung undurchlässig zu machen. Der Schlauch wird an dem abzuschirmenden Teil der Stange befestigt, wobei der Schlauch und die Stange erhitzt werden, um den Schlauch zu entlasten, so daß der Schlauch auf die Stange aufschrumpft und die Stange fest umgreift. Sodann läßt man den Schlauch und die Stange abkühlen, so daß der Schlauch in seiner geschrumpften Form fest wird. Der überschüssige Schlauch wird weggeschnitten, und der Schlauch wird sodann längs der Stange geschlitzt. Vorzugsweise wird der Längsschlitz auf der Innenseite irgendeiner Krümmung oder Biegung der Stange ausgeführt. Der Schlauch wird dann von der Stange abgeschält, um die Luftgrenzschicht zwischen der Stange und dem Schlauch zur Bildung der fertigen Abschirmung auszubilden. Die Elastizität der Abschirmung bewirkt, daß sie dicht um die Stange herumpaßt, während die Luftgrenζschicht zwischen Stange und Abschirmung aufrechterhalten bleibt, so daß die Abschirmung die längs der Stange geführte Strahlung nicht stört, wobei aber die Abschirmung die durch die Wände der Stange verlorengegangene Strahlung absorbiert.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines UV-Projektors mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung;

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Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Strahlungsführungsstange, die einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Projektors bildet;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Länge des ausgedehnten schrumpfbaren Schlauchs, aus dem die Abschirmung gemäß Fig. 1 ausgebildet ist;

Fig. 5 eine Seitenansicht der Stange gemäß Fig. 3, wobei die in Fig. 4 gezeigte Schlauchlänge darauf angeordnet ist, und zwar vor dem Aufschrumpfen;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Stange und des Schlauches nach Erhitzen- zum Zwecke des Aufschrumpfens des Schlauches, wobei die Schnittlinien strichpunktiert dargestellt sind;

Fig. 7 eine Teilseitenansicht eines UV-Projektors, der mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist;

Fig. 8 eine Bodenansicht gesehen aus Richtung der Pfeile 8-8 in Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Dorn zur Ausbildung von Strahlungsabschirmungen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei eine Schlauchlänge strichpunktiert und die Schnittlinien ebenfalls strichpunktiert, aber mit einem Doppelpunkt zwischen den Strichen dargestellt sind;

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Fig. 10 eine Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Dorns gesehen aus Richtung der Pfeile 10-10 in Fig. 9;

Fig. 11 eine Seitenansicht des in Fig. 9 gezeigten Dorns gesehen aus Richtung der Pfeile 11-11 in Fig. 9;

Fig. 12 eine Endansicht des in den Fig. 9 bis 11 gezeigten Dorns.

In den Fig. 1 und 2 ist ein UV-Strahlungsprojektor 20 dargestellt, bei welchem UV-Strahlung längs eines Quarzrohres 22 projiziert wird. Der Projektor 20 umfaßt eine Lichtsammeistange 23 (Fig. 2), längs welcher UV-Strahlung durch einen nicht im einzelnen dargestellten Strahlungsgenerator gerichtet werden kann; der Strahlungsgenerator kann beispielsweise von der in US-Patentanmeldung 318 251 gezeigten Art sein. Die Strahlung wird durch ein Filter 24 geleitet, welches unerwünschte Strahlungswellenlängen absorbiert. Von dort gelangt die Strahlung in eine rechte Endfläche 25 der Stange 22, welche dann die Strahlung zu ihrer entgegengesetzt liegenden Endfläche 26 zum Zwecke der Strahlungsabgabe leitet.

Wie man in Fig. 3 erkennt, weist die Stange 22 einen bogenförmigen Teil oder eine Biegung 28 auf. Ein Hauptteil des Strahlungsverlustes durch die Wände der Stange 22 tritt an einer Aussenstirnflache 31 der Biegung 28 auf.

Die an der Außenfläche 31 der Biegung 28 abgegebene Strahlung wird durch eine Strahlungsabschirmung 32 (Fig. 1) absorbiert. Die Abschirmung 32 besteht aus einem elastischen Harzmaterial, welches in ausreichender Weise wärmebeständig ist, um ohne weiteres seine Sterilisation zu gestatten, wobei die Abschirmung aber auch eng um die Biegung 28 herumpaßt. Vorzugsweise besteht

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die Abschirmung 32 aus Polytetrafluorathylenharz, welches beispielsweise unter dem Warenzeichen Teflon bekannt ist. Das Harz kann mit einem Füllmaterial, wie beispielsweise Kohlenstoff, beladen sein, da letzterer für die zu absorbierende Strahlung undurchlässig ist. Erfindungsgemäß ist die Abschirmung mit einem Längsschlitz 33 (Fig. 2) versehen. Der Schlitz 33 erstreckt sich in Längsrichtung der Abschirmung 32, und zwar mit Abstand gegenüber dem Teil der Abschirmung, welcher die Außenfläche 31 der Biegung 28 der Stange 22 bedeckt, und zwar vorzugsweise erstreckt sich der Schlitz längs der Innenseite 36 einer Biegung 37 in der Abschirmung 32.

Die Abschirmung 32 besteht aus einer Länge 38 (Fig. 4) aus wärmeschrumpfbarem Polytetrafluoräthylenschlauch. Die Länge 38 wird auf der Stange 22 derart über der Biegung 28 befestigt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Sodann wird die Stange 22 und die Schlauchlänge 38 auf eine hinreichende Temperatur erhitzt, um zu gestatten, daß der Schlauch dicht auf und gegen die Stange an der Biegung 28 schrumpft, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, um den Biegungsteil der Stange 22 dicht zu umfassen. Überschußteile 41 und 42 des Schlauchs werden durch Umfangsschnitte 43 bzw. 44 entfernt, um einen geschrumpften Schlauchabschnitt zu bilden, der den Biegeteil der Stange umgibt. Wenn man den geschrumpften Rohrabschnitt auf der Stange ohne dessen Entfernung beläßt, so absorbiert der geschrumpfte Schlauchabschnitt zuviel der von der Stange geleiteten Strahlung, die anderenfalls an der Endfläche 26 abgegeben worden wäre, wenn nicht der aufgeschrumpfte Schlauchabschnitt vorhanden gewesen wäre. Die Erfindung sieht die Ausbildung eines Längsschnitts in dem aufgeschrumpften Schlauchabschnitt vor, um den Schlitz 33 (Fig. 2) zu bilden, worauf dann der aufgeschrumpfte Rohrabschnitt von der Stange 22 abgeschält wird und als fertige Abschirmung 32 wieder aufgesetzt wird. Die Entfernung und das Wiederaufsetzen des Schlauches gestattet

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die Ausbildung einer Luftgrenzschicht zwischen der Außenwand der Stange 22 und dem Inneren der Abschirmung 32, wobei begrenzte Teile der Abschirmung die Stange berühren, so daß die Abschirmung keinen signifikanten Anteil der Strahlung absorbiert, die von der Stirnfläche 26 der Stange abgegeben würde, wenn keine Abschirmung vorhanden wäre.

Wenn gewünscht, kann eine Abschirmung 51 ,(Fig. 7 und 8) ausgebildet werden, die der bereits beschriebenen Abschirmung ähnlich ist und im wesentlichen die ganzen freiliegenden Teile der Stange 53 abdeckt, mit Ausnahme der Strahlungsaussendungsflache 54. Die Abschirmung 51 kann in der beschriebenen Weise hergestellt werden, wobei diese Abschirmung 51 mit einem Längsschlitz 56 versehen ist, der das Abstreifen der Abschirmung von der Stange 53 gestattet, auf der die Abschirmung 51 ausgebildet ist, um eine Luftgrenzschicht zwischen der Außenwand der Stange 53 und dem Inneren der Abschirmung 51 herzustellen.

In den Fig. 9 bis 12 ist ein Dorn 61 zur Verwendung bei der Ausbildung der erfindungsgemäßen Abschirmungen dargestellt. Der Dorn 61 besitzt außenliegende geradlinige Abschnitte 63 und 64 (Fig. 9) sowie gekrümmte Teile 66 und 67, die der Form der Biegeteile der Stangen entsprechen, auf denen die Abschirmungen befestigt werden sollen. Ferner sind im Dorn 61 Umfangsnuten 69, 71 und 72 ausgebildet. Zusätzlich sind sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 73 (Fig. 10) und 74 (Fig. 11) längs Innenoberflächen der Biegeteile 66 und 67 ausgebildet. Eine Länge eines durch Wärme schrumpfbaren Schlauches 76 (Fig. 9) ist auf dem Dorn 61 befestigt, worauf Dorn 61 mit der Länge des Schlauches 76 erhitzt wird, um zu gestatten, daß die Schlauchlänge 76 eng um den Dorn 61 herum aufgeschrumpft wird. In der aufgeschrumpften Schlauchlänge werden Umfangsschnitte vorgenommen, wie dies durch die aus Strichen und Doppelpunkten bestehenden Linien 77 und 78 angedeutet ist, auf wel-

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ehe Weise nicht erforderliche Teile der aufgeschrumpften
Schlauchlänge entfernt werden. Ferner wird ein Umfangsschnitt an der durch aus einem Strich sowie Doppelpunkten
bestehenden Linie 81 zu den Biegeteilen des Dorns vorgenommen, um die aufgeschrumpfte Schlauchlänge in zwei Teile zu
zerteilen. Die Umfangsnuten 69, 71 und 72 dienen zur Führung eines (nicht gezeigten) Messers bei der Durchführung der Umfangsschnitte. Die Längsschnitte werden in den Schlauchteilen durch ein Messer ausgeführt, welches in den sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 73 und 74 im Dorn 61 geführt ist, worauf dann die fertigen Abschirmungen vom Dorn 61 abgezogen werden und in der beschreibenen Weise auf den Stangen befestigt werden können. Die Biegeteile 66 und 67 des Dorns
gehen ohne Bruch ineinander über, so daß keine Deformationen des aufgeschrumpften Schlauchs an den Übergangsenden der Biegeteile 66 und 67 entstehen.

Die Abschirmungen wurden unter Bezugnahme auf üV-Strahlungsprojektoren einer Bauart beschrieben, wie sie auf dem Gebiet der Zahnmedizin Verwendung finden. Die Abschirmungen können
auch in ähnlicher Weise bei UV-Strahlungsprojektoren verwendet werden, die für andere Zwecke dienen, wie beispielsweise Projektoren für die medizinische Therapie und Diagnose.

Die Abschirmungen wurden unter besonderer Bezugnahme auf die Strahlungsführungsstangen beschrieben, wie sie bei der Projektion von UV-Strahlung verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Abschirmungen sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Abschirmungen können in ähnlicher Weise in Verbindung mit Strahlungsleitern verwendet werden, wie sie bei der Projektion von sichtbarer und infraroter Strahlung verwendet werden, wobei die Erfindung insbesondere zweckmäßig in Verbindung mit Strahlungsleitern ist, die zur Verwendung mit Strahlung der Wellenlängen zwischen 10 Nanometern und 10 Nanometern geeignet sind.

- Patentansprüche 709830/021 5

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Claims

Patentansprüche

1 . / Abschirmung für eine Strahlungsleitungsstange, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschirmung einen Körper aus elastischem Harz aufweist und die Außenwand der Stange elastisch umgreift, daß in der Abschirmung ein Längsschlitz (33; 56) ausgebildet ist/ und daß zwischen der Stange und dem Inneren der Abschirmung eine Luftgrenzschicht ausgebildet ist.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange eine Biegung (28; 37) aufweist, und die Abschirmung die Biegung bedeckt.
3. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange eine Biegung besitzt, daß die Abschirmung die Biegung bedeckt, und daß der Schlitz in einer Seite der Abschirmung entgegengesetzt zur Biegung ausgebildet ist (Fig. 2, Fig. 8).
4.° Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus Polytetrafluoräthylen besteht.
5. UV-Strahlungsführungsstange, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Bildung einer Abschirmung von einem elastischen Rohr umgeben ist, welches im wesentlichen die Form einer Stange besitzt und eine Luftgrenzschicht zwischen der Stange und dem Inneren des Rohrs oder Schlauchs bildet.
6. Strahlungsstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Stange und Schlauch gebogen sind, und daß der Schlauch einen Schlitz an einer Seite entgegengesetzt zur Biegung besitzt.

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7. Strahlungsstange nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung im wesentlichen alle freiliegenden Teile der Stange.(53) mit Ausnahme der Strahlungsabgabefläche (54) bedeckt (Fig. 7 und 8) .
8. Strahlungsstange nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (32) nur den Biegeteil umschließt (Fig. 1 und 2).
9. Verfahren zum Herstellen einer Abschirmung für eine Strahlungsleitungsstange, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Länge von wärmeschrumpfbarem elastischen Kunstharzschlauch auf einem der Stange entsprechenden Dorn (61) anordnet, worauf der Dorn und die Schlauchlänge auf eine hinreichende Temperatur erhitzt werden, um das Aufschrumpfen des Schlauchs auf den Dorn zu gestatten, worauf man dann den Dorn zusammen mit der Schlauchlänge abkühlen läßt, damit sich das Harz des Schlauchs in seinem geschrumpften Zustand verfestigen kann, worauf dann ein Längsschlitz in der Schlauchlänge ausgebildet wird und die Schlauchlänge vom Dorn zur Bildung der Abschirmung abgezogen wird.
10. Verfahren zur Herstellung einer Abschirmung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung direkt auf der Strahlungsleitungsstange ausgebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn die Strahlungsleitungsstange ist, und daß die Abschirmung auf die Stange wieder aufgesetzt wird, nachdem sie von der Stange abgezogen wurde, so daß sich eine Luftgrenzschicht zwischen der Stange und dem Inneren der Abschirmung bildet.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsstange ein Biegeteil aufweist, und daß der Dorn zwei Biegeteile umfaßt, die ineinander übergehen, und wobei

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ferner ein Umfangsschlitz in der Schlauchlänge ausgebildet wird, und zwar zwischen den Biegeteilen des Doms, nachdem das Harz des Schlauchs in seinem geschrumpften Zustand erstarrt ist, um auf diese Weise die aufgeschrumpfte Schlauchlänge in zwei Teile aufzuteilen, wobei Längsschlitze in beiden Teilen zur Bildung von zwei Abschirmungen ausgebildet werden.
13. Abschirmung in Verbindung mit einem Strahlungsleiter, der eine Außenwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus einem aus elastischem Harz bestehenden Körper besteht und die Außenwand des Strahlungsleiters elastisch umgreift, wobei ein Längsschlitz in der Abschirmung ausgebildet ist, um das Abstreifen der Abschirmung vom Strahlungsleiter zu gestatten, und wobei zwischen dem Inneren der Abschirmung und der Außenwand des Strahlungsleiters eine Luftgrenzschicht vorgesehen ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Abschirmung für eine Strahlungsleitungsstange, dadurch gekennzeichnet, daß man ein elastisches Kunstharzrohr auf einen der Stange entsprechenden Dorn aufformt, und daß man einen Längsschlitz in dem Rohr vorsieht, und wobei schließlich das Rohr von dem Dorn zur Bildung der Abschirmung abgezogen wird.

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