DE60003579T2

DE60003579T2 - Pneumatisches gerät

Info

Publication number: DE60003579T2
Application number: DE60003579T
Authority: DE
Inventors: Sidney Kingsbury GRANT; Lawrence Roger Ruislip BEALE; Ishwarbhai Raghuvir Braintree PATEL; James Frederick Braintree BOWLER
Original assignee: Medivance Instruments Ltd
Current assignee: Medivance Instruments Ltd
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: ATE243605T1; JP4889898B2; DE60003579D1; US6764391B1; GB9926980D0; EP1232043A1; WO2001036159A1; JP2003513768A; EP1232043B1; AU1291001A; CA2391400A1; CA2391400C; EP1232043B3; ES2200965T3

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Vorrichtung zum Abgeben eines Materials aus Feststoffteilchen (siehe z.B. US-A-3270463).
Ein erläuterndes Beispiel für die Vorrichtung ist das pneumatische Abgeben eines pulverförmigen Dentalmaterials zum Schleifen oder Polieren. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, ist die Erfindung im Zusammenhang mit dem sogenannten Mikrostrahlgebläse, d.h. in der Zahnheilkunde, wertvoll.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung für diesen Zweck zum Verfügung zu stellen, die sauber ist sowie zuverlässig und leicht gehandhabt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird unter einem Aspekt eine Vorrichtung zum pneumatischen Abgeben eines Materials aus Feststoffteilchen an ein Dentalwerkzeug bereitgestellt, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

– Einen Druckbehälter mit einem Auslaß im Boden, der mit einem Druckgasstrom in Verbindung steht;
– ein austauschbares Gefäß, welches das abzugebende Material aus Feststoffteilchen enthält, wobei das Gefäß in dem Behälter in einer Entfernung oberhalb des Bodens angeordnet ist und einen Auslaß aufweist, der sich oberhalb des Behälterauslasses befindet so wie derart dimensioniert ist, daß er eine kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen an den Behälterauslaß abgibt;
– eine Einrichtung zum Einführen von Druckgas in den Behälter und zum Zirkulieren des Druckgases um das Gefäß herum, so daß das Material in dem Gefäß im wesentlichen unter dem gleichen Druck steht wie der Rest des Behälters;
– eine Energiequelle, um den Behälter in Vibration zu versetzen, damit die kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen aus dem Auslaß austritt und zu dem Behälterauslaß hin fällt sowie über eine Rohrleitung unter einem im wesentlichen einheitlichen Druck pneumatisch zu dem Dentalwerkzeug transportiert wird.

Der Behälter ist austauschbar und steht als Zubehörteil zur Verfügung. Er kann verschlossen werden, um das Risiko der Verunreinigung vor der Installation des Behälters zu vermeiden.
Vorzugsweise hat wenigstens der obere Teil des Behälters durchscheinende oder durchsichtige Wände. Wenn das Gefäß in dem Druckbehälter angeordnet ist, der über ein Gehäuse vorsteht, kann der Operateur, z.B. ein Zahnarzt, leicht den Füllstand des Materials in dem Behälter erkennen.
Vorzugsweise wird der Behälter durch einen Motor in Vibration versetzt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit mindestens einem Schalter ausgerüstet, der derart eingerichtet ist, daß er den Motor synchronisiert mit der Zufuhr von Druckgas ein- oder ausschaltet.
Vorzugsweise erfolgt der Zugang zum Innern des Behälters über einen oberen Deckel, der eine druckbeständige Dichtung, beispielsweise mittels einer Bajonettfassung, aufweist.
Unter einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum pneumatischen Abgeben eines Materials aus Feststoffteilchen an ein Dentalwerkzeug zur Verfügung, wobei das Verfahren folgende Stufen aufweist:

– Anordnen eines Gefäßes, welches das Material aus Feststoffteilchen enthält, in einem Druckbehälter mit einem Auslaß im Boden, wobei der Auslaß mit einem zu dem Dentalwerkzeug führenden Druckgasstrom in Verbindung steht und das Gefäß mit einem Auslaß versehen ist, der sich oberhalb des Auslasses des Behälters befindet und angeordnet ist, um eine kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen an den Behälterauslaß abzugeben;
– Einführen von Druckgas in den Behälter, um Material aus Feststoffteilchen mitzureißen, das sich aus dem Auslaß des Gefäßes nach unten bewegt; und
– Betätigen einer Energiequelle, um den Behälter in Vibration zu versetzen, damit Material aus Feststoffteilchen aus dem Auslaß des Gefäßes zum Auslaß des Behälters hin austritt, wodurch das Material bei einem im wesentlichen einheitlichen Druck pneumatisch an das Dentalwerkzeug abgegeben wird.

Unter einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Gefäß zur Verwendung in einer Vorrichtung, wie angegeben, zur Verfügung, wobei das Gefäß ein Dentalmaterial aus Feststoffteilchen enthält und eine Ausgangsöffnung im Boden oberhalb einer Plattform aufweist, die zusammen eine seitlich offene Kammer bilden, die durch ein Verschlußmaterial lösbar verschlossen ist, wobei die Oberseite des Gefäßes auch einen entfernbaren Verschluß aufweist.
Um die Erfindung gut verständlich zu machen, wird sie jetzt nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, in denen
1 eine Draufsicht einer Vorrichtung, teilweise im Schnitt,
2 ein Aufriß, teilweise im Schnitt, eines Druckbehälters mit einem Gefäß,
3 eine Querschnittsansicht des Behälters gemäß 2 entsprechend der Linien III–III und
4 ein senkrechter Schnitt durch einen anderen Behälter
ist.
Die gleichen Bezugsnummern werden benutzt, um die gleichen Teile in den verschiedenen Ausführungsformen mit dem Zusatz eines Strichs zu beschreiben.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, das eine Anordnung P aus zwei Druckbehältern (die Anzahl kann variieren) enthält. Jede Anordnung umfaßt einen im allgemeinen zylindrischen Druckbehälter 10, der über einem Motor 11, z.B. einem pneumatischen Linearvibrator, um den Behälter in Vibration zu versetzen, angeordnet ist. Die Behälterwand ist aus einem durchscheinenden oder durchsichtigen Kunststoffmaterial hergestellt. Der Behälter ist mit einem geneigten Boden 12 versehen, der zu einer Mündung 13 eines Kanals 14 führt, der sich tangential zu dem Behälter erstreckt und an seinen Enden offen ist. Die Innenwandoberfläche an der Oberseite des Behälters ist mit Ausnehmungen 15 zur Aufnahme von Armen oder Flügeln 16 an der äußeren Oberseite eines Gefäßes oder einer Patrone 20 versehen. (Es ist an einer Seite eine flache Stelle zum Zweck der Richtungsangabe vorgesehen). Die Arme 16 bilden einen Ringspalt 17 um das Gefäß 20 herum. Das Gefäß nimmt das abzugebende Material aus Feststoffteilchen, z.B. Aluminiumoxid- oder Natriumbicarbonatpulver für Dentalzwecke, auf. Das Gefäß weist in seinem flachen Boden 22 eine Reihe von kleinen Austrittsöffnungen 21 auf, die sich senkrecht über der Mündung 13 des Kanals 14 befinden. (Das Gefäß wird mit einem nicht gezeigten Abreißdeckel geliefert, und in diesem Zustand ist die Außenseite des Bodens 21 konisch, um die Löcher zu verschließen. Beide werden unmittelbar vor der Installation des Behälters entfernt).
Die Außenwandoberfläche an der Oberseite des Behälters 10 weist Schultern 23 auf, die für einen Eingriff nach Art einer Bajonettfassung mit Schultern innerhalb eines Deckels 30 mit einer druckbeständigen Unterlegscheibe 31 aus Gummi oder Kunststoff vorgesehen sind.
Wenn der Deckel 30 auf den Behälter 10 aufgesetzt ist, liegt das Gesamtvolumen vor und kann mit Druckgas, z.B. mit Luft, in verlustfreier Weise über eine Leitung, die zu dem Kanal 14 führt, beaufschlagt werden. Solche Luft kann um das Gefäß 20 herum zirkulieren und durch Hindurchtreten durch den Spalt 17 das Material an der Oberseite des Gefäßes erreichen.
Luftzufuhrleitungen führen von einer externen Quelle zu beiden Druckbehältern und dann zu einem drei Schlauchventile enthaltenden Ventilblock 40. Eine Leitung führt zu einem Abführbehälter 41, die anderen zu dem Handgerät. Die Druckluft wird beim Eintritt aufgeteilt, ein Zweig ist werksseitig auf 7 bar eingestellt und führt zu der stufenlos regelbaren Luftdrucksteuerung. Die stufenlos regelbare Vibratorsteuerung ist werksseitig z.B. auf 4 bar eingestellt und versorgt den gesamten Steuerkreislauf.
Eine Ausgangsleitung führt zu einem Dentalwerkzeug mit einer Wolframspitze und einer Öffnung, durch welche das Material abgegeben wird.
Beim Gebrauch prüft der Zahnarzt visuell den Materialfüllstand in dem Gefäß 20 durch die durchsichtige Wand hindurch. Er wählt aus, welches Material er wünscht. Dann drückt er einen Schalter, z.B. ein Fußpedal, wodurch das entsprechende Ventil in dem Ventilblock 40 geöffnet wird. Der Motor 11 wird in Betrieb gesetzt, um den entsprechenden Behälter 10 in Vibration zu versetzen. Druckluft strömt durch den Kanal 14 und reibt Material aus Feststoffteilchen aus dem Gefäß 20 mit und führt es über die Leitung zu der Werkzeugspitze, wo es verwendet wird, z.B. um beschädigte Zahnbereiche, wie einen Fäulnisbereich entlang der Seite eines Spalts, einer Mikroabstrahlung zu unterwerfen. Das Abstrahlen entfernt nicht nur schädliche Stoffe sondern schafft auch eine Haftoberfläche für ein nachfolgendes Aufbringen einer haftenden Füllmasse. Wenn der Zahnarzt abschaltet, stoppt die Luftzufuhr und der Motor wird abgestellt. Es bleibt aber noch Druckluft in dem Behälter.
Überschüssiges Material wird in den Abführbehälter geleitet.
Da die Druckluft in den gesamten Volumen des Behälters und auf dem Material aus Feststoffteilchen in dem Gefäß stets vorliegt, gibt es keinen sprunghaften Druckanstieg. Als Ergebnis erhält man immer eine gleichmäßige Abgabe von unter Druck stehendem Material. Das Material aus Feststoffteilchen wird nicht herumgestreut und verursacht keine Unordnung. Es gibt wenig Abfall. Da ein verschlossenes Gefäß zur Verfügung steht, besteht nur ein geringes Risiko einer Verunreinigung.
Bei der Ausführungsform gemäß 4 weist das Gefäß oder die Patrone 20' eine einzige Ausgangsöffnung 21' im Boden 22' über einem unteren Absatz und einer unteren Plattform 50 auf. Die Unterseite des Bodens 22', die Plattform 50 und die senkrechte Wand 51 bilden eine Kammer, die jedoch zu einer Seite 52 offen ist. Das Volumen der Kammer kann durch Verändern der Höhe der Wand 51 und der Fläche der Plattform 50 variiert werden. Das Pulver P tritt durch die einzige Ausgangsöffnung 21' nach unten und fällt auf die Plattform 50. Es bildet dann einen Haufen von losen Teilchen. Wenn die Druckluft zugeführt wird, ist es einfach, das Pulver zu veranlassen, nach unten zum Hauptauslaß des Behälters zu fallen.
Es besteht kein Risiko, daß das Pulver in dem Gefäß 20' derart verdichtet wird, daß es die Öffnung 21' blockiert. Der Luftdruck kann niedrig sein, z.B. etwa 7 bar betragen, was unter dem üblichen Niveau liegt. Das Pulver kann unter geringer Krafteinwirkung in Vibration versetzt werden, z.B. mit einem pneumatischen Linearvibrator.
Das Gefäß wird üblicherweise mit dem voll eingefüllten Material aus Feststoffteilchen, transportiert, und zwar mit einem nicht gezeigten plattenartigen Verschluß, der die offene Kammer füllt, um ein vorzeitiges Austreten des Pulvers zu verhindern. Dieser Verschluß wird unmittelbar vor dem Einsetzen in den Hauptbehälter entfernt. Die Oberseite des Gefäßes wird auch durch einen entfernbaren Verschluß abgedeckt.
Die Vorrichtung ermöglicht es dem Benutzer, leicht zwischen unterschiedlichen Schneidmedien in verschiedenen Behältern zu wechseln. Das System ist vollständig pneumatisch und kann entweder direkt mittels einer bestehenden Luftversorgung, eines unabhängigen Kompressors oder eines Flaschengases arbeiten, vorausgesetzt, daß der Luftdruck innerhalb einer speziellen Vorgabe von etwa 5 bis 8 bar liegt. Dadurch werden die Vibratoren in Betrieb gesetzt, die gleichzeitig mit dem Austritt von Luft in das Handgerät starten. Wenn das Fußpedal freigegeben wird, wird die Luft sofort unterbrochen und jedes restliche Luft-Pulver-Gemisch in einen staubsammelnden Abführbehälter 40 abgeleitet, der sich an der Rückseite der Einheit befindet. Der Austrag aus den Behältern wird mittels der Schlauchventile gesteuert, die es ermöglichen, daß das Schleifpulver hindurchtritt, ohne die pneumatischen Steuereinrichtungen zu beschädigen. Die allgemeine Einrichtung ist derart gewählt, daß die Wartung einfach und die Teile zugänglich sind. Das Gehäuse kann leicht mit Reinigungsmitteln, wie sie z.B. im Wartungsabschnitt der Bedienungseinleitung empfohlen werden, saubergewischt werden.
Die ersetzbaren Spitzen sind aus einem hochwertigen korrosionsbeständigen Rohr mit Wolframcarbiddüsen hergestellt, die wahlweise einen Öffnungsdurchmesser von 0,4 mm, 0,6 mm und 0,8 mm aufweisen.
Um die Vorrichtung einzurichten, wird von der Luftversorgung zu einem (nicht gezeigten) Einschubverbindungsstück an der Rückseite des Gehäuses 1 ein nicht gezeigter Hochdruckschlauch mit einem Außendurchmesser von 4 mm und einer geeigneten Länge angeschlossen, der flexibel ist, aber nicht abknickt. Ferner wird ein Fußkontrollschalter mit den zwei Druckeinlassteilen an der Rückseite des Gehäuses verbunden. Die Luft sollte nicht eingeschaltet werden, bevor die folgenden Punkte erfüllt sind:

1. Fußpedal ist in einer bequemen Position angeordnet.
2. Die Behälter befinden sich in ihrer empfohlenen Position (feines Material links und mittleres Material rechts).
3. Beide Deckel sind geschlossen.
4. Die Düse mit dem korrekten Durchmesser ist in das Handgerät eingeschraubt.
5. Der Patient, der Operateur und der oder die Assistenten tragen eine Schutzbrille.
6. Die Absaugvorrichtungen sind eingeschaltet und betriebsbereit (intraoral und extern).
7. Ein Schutzumhang ist über den Kleidern des Patienten angeordnet.

1. Beim Ersetzen der Pulvergefäße sicherstellen, daß der Dichtungsstreifen am Boden vollständig entfernt ist, bevor der obere Verschluß abgezogen wird. Das Pulvergefäß vorsichtig in den Behälter absenken, geführt durch die Arme 16, welche ein vollständiges Einsetzen sicherstellen. Die Deckel ersetzen, leichten Druck nach unten ausüben, im Uhrzeigersinn drehen, bis ein deutlicher Widerstand spürbar ist.
2. Einschalten der Luft an der Gehäusevorderseite. Dies verursacht einen rauschenden Ton, da die zwei Behälter mit Druckluft gefüllt werden.
3. Auswählen des zu benutzenden Materials durch Drehen des Schalters entweder auf "FEIN" oder "MITTEL" (was sich auf den Behälter bezieht).
4. Einstellen des Luftdrucks und der Gemischsteuerungen.
5. Auswählen und Einsetzen der Düse in das Handgerät.

Die Vorrichtung ist nun für einen Einsatz bereit, sobald der Fußschalter gedrückt wird.
Es ist vorteilhaft, die Vorrichtung abzuschalten, wenn sie nicht in Gebrauch ist. Außer der Vermeidung eines zufälligen Einschaltens durch Treten auf den Fußschalter wird dadurch auch die Funktionsfähigkeit der Schlauchventile aufrechterhalten. Der Abführbehälter 40 sammelt alle Restteilchen, die in dem System zurückbleiben. Er soll am Ende jeder operativen Behandlung entleert werden.

Die Vorrichtung ist sehr vielseitig einsetzbar, wie nachfolgend erläutert ist:

Reinigung:	Auf "FEIN" (Natriumbicarbonat) schalten, Luftdruck 6 bar, Gemisch 1,5 bar, Düsendurchmesser 0,6 bis 0,8 mm.
Belagentfernung:	Auf "MITTEL" (50 μm Aluminiumoxid) schalten, Luftdruck 4 bar, Gemisch 1,5 bar, Düsendurchmesser 0,6 bis 0,8 mm; Endbehandlung wie bei der Einstellung "Reinigen".
Rißabdichtung:	Auf "MITTEL" (50 μm Aluminiumoxid) schalten, Luftdruck 6 bar, Gemisch 1,5 bar, Düsendurchmesser 0,4–0,6 mm.
Hohlraumvorbereitung:	Auf "MITTEL" (50 μm Aluminiumoxid) schalten, Luftdruck 6 bar, Gemisch 2 bar, Düsendurchmesser 0,4–0,6 mm (abhängig von der Höhe des Drucks).
Wurzelglättung:	Auf "MITTEL" (50 μm Aluminiumoxid) schalten, Luftdruck 6 bar, Gemisch 1,5 bar, Düsendurchmesser 0,6–0,8 mm. Endbehandlung wie bei der Einstellung "Reinigen".
Kieferorthopädische Behandlung:	Auf "MITTEL" (50 μm Aluminium oxid) schalten, Luftdruck 4 bar, Gemisch 1,5 bar, Düsendurchmesser 0,8 mm.

Claims

Vorrichtung zum pneumatischen Abgeben eines Materials aus Feststoffteilchen an ein Dentalwerkzeug, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: – Einen Druckbehälter (10) mit einem Auslaß (13) im Boden (12), der mit einem Druckgasstrom in Verbindung steht; – ein austauschbares Gefäß (20, 20'), welches das abzugebende Material aus Feststoffteilchen enthält, wobei das Gefäß in dem Behälter (10) in einer Entfernung oberhalb des Bodens (12) angeordnet ist und einen Auslaß (21, 21') aufweist, der sich oberhalb des Auslasses (13) befindet sowie derart dimensioniert ist, daß er eine kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen an den Auslaß (13) abgibt; – eine Einrichtung zum Einführen von Druckgas in den Behälter (10) und zum Zirkulieren des Druckgases um das Gefäß (20, 20') herum, so daß das Material in dem Gefäß (20, 20') im wesentlichen unter dem gleichen Druck wie der Rest des Behälters (10) steht; und – eine Energiequelle, um den Behälter (10) in Vibration zu versetzen, damit die kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen aus dem Auslaß (21, 21') austritt und zu dem Auslaß (13) hin fällt sowie über eine Rohrleitung unter einem im wesentlichen einheitlichen Druck pneumatisch zu dem Dentalwerkzeug transportiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Kammer (20, 20') mittels einer entfernbaren Dichtung abnehmbar abgedichtet ist, um ein transportierbares Gefäß bereitzustellen, welches das Material aus Feststoffteilchen enthält.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin der Zugang zum Innern des Behälters über einen oberen Deckel besteht, der eine druckbeständige Dichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, worin der Deckel mittels einer Bajonettfassung mit der Behälteroberseite im Eingriff steht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin mindestens der obere Teil des Behälters durchscheinende oder durchsichtige Wände aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen Druckbehälter zur Aufnahme irgend eines Materials aus Feststoffteilchen in der Rohrleitung aufweist, das zurückbleibt, wenn die Gaszufuhr abgeschaltet wird.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Kammer (20') seitlich offen ist und unter einer einzigen Ausgangsöffnung (21') eine Plattform (50) aufweist, die derart angeordnet ist, daß das Material aus Feststoffteilchen aus dem Auslaß nach unten auf die Plattform (50) austritt.
Verfahren zum pneumatischen Abgeben eines Materials aus Feststoffteilchen an ein Dentalwerkzeug, wobei das Verfahren folgende Stufen aufweist: – Anordnen eines austauschbaren Gefäßes, welches das Material aus Feststoffteilchen enthält, in einem Druckbehälter mit einem Auslaß im Boden, wobei der Auslaß mit einem zu dem Dentalwerkzeug führenden Druckgasstrom in Verbindung steht und das Gefäß mit einem Auslaß versehen ist, der sich oberhalb des Auslasses des Behälters befindet und angeordnet ist, um eine kleine Menge des Materials aus Feststoffteilchen an den Behälterauslaß abzugeben; – Einführen von Druckgas in den Behälter, um Material aus Feststoffteilchen mitzureißen, das sich aus dem Auslaß des Gefäßes nach unten bewegt; und – Einschalten einer Energiequelle, um den Behälter in Vibration zu versetzen, damit Material aus Feststoffteilchen aus dem Auslaß des Gefäßes zum Auslaß des Behälters hin austritt, wodurch das Material bei einem im wesentlichen einheitlichen Druck pneumatisch an das Dentalwerkzeug abgegeben wird.
Gefäß (20, 20') zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Gefäß ein Dentalmaterial aus Feststoffteilchen enthält und im Boden oberhalb einer Plattform (50) mit einer Ausgangsöffnung (21') versehen ist, die zusammen eine seitlich offene Kammer bilden, und wobei die Kammer durch ein Verschlußmaterial lösbar abgedichtet ist sowie die Oberseite des Gefäßes auch eine entfernbare Dichtung aufweist.