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Die
Erfindung betrifft Ultraschalleinsätze für medizinische und zahnmedizinische
Behandlungen.
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Ultraschall-Scaler
werden in Zahnarztpraxen zur Plaque-Entfernung bei Zähnen verwendet.
Im Gegensatz zu manuellen Scalern werden diese Instrumente angetrieben,
d.h. die Spitze des Instruments vibriert mit Ultraschallfrequenz,
so dass ein schnelles und einfaches Debridement vorgenommen werden
kann. Beim Operator ermüdet
die Hand weniger, da ein Großteil
der Energie zur Plaque-Entfernung vom Generator stammt, der das
Instrument versorgt. Der Zahnarzt braucht zur Plaque-Entfernung die
Zahnoberfläche
nur leicht mit der Spitze des Instrumentes in einem Winkel zu berühren.
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Bekannte
Ultraschall-Scaler, wie der in der 1A der
beigefügten
Zeichnungen gezeigte Scaler 10, haben ein Handstück 12a,
das an einem Ende 12a-1 an das Kabel 12b angeschlossen
ist, das einen Schlauch zur Bereitstellung von Fluid, und Leiter
zur Stromversorgung, aufweist. Das andere Ende des Kabels 12b endet
an einem Stromgenerator und Fluidquelle 12c. Eine Art von
Fluid ist Wasser.
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Das
andere Ende des Handstücks 12a-2 ist hohl
und soll einen austauschbaren Einsatz 14 mit einem darauf
befindlichen (magnetostriktiven oder piezoelektrischen) Wandler 14a aufnehmen.
Der Wandler 14a verläuft
vom proximalen Ende des Einsatzes 14 in den Hohlkörper 12a-2.
Eine Ultraschall-Vibrationsspitze 14b geht von einem distalen
Ende des Einsatzes aus. Ein solcher Einsatz ist in US-Patent 5,775,901
mit dem Titel "Inset
For Ultrasonic Scaler" offenbart
und beansprucht, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Bekannte
magnetostriktive Ultraschalleinsätze
arbeiten durch Anregen eines Stapels dünner Nickelplatten bei einer
Frequenz, die der Eigenfrequenz des Stapels entspricht. Die Anregung
wird durch einen Stromgenerator in Einheit 12c induziert, der
eine im Handstück
eingebettete Spule mit Strom versorgt. Wird der Einsatz 14 im
Handstück 12a untergebracht,
und wird der Frequenzgenerator 12c angeschaltet, stellt
der Operator den Generator ein (manuelles Tuning), bis er die Resonanzfrequenz, d.h.
die Eigenfrequenz des Einsatzes, erreicht. Alternativ arretieren
Auto-Tune-Einheiten sofort beim Einschalten die Eigenfrequenz des
Einsatzes. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Stapel zu vibrieren.
Diese Vibration des Stapels wird mit einem Anschlusskörper oder
Konzentrator verstärkt
und auf die Spitze 12b übertragen.
Das Material des Anschlusskörpers weist
eine gute Schallübertragungseffizienz
auf.
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Ist
der Einsatz 14 in Betrieb, wird Fluid durch das Kabel-Generatorsystem 12b,
c und durch das Handstück 12a zur
Spitze 14b des Einsatzes 14 gepumpt. Die vibrierende Spitze 14b bricht
den Fluidstrom zu einem Spray. Das Spray kühlt nicht nur die Spitze, sondern
kühlt auch
die Zahnoberfläche
und schützt
vor Gewebeschaden.
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Der
Fluidweg durch das Handstück 12a muss
dicht sein, damit es nicht zu einem Verlust kommt bis der Fluidstrom
aus dem Einsatz an der direkten Spitze durch einen Fluid-Abgabekanal
austritt. Ultraschalleinsätze
haben gewöhnlich
keine anderen beweglichen Teile als die kleine Versetzung von Nickelstapel,
Anschlusskörper
oder Spitze.
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Bekannte
in den USA verwendete magnetostriktive Dental-Scaler-Ultraschalleinsätze sind
so ausgelegt, dass sie bei Frequenzen von 25 kHz oder 30 kHz vibrieren.
Ein anderes in Europa übliches System
verwendet einen piezoelektrischen Wandler.
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Bei
der Verwendung eines Ultraschallreinigers bei der Reinigung muss
der Zahnarzt, je nachdem welcher Zahn im Mund gereinigt wird, die
Stelle der Einsatzspitze 14b gegenüber der Zahnoberfläche wiederholt
neu ausrichten. Bei der Durchführung dieser
Winkeleinstellung, wie in der 1B der
beigefügten
Zeichnungen gezeigt, nimmt der Arzt den Einsatz gewöhnlich aus
dem Mund des Patienten, dreht den Einsatz 12 und die Spitze 14b im
Inneren des Handstücks 12a,
so dass sich die Spitze 14b an einer gewünschten
Winkelposition befindet. Für
diese Drehung werden beide Hände
benötigt,
da die Reibungskräfte,
die einen Festsitz des Einsatzes 14 im Handstück 12a erzeugen, überwunden
werden müssen.
Während
einer üblichen
Behandlung muss das Neueinstellungsverfahren für die Spitze oft durchgeführt werden.
Dies ist nicht nur zeitraubend, sondern unterbricht auch einen leichten
und reibungslosen Arbeitsablauf.
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Der
Arzt muss in Mundbereichen, in denen er den Einsatz 14 nicht
drehen möchte,
sein Handgelenk so stark drehen, dass die gleiche Funktion erhalten
wird. Diese Drehwirkung wird durch den Widerstand von Kabel 12b,
Fluid-Zufuhrschlauch und Stromleitern gehemmt, die an dem Handstück 12a befestigt
sind.
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US-A-4634376
offenbart ein Dentalinstrument, dessen Griff eine Lichtquelle aufweist.
Arretierungsvorrichtungen richten den Lichtstrahl und das gebogenes
Arbeitsende des Instrumentes aus.
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US-A-42781987
offenbart ein Dentalinstrument mit einem ultraschallgetriebenen
niedertourigen Drehmotor zum Drehen eines Zahnpolierers.
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EP-A-0366624
betrifft einen Dental-Scaler mit einem Handstück mit einer drehbaren Halterung. Die
Halterung steht unter Federspannung und lässt sich axial zwischen einer
stabilen Position verschieben, in der ein Sperrmechanismus eingerastet ist, und
einer nicht-stabilen Position, in der sich Halterung und Handstück zwischen
zwei durch umlaufende Schlitze eingerichtete Grenzpositionen frei
drehen können.
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DE-A-2107526
offenbart ein weiteres Dentalinstrument.
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Man
benötigt
weiterhin Ultraschall-Scaler, die sich einfacher und weniger ermüdend als
bekannte Instrumente verwenden lassen. Vorzugsweise sind alle Verbesserungen
mit den bereits in Zahnpraxen vorhandenen zahlreichen Generatoren
und Handstücken
abwärts
kompatibel.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ultraschall-Dentalinstrument bereitgestellt,
das von einem Operator ergriffen werden kann, umfassend ein Handstück, und
einen Ultraschalleinsatz mit einer Behandlungsspitze, wobei der
Einsatz vom Handstück
getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Drehlagerglied trägt, das
im Handstück
aufgenommen wird, wodurch beim Befestigen des Drehlagerglieds gegenüber dem
Handstück
die Spitze gegenüber
dem Handstück
drehbar ist mittels einer Kraft, die von Hand nur auf einem Abschnitt
des Einsatzes aufgebracht wird.
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Ein
drehbarer Ultraschalleinsatz in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
hat einen Körperabschnitt,
der ein Lager zu drehbaren Festhalten eines Ultraschall-Handstücks trägt. Der
Körper
ist um eine Achsmittellinie drehbar.
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Die
Drehung kann durch Ausüben
einer Kraft nur auf den Einsatz erfolgen. Daraufhin dreht sich der Einsatz,
das Handstück
jedoch nicht. Im Einhandzustand ist somit eine. Drehung mit zwei
Fingern möglich.
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Vorzugsweise
befindet sich ein Drehteil am Griffbereich des Einsatzes, d.h. nahe
der Behandlungsspitze, wo der Arzt gewöhnlich seine bzw. ihre Finger
unterbringt. Das Drehteil ermöglicht
eine uneingeschränkte
Drehung des Einsatzes um 360°. Deshalb
kann der Arzt den Einsatz und die Spitze in einer beliebigen Winkelorientierung
positionieren, ohne dass der Einsatz aus dem Mund des Patienten genommen
werden muss. Das Drehteil ermöglicht auch
die Drehung des Griffbereichs und der Spitze, ohne dass das Handstück oder
die Versorgungsleitung gedreht werden müssen. Dies nimmt den Widerstand
von der Hand des Operators und reduziert die Ermüdung der Hand.
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Zudem
reduziert ein Griff oder Handgriff mit einem großen Durchmesser nicht nur die
Fingerermüdung,
sondern überträgt bei gleichem
Kraftaufwand auch ein größeres Drehmoment
auf das Drehteil.
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Ein
von dem Körper
getragener Elastomerhandgriff schmiegt sich bequem an die Finger
des Nutzers an. Der Nutzer kann den Elastomerhandgriff und den Einsatz
mit zwei Fingern gegenüber
dem Handstück
drehen. Somit braucht das Handstück während der
Behandlung nicht gedreht zu werden.
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Das
Elastomermaterial ermöglicht
einen positiven Griff, da es sich unter dem Fingerdruck verformt
und es lokal eine nicht zylindrische Form annimmt. Das bevorzugte
Material ist Silikon. Silikon ist nicht nur unter den meisten in
Zahnpraxen eingesetzten Sterilisationsverfahren sterilisierbar,
sondern bietet auch einen guten Kraftschluss gegenüber der
gewöhnlich
in Zahnarztpraxen verwendeten Art von Handschuhen.
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Der
Elastomerhandgriff greift den Körper
nur an einem Bereich minimaler ultraschallinduzierter Vibration.
Die limitierte Verbindungsfähigkeit
zwischen dem Körper
und dem Elastomerhandgriff minimiert die Wärmeentstehung zwischen dem
Körper
und diesem Handgriff. Sie vermindert auch die Dämpfung von Ultraschallvibrationen,
die entlang dem Körper übertragen
werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Adapter für ein Ultraschallhandstück bereitgestellt,
das eine Öffnung
zum Aufnehmen des Ultraschalleinsatzes hat, wobei der Adapter umfasst
einen Hohlzylinderkörper
mit einer äußeren Umfangsfläche, die
so ausgelegt ist, dass der Körper
mindestens teilweise in der Öffnung
des Handstücks
verschieblich aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper einen
Inneneinsatz aufnehmenden Umfang aufweist, umfassend ein Drehlagerglied,
wobei ein Einsatz der Art, die für
den direkten Einsatz in das Handstück bestimmt ist, verschieblich
darin aufnehmbar ist für
eine kontinuierliche Drehbewegung gegenüber dem Handstück gegenüber dem
Handstück
in Erwiderung auf eine von Hand nur auf einen Abschnitt des Einsatzes
aufgebrachte Drehkraft. Ein Standard-Ultraschalleinsatz wird durch den Adapter
in das Handstück
eingebracht. Der Einsatz kann dann gegenüber dem Handstück gedreht
werden, wobei eine Drehkraft nur darauf ausgeübt wird. Alternativ kann der
Adapter über einen
Schnappverschluss am Außenrand
des Handstücks
befestigt werden.
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Nachstehend
wird auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt/zeigen:
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1A einen
Ultraschall-Scaler des Standes der Technik mit einem Einsatz und
einem Handstück;
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1B einen
Aspekt der Verwendung der herkömmlichen
Kombination aus Einsatz und Handstück von 1A;
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2A einen
Einsatz gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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2B den
Einsatz von 2A in einem Handstück wie in
der 1A und Aspekte seiner Verwendung;
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3A,
B und C verschiedene Ansichten eines Ultraschalleinsatzkörpers gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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4A,
B, C und D verschiedene Ansichten des Schnappverschluss-Drehlagers,
das sich mit dem Körper
von 3A verwenden lässt;
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5A,
B, C und D verschiedene Ansichten eines Drehmomentverschlusses gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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6A,
B und C verschiedene Ansichten eines Drehteilgehäuses gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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7A,
B verschiedene Ansichten eines Kegels, der sich in einem Einsatz
gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwenden lässt;
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8A,
B und C Schritte beim Zusammenbau eines Einsatzes gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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9A,
eine Seitenschnittansicht eines Einsatzes gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
die Beziehung verschiedener Teile, die in den Schritten von 8A,
B und C zusammengebaut werden;
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9B,
eine vergrößerte Schnittansicht,
Aspekte eines Schnitts von 9A;
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10A eine Seitenschnittansicht eines Handstücks, das
einen Schnappverschlussadapter gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform trägt;
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10B eine vergrößerte Teilseitenansicht des
Handstücks
und Adapters von 10A mit einem darin untergebrachten
herkömmlichen
Ultraschalleinsatz;
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10C eine Gesamtansicht eines Einsatzes wie in 1, kombiniert mit einem Adapter wie in der 10A;
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11A eine vergrößerte Seitenansicht
einer alternativen Ausführungsform
eines Einsatzes gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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11B eine vergrößerte Teilseitenansicht des
Einsatzes von 11A, der in einen Einsatz einer
Ultraschallreinigereinheit eingebaut ist, gewöhnlich einer Art, wie sie in 1 gezeigt ist;
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11C eine Seitenansicht eines Abschnitts des Handstücks von 11B;
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11D eine Seitenansicht einer Manschette, die sich
auf das Handstück
von
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11B schrauben lässt;
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12A, B Drauf- und Seitenansichten einer bevorzugten
Form eines Ultraschallwandlers; und
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12C eine Endansicht des Wandlers von 12B.
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Die
Erfindung ist zwar empfänglich
für viele verschiedene
Arten Ausführungsformen,
jedoch sind ihre spezifischen Ausführungsformen in den Zeichnungen
gezeigt und werden hier eingehend beschrieben, vorausgesetzt, dass
die vorliegende Offenbarung als Beispiel der erfindungsgemäßen Prinzipien angesehen
wird und sie die Erfindung nicht auf die veranschaulichten Ausführungsformen
einschränkt.
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Die 2A veranschaulicht
einen Einsatz 20 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Einsatz 20 umfasst einen
Wandler 20a, der als magnetostriktiver Wandler gezeigt
ist. Er kann alternativ ein piezoelektrischer Wandler sein, ohne
dass man vom Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
abweicht.
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Der
Wandler ist fest an einen länglichen
Körper 20b angeschlossen,
der teilweise von einem zylindrischen länglichen verformbaren Elastomergriff 20c bedeckt
ist. Der Griff 20c endet in einem Kegel 20d, der
sich zwischen dem Griff 20c und der funktionsfähigen Behandlungsspitze 20e befindet.
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Der
Einsatz 20 arbeitet gemäß den Prinzipien
bekannter Ultraschalldentalinstrumente wie oben anhand der 1A erörtert. Der
Einsatz 20 trägt auch
ein Drehlager 24, das einen Hohlzylinderstammabschnitt 24a aufweist,
der einen Zylinderbereich 24b umgrenzt, der einen Dichtungsring 24c aufnimmt.
Das Hohlteil 24a endet an einer Scheibe 24d mit
einem größeren Durchmesser.
Eine ebene Oberfläche 24d-1 von
Scheibe 24 befindet sich nächst Stamm 24a.
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Wie
nachstehend erörtert
ist das Drehlagerglied 24 bei Installation auf dem länglichen
Körper 20b drehbar
gegenüber
dem Körper 20b,
Griffteil 20c und Spitze 20e. Ist das Bauteil 24 somit
fest, sind Körper 20b,
Griffteil 20c und Spitze 20e leicht darin drehbar.
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2B veranschaulicht
wie vorstehend erörtert
das Ultraschall-Handstück 12a,
Kabel 12b und Generator 12c, einer Art, die man
in Zahnarztpraxen vorfindet. Der Einsatz 20 wird in einer
Richtung 16a in einem Hohlende 12a-2 des Handstücks 12a gleitend
aufgenommen.
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Der
zylindrische Stamm 24a des Drehlagers 24 gleitet
in das hohle Handstück 12a.
Der Dichtungsring 24c greift gleitend den Innenrand des Handstücks 12a,
so dass eine Fluiddichtung bereitgestellt wird und der Einsatz 20 verlässlich am
Handstück 12a befestigt
wird.
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Bei
Installation in das Handstück 12a,
wie in der 2B veranschaulicht, kann der
Einsatz 20 gegenüber
dem Handstück 12a gedreht
werden, wobei Drehkräfte
auf das Griffteil 20c zur Orientierung der Spitze 20e gegenüber einem
Zahn, bei dem Plaque entfernt wird, ausgeübt werden. Wie in der 2B gezeigt
braucht der Arzt das Handstück 12a beim Drehen
des Einsatzes 20 nicht zurückzuhalten. Zudem ist der Einsatz
gegenüber
dem Handstück 12a relativ
drehbar, wobei der Arzt nur zwei Finger verwendet. Somit kann die
Orientierung der Spitze 20e kontinuierlich verändert werden,
wobei der Praktiker nur zwei Finger verwendet, so dass er nur eine
Hand benötigt,
während
der Zahnbelagsentfernungsprozess weiterläuft. Dies reduziert die Ermüdung des Operators
und verkürzt
im Wesentlichen die Zeit, die für
den Zahnsteinentfernungsprozess notwendig ist. Das zum Drehen von
Einsatz 20 nötige
erwartete Drehmoment, ist kleiner als 14,1 mN·m (2,0 Inch-Oz.) Hat der
Arzt den Plaque-Entfernungsprozess abgeschlossen, kann der Einsatz 20 aus
dem Handstück entfernt
werden, indem er axial aus dem Handstück in einer Richtung 16b herausgezogen
und sterilisiert wird. Der gleiche oder ein anderer Einsatz kann
dann anschließend
zur Behandlung des nächsten
Patienten in das Handstück 12a eingeführt werden.
Es versteht sich, dass sich eine erfindungsgemäße Ausführungsform auf Ultraschalleinsätze anwenden
lässt, die
ohne Einschränkung
entweder magnetostriktive oder piezoelektrische Wandler verwenden.
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Die 3A, 3B,
und 3C veranschaulichen verschiedene Ansichten des
Körpers 20b des
Einsatzes 20. Den 3A und 3B zufolge
wird der Körperabschnitt 20b an
einem ersten Ende 20a-1 des Wandlers 20a befestigt,
wie es dem Fachmann geläufig
ist. Eine längliche
zylindrische Ausdehnung 20b-1 erstreckt sich axial von
Wandler 20a zur Spitze 20e.
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Das
längliche
zylindrische Metallteil 20b-1, wie es der Fachmann kennt,
wird dazu gebracht, axial zu vibrieren, und zwar in Reaktion auf
elektromagnetische Signale, die am Wandler 20a vom Handstück 12a aufgenommen
werden. Die Signale werden vom Generator 12c erzeugt. Diese
axiale Ultraschallvibration ist wiederum an die Spitze 20e gekoppelt
und wird zur Ausführung
der Plaque-Entfernung des Patientenzahns T, in einem Spray von Fluid
M, verwendet wie es in 3C phantomartig dargestellt ist.
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Ein
Paar Kerben 20b-2, 20b-3 wird aus dem länglichen
Körperelement 20b-1 in
einem Bereich im Wesentlichen ohne axiale Ultraschall-Vibration
gebildet. Ein Paar Kerben 20b-2, -3 ist zwar in der 3B veranschaulicht,
jedoch versteht es sich, dass eine einzelne Kerbe oder drei Kerben
verwendet werden können,
ohne dass man vom Geist und Schutzbereich der Erfindung abweicht.
Zusätzlich
ist eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung der im Allgemeinen
rechtwinkligen Form der Kerben 20b-2, -3 eingeschränkt.
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Das
Innere der Basisebene 20b-2', 20b-3' jeder Kerbe 20b-2,
-3 ist parallel zu einer Ebene durch die Mittelachse der Spitze 20e.
Diese Konfiguration aus Kerbe und Spitze erleichtert die Energieübertragung
entlang Einsatz 20 ohne dass die Gefahr eines mechanischen
Bruchs aufgrund einer potentiellen Ermüdungsbeanspruchung erhöht wird.
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Ein
verlängerter
Fluidstromschlitz 20b-4 erstreckt sich axial in den Bereich,
in dem sich der Körper 20b-1 an
die Spitze 20e schmiegt. Wie nachstehend erwähnt strömt das Fluid
für das
Spray M dadurch.
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Die 4A,
B, C und D veranschaulichen verschiedene Ansichten und zusätzliche
Einzelheiten des Drehlagers 24. Wie hier veranschaulicht
ist der zylindrische Stamm 24a hohl und definiert eine
innere periphere Oberfläche 24e,
die nächst
dem verlängerten
Körperabschnitt 20b ist
(siehe 2A). Das Lagerglied 24 dreht
einen zweiten Dichtungsring 24c-1 in einem zylindrischen
Bereich 24d-2, der nächst
einer Anzahl radial angeordneter federbelasteter Finger ist, die
im Allgemeinen bei 24g angezeigt sind.
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Die
Finger 24g enden jeweils an einem stacheligen freien Ende,
wie 24g-1, -2, -3, wobei vorzugsweise vier solcher Finger
radial um die ringförmige
Oberfläche 24d-2 angeordnet
sind. Der erfindungsgemäße Schutzbereich
ist weder durch die Anzahl noch die genaue Form der Enden 24g-1,
-2 ... -n eingeschränkt,
die variiert werden kann. Wie nachstehend eingehender beschrieben
sind die Finger 24g-1, -2, -3, -4 während des Zusammenbaus radial einwärts biegbar
und werden radial nach außen
gespannt, damit sie in ihren ungebogenen Zustand zurückkehren,
wie in der 4A, 4B veranschaulicht.
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Der
zweite Dichtungsring 24c-1, der sich nächst der ringförmigen Oberfläche 24d-2 befindet, arbeitet
mit Dichtungsring 24c, so dass ein dichter Fluidströmungsweg
zwischen dem Handstück 12a und
dem Kegel 20d bereitgestellt wird. Die Kühlflüssigkeit
strömt
von Handstück 12a durch
die Öffnung 24-1 (in 4c gezeigt)
und hinter die Finger 24g-1, -2, -3, -4. Es versteht sich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung der gezeigten
Anzahl der Finger von 24g eingeschränkt ist.
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Die 5A-5D veranschaulichen
verschiedene Ansichten eines Drehmomentverschlusses 30,
der ein Drehmoment aufgrund der auf das Griffteil 20c durch
beiden Finger des Nutzers ausgeübten
Kraft, an den Körper 20b und
die Behandlungsspitze 20e koppelt. Der Drehmomentverschluss 30 ist
vorzugsweise aus einem sterilisierbaren Thermoplast geformt, der
wie nachstehend erörtert
ein Verformen während
des Zusammenbaus ohne Brechen ermöglicht.
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Der
Drehmomentverschluss 30 hat einen Hohlkörperabschnitt 32a mit
einem Außenrand 32b und
einem umlaufenden Innenrand 32c. Der Drehmomentverschluss
ist mit einem Schlitz 34a geformt, der sich im Körper 32a befindet,
der einen radiale Verformung der nächst dem Schlitz 34a befindlichen Abschnitte 34b und 34c nach
außen
ermöglicht, wenn
der Drehmomentverschluss 30 auf den länglichen Körperabschnitt 20b-1 geschoben
wird. Die Oberflächen 36a, 36b greifen
verschieblich in die Kerben 20b-2, -3 des länglichen
Bauteils 20b-1. Werden die Kerben derart festgehalten,
können
sich die verformbaren Bauteile 34b, c in einen nicht-verformten
Zustand radial nach innen bewegen. In diesem Zustand ist der Drehmomentverschluss 30 am
Körper 20b an
den Kerben 20b-2, -3 verriegelt.
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Die
Wechselwirkung zwischen den Oberflächen 36a, b in den
Schlitzen 20b-2, -3 hemmt die Rotation und die Übertragung
des Drehmomentverschlusses 30 gegenüber dem Körperteil 20b-1. Die Drehung
des Drehmomentverschlusses 30 dreht somit auch den Körper 20b des
Einsatzes.
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Sobald
der Drehmomentverschluss 30 auf dem Körperteil 20b-1 an
den Schlitzen 20b-2, -3 installiert wurde, befindet er
sich fest in einem Bereich, der im Wesentlichen keine Ultraschallvibration
aufweist. Dies minimiert eine Wärmeentstehung
zwischen dem vibrierenden Körper 20b-1 und
dem Drehmomentverschluss 30. Der Fachmann ist sich darüber bewusst,
dass neben der Lokalisierung der Kerben 20b-2, -3 an einer
Stelle mit minimaler axialer Ultraschallvibration, vorzugsweise
in der Mitte des erwarteten Knotenpunktes ohne Vibration, der Querschnitt
des Verbindungskörperabschnitts 20b-1 durch
die Kerben 20b-2, -3 einen so großen Querschnitt hat, dass die
Ultraschallvibrationen ohne Einschränkung übertragen werden.
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Die 6A,
B und C veranschaulichen verschiedene Ansichten eines Gehäuses 40,
das im Presssitz über
Drehmomentverschluss 30 gezogen wird und das verschieblich
und einrastend in die stacheligen Finger 24g-1, -2, -3
und -4 des Drehlagers 24 greift. Das Gehäuse 40 hat
einen länglichen,
im Allgemeinen zylindrischen Körper 42a mit
einem glatten Außenrand 42b.
Der Körper 42a endet
an einem Ende 42c, das sich nächst einer ringförmigen Schulter 42d befindet.
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Die
Schulter 42d hat wiederum eine Endoberfläche 42d-1.
Bei Installation ist die Endoberfläche 42d-1 nächst zur
ringförmigen
Oberfläche 24d-3 des
Lagers 24 und dreht sich ihr gegenüber.
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Das
ringförmige
Teil 42d weist eine innere zylindrische Randfläche 42d-2 auf,
die den Dichtungsring 24c-1 in Position hält, bildet
eine Fluiddichtung mit dem Lager 24, wenn die Oberfläche 42d-1 nächst der
Oberfläche 24d-3 positioniert
ist. Derart positioniert kann sich das Gehäuse 40 relativ zu
dem Lager 24 drehen, ist aber ihm gegenüber nicht axial beweglich.
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Wird
das Gehäuse 40 gegenüber dem
Lager 24 gedreht, gleitet die Oberfläche 42d-2 über den Dichtungsring 24c-1 ohne übermäßige Reibung,
so dass ein Arzt die Spitze 20e gegenüber dem Handstück 12a drehen
kann mit der Kraft, die nur durch 2 Finger auf ein elastomeres Griffelement 20c übertragen
werden kann.
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Das
Gehäuse 40 hat
eine innere zylindrische Randfläche 42b-1,
wobei die Oberfläche
die stacheligen Finger 24g-1, -2, -3, -4 radial nach innen
biegt, wenn das Gehäuse 40 auf
die Finger 24g geschoben wird. Die Finger 24g,
die durch die Oberfläche 42b-1 radial
nach innen gebogen sind, greifen mit einem Schnappverschluss in
einen zylindrischen Schlitz 42b-1. Die radial zusammengepressten
Finger 24g dehnen sich radial nach außen, und die stacheligen Enden 24g-1,
-2, -3, -4 greifen in den Schlitz 42b-2 und schließen eine
axiale Bewegung des Gehäuses 40 fort
von der Oberfläche 24d-3 des
Lagers 24 aus.
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Das
Gehäuse 40 arretiert
gleitend die stacheligen Finger 24g-1, -2, -3, -4, und
die innere zylindrische Randfläche 42b-3 arretiert
die äußere zylindrische
Randfläche 32b des
Drehmomentverschlusses 30 mit einem Druck- oder Interferenzsitz.
Der Presssitz zwischen dem Drehmomentverschluss 30 und
dem Gehäuse 40 verriegelt
diese beiden Teile miteinander, wobei entweder die lineare Achsenbewegung
oder Drehbewegung dazwischen ausgeschlossen ist. Das Ende 42b des
Gehäuses 40 trägt eine
Anzahl von Gewinden 42b-4.
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Der
Schnappverschluss des Gehäuses 40 und
des Drehlagers 24 in Kombination mit dem Dichtungsring 24c-1 schafft
einen dichten Fluidströmungsweg
von der Einstromperipherie 24e des Lagers 24 durch
die Ausstromendfläche 42b-4 des
Gehäuses 40.
Diese Fluidstromdichtung schließt
wie bereits erwähnt
einen Fluidausstrom aus. Die äußere zylindrische
Oberfläche 24g' jedes Fingers 24g greift drehbar
in die innere Zylinderoberfläche 42b-1 des Gehäuses 40 ein.
Dies schafft ein Paar drehbarer Lagerflächen, die eine glatte Zweifingerdrehung
des verformbaren Teils 20c und der Behandlungsspitze 20e ermöglichen.
Ein medizinisch verträgliches,
sterilisierbares Schmiermittel ist vorzugsweise zwischen den Lageroberflächen bereitgestellt,
so dass die Drehglätte
verbessert wird und die Reibung und das erforderliche Drehmoment
weiter verringert werden.
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7A und 7B sind
Ansichten des Kegels 20d, der von einem drehbaren Gehäuse 40 gehalten
wird. Der Kegel 20d hat einen internen Strömungsweg 50a,
der durch Dichtungsring 50b abgedichtet ist. Der Kegel 20d umfasst
einen Satz Gewinde 52. Der Kegel 20d ist an das
Gehäuse 40 durch den
drehbaren Eingriff der Gewinde 42b-4 des Gehäuses 40 und 52 von
Kegel 20d gekoppelt.
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Der
Dichtungsring 50b schließt einen Verlust zwischen einem
Ende 50c und einem Bereich des Körperabschnitts 20b-1 aus,
der dazwischen verläuft.
Das Fluid tritt aus Kegel 20d über einen Fluidströmungskanal 20b-4 in
dem Körperabschnitt 20b-1 aus.
Das Fluid tritt aus dem Kegel 20d in dem Kanal 20b-4 als
Strom aus. Der Strom des Fluids stößt auf die vibrierende Spitze 20e und
erzeugt ein glattes Sprühmuster
M, das sich zum Kühlen
und Reinigen von Geweben eignet. Klebstoff, wie Epoxy, kann zum permanenten
Binden des Kegels 20d an das Gehäuse 40 verwendet werden.
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Die 8A, 8B und 8C veranschaulichen
die Schritte des Zusammenbaus von Einsatz 20. Die Furche 20b'-1 in dem Körperabschnitt 20b' schafft eine
positive Greifoberfläche,
die sich während
des Zusammenbaus eignet, durch Herstellen von Aufsätzen zur
Blockierung der Achsenbewegung des Einsatzes 20.
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Wie
in der 8A umfassen die anfänglichen
Schritte des Zusammenbaus von Einsatz 20 das Verschieben
des Drehlagerteils 24 hinter die Behandlungsspitze 20e auf
den Körperabschnitt 20b-1. Der
Drehmomentverschluss 30 wird dann auf das Funktionselement 20e geschoben
und über
den länglichen
Körper 20b-1 gepresst,
der wiederum die Elemente 34b, c radial nach außen presst,
bis deren Oberflächen 36a,
b gleitend in die Schlitze 20b-2, -3 greifen. Das verschiebliche
Eingreifen mit den Schlitzen in dem Körperteil 20b verriegelt
den Drehmomentverschluss 30 mit dem Körperteil 20b und fängt das
Lagerteil 24 gegen einen Abschnitt 20b' des Körpers 20b,
so dass dessen axiale Bewegung ausgeschlossen ist. Das Lagerteil 24 bleibt
weiterhin drehbar gegenüber
dem länglichen
Körperabschnitt 20b.
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Wie
in der 8B veranschaulicht wird das Gehäuse 40 dann
auf und hinter das Funktionselement 20e geschoben und auf
das Drehlager 24 gepresst, wodurch die stacheligen Finger 24g-1,
-2, -3, -4 radial nach innen gebogen werden und zudem in den Presssitz
auf die äußere Randfläche 32b des Drehmomentverschlusses 30 nächst der
Scheibe 24 überführt werden.
Beim Aufsitzen auf dem Lagerteil 24 erstrecken sich die
einwärts
gebogenen Finger 24g in den radialen Schlitz 42b-2,
so dass das Gehäuse 40 axial
am Lager 24 befestigt wird, während eine relative Drehbewegung
dazwischen ermöglicht wird.
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Das
kreisförmige
Elastomergriffteil 20c kann auf das Gehäuse 40 geschoben werden,
und zwar entweder bevor oder nachdem der Kegel 20d damit verschraubt
wurde. Der Griffbereich 20c hat einen Innendurchmesser,
der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser von Gehäuse 40.
Das Bauteil 20c versucht somit, sich elastisch um das Gehäuse 40 zusammenzuziehen,
so dass ein versehentliches Gleiten von Griff 20c gegenüber Gehäuse 40 minimiert wird.
Das Bauteil 20c kann mit einem Klebstoff auch permanent
an das Gehäuse 40 gebunden
sein.
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De 9A veranschaulicht
eine Seitenschnittansicht eines zusammengebauten Einsatzes 20 gemäß dem Verfahren
der Schritte von 8A, B und C. Die 9B ist
eine vergrößerte Seitenschnittansicht
eines Teils von 9A, die weiterhin die Beziehungen
verschiedener Elemente darin veranschaulicht.
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Der
Fachmann ist sich darüber
bewusst, dass vorzugsweise die Spitze 20c vor dem Beginn des
in 8A veranschaulichten Zusammenbauverfahrens geformt
und hitzebehandelt wird. Durch Formen von Gehäuse 40 als gesondertes
Element von Kern 20d ist die Länge jeweils kleiner als die
vereinigte Länge
von 20d und 40. Somit kann jedes unabhängig über eine
beispielhafte gekrümmte
Spitze 20e gleiten, durch eine zusammengebaute Kombination 20d und 40 und
gleitet nicht über
die Spitze 20e.
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Die 10A veranschaulicht einen Kunststoff-Schnappadaptor 70,
der mit einem Standard-Handstück
verwendet werden soll, wie Handstück 12a. Der 10A zufolge umfasst das Handstück 12a einen ringförmigen Eindruck 12c nächst dem
offenen Ende 12a-2. Der Adapter 70 schnappt auf
das Handstück 12a in
der Furche 12c.
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Der
Adapter 70 hat einen Körperabschnitt 72a,
der einen ringförmigen
Verriegelungsvorsprung 72b trägt, der gleitend den Schlitz 12c greift,
der den Adapter 70 daran befestigt. Der Adapter 70 umfasst auch
ein Lager 74a, das in einem Innenbereich 74b des
Körpers 72a gehalten
wird. Ein Dichtungsring 74c kann nächst dem Lager 74a positioniert
werden, so dass die Wahrscheinlichkeit für ein Austreten der Fluidströmung durch
das Handstück 12a in
einen daran gekoppelten Einsatz minimiert wird.
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Der
Einsatz 70 definiert einen Kanal 76a, der sich
mit dem Kanal 12d in dem Handstück 12a gemeinsam erstreckt
und an diesen stößt. Die
Kanäle 76a und 12d empfangen
einen Standard-Einsatz, wie Einsatz 14, der drehbar an
das Handstück 12a gekoppelt
werden soll, und der dadurch mit Energie versorgt wird.
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Die 10B veranschaulicht Einzelheiten von Standardeinsatz 14,
der an den Adapter 70 zur Drehung gegenüber Handstück 12a gekoppelt ist.
In der in 10B gezeigten Ausführungsform
schafft der Adapter 70 in Kombination mit dem Handstück 12a und
Einsatz 14 einen dichten Fluidstromweg zwischen der Innenrandfläche 12b des
Handstücks
und 14b des Einsatzes. In dieser Konfiguration kann ein Nutzer
den Einsatz 14 gegenüber
dem Handstück 12a drehen,
indem er Drehkräfte
auf den Griff 14c ungefähr
so überträgt, wie
die Drehkräfte
auf den Griff 20c des vorstehend beschriebenen drehbaren Einsatzes 20 übertragen
werden.
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Mit
dem Einsatz 70 kann ein Standard-Handstück in Kombination mit Standardeinsätzen, wie
Einsatz 14, kosteneffizient eine bessere Bequemlichkeit und
Komfort für
den Arzt schaffen. Der Einsatz 70 kann bei Bedarf selbstverständlich farbcodiert
sein. Der Einsatz 70 kann aus einem beliebigen sterilisierbaren
Kunststoff geformt sein, wie einem Thermoplastmaterial, das kommerziell
erhältlich
ist, und das als Polyphenylsulfon bekannt ist. Selbstverständlich kann
auch eine Anzahl von Schnappverschlussfingern, wie die Finger 72b,
im Gehäuse 72a zum
lösbaren
Anbringen des Adapters an das Handstück 12a geformt sein.
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10C ist eine Gesamtansicht des Einsatzes 14,
der an dem Handstück 12a über Adapter 70 angeschlossen
ist.
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Die 11A und 11B veranschaulichen eine
alternative Form eines Adapters 80, das sich mit einem
Handstück 82 verwenden
lässt.
Der Adapter 80 umfasst einen zylindrischen Körperabschnitt 80a, der
ein Lager 80b trägt,
das als Kunststoffringlager eingesetzt werden kann. Das Lager 80b wird
in einem zylindrischen Schlitz 80c in Gehäuse 80a getragen.
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Das
Gehäuse 80a trägt auch
einen Dichtungsring 80d in einem zweiten Schlitz 80e.
Schließlich
endet der Körper 80a an
einer Vielzahl biegsamer Verriegelungsfinger 80f. Der Körper 80a ist
hohl und umgrenzt eine innere zylindrische Randfläche 80g.
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Der
Einsatz 80 lässt
sich gleitend in das Handstück 82 mit
einem Schnappverschluss aufnehmen. Die Außenseiten der Finger 80f greifen
gleitend in einen Verriegelungsschlitz 82a ein, der sich
in einer Innenrandfläche 82b des
Handstücks 82 befindet.
Die Innenrandfläche 82b umfasst
auch einen Schlitz 82c zum Aufnehmen des Dichtungsrings 80d, und
einen Schlitz 82d zum Aufnehmen von Drehlager 80b,
das von dem Einsatz 80 gehalten wird. Der Dichtungsring 80d schafft
selbstverständlich
eine Fluiddichtung zwischen Handstück 82 und einem Einsatz,
wie dem Einsatz 14, der teilweise phantomartig gezeigt
ist, und der verschieblich in den Adapter 80 in Kontakt
mit der inneren zylindrischen Randfläche 80g eingeführt ist.
Derart eingeführt
kann der Einsatz 14 zusammen mit dem Adapter 80 gegenüber dem
Handstück 82 gedreht
werden, so dass der Arzt einfach und bequem arbeiten kann. Eine
Manschette 86 ist auf das Ende des Handstücks 82 aufgeschraubt,
so dass der Adapter 80 an Ort und Stelle festgestellt ist
und eine Achsenbewegung davon verhindert wird.
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Die 12A-C veranschaulichen Einzelheiten einer bevorzugten
Struktur des Stapels 20. Durch Einstanzen einer "W"-Biegung 20a-1 über die
Länge jedes
Teils des Stapels, wie veranschaulicht, kann die Steifheit des Stapels
gesteigert werden. Dies wiederum fördert die fortgesetzte Ausrichtung
des Stapels gegenüber
der Mittelachse HP-A
(siehe 2B), während der Einsatz 20 gedreht
wird. Die verbesserte Ausrichtung minimiert die Wahrscheinlichkeit,
dass der Stapel 20a bei der Drehung gegen die Innenrandfläche 12d scheuert,
wodurch eine mögliche
Quelle für
Reibung und Lärm
eliminiert wird.
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Aus
dem Vorangehenden lässt
sich ersehen, dass zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen ausgeführt werden
können,
ohne dass man vom Geist und Schutzbereich der Erfindung abweicht. Einschränkungen
in Bezug auf das hier veranschaulichte spezifische Gerät sind selbstverständlich weder
beabsichtigt noch sollten sie hier gefolgert werden. Die beigefügten Ansprüche sollen
natürlich
all diese Modifikationen abdecken, die in den Schutzbereich der
Ansprüche
fallen.