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Sterilisatoren
und Autoklaven werden üblicherweise
in Krankenhäusern,
Industrielaboratorien und Einrichtungen zum Zweck der Sterilisierung
verschiedener fester, poröser
und flüssiger
Gegenstände
verwendet. Typischerweise liegt die Sterilisator- oder Autoklavenkammer in einer Wand
zwischen einem Raum mit gesteuerter Umgebung, beispielsweise einem
Labor oder Operationsraum und einem benachbarten Raum, wo die strengen
Umgebungssteuerungen und -parameter nicht aufrecht erhalten sind.
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Typischerweise
werden in Verbindung mit solchen Geräten vertikale Schiebetüren verwendet, da
sie in Relation zur Größe der Öffnung,
die sie schaffen, ein Minimum an Raum benötigen und sie stören nicht
beim Beladen und Entladen des Geräts. Derartige vertikale Schiebetüren senken
sich typischerweise, um den Autoklaven zu öffnen und heben sich in eine
geschlossene Position an.
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Oftmals
sind Autoklaventüren
elektrisch angetrieben mit einem schalterbetätigten Motorantriebssystem,
das verwendet wird, die Tür
anzuheben und abzusenken. Derartige kraftbetriebene Tore stellen
ein potentiales Sicherheitsrisiko für Autoklaven-Bedienungspersonen
dann dar, wenn die Türe betätigt wird,
während
sich der Arm des Benutzers im Bewegungsweg des Tors befindet. Eine
derartige ungewollte Betätigung
kann auch Gegenstände
beschädigen,
die in den Autoklaven eingebracht oder hieraus entfernt werden.
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Um
solche Schäden
oder Verletzungen im Fall von Behinderungen der Tür zu vermeiden,
wurden bislang teure und ausgefeilte Systeme verwendet. Derartige
bekannte Systeme verwenden aufwendige elektrische Erfassungssysteme,
welche Türbehinderungen
erkennen und ein Signal erzeugen, das den Motor anweist, anzuhalten
oder um manchmal die Türbewegung
umzukehren, so dass der Benutzer und die sterilisierten Gegenstände geschützt werden.
Solche Systeme sind jedoch nicht vollständig ausfallsicher. Sensoren
benötigen
eine optimale Anordnung, um Hindernisse zu erkennen. Auch müssen die
Sensoren auf geeignete Weise vor den nachteiligen Einflüssen der
heißfeuchten
Sterilisatorumgebung geschützt
werden. Weiterhin muss der Sensor befriedigend in der Lage sein,
mit dem Schaltkreis zu kommunizieren, der den Türmotor antreibt. Angesichts
dieser Umstände
bieten solche Hinderniserfassungssysteme keine optimale Ausfallsicherheit
beim Schutz des Benutzers.
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Behinderungen
der Autoklaventür
haben auch die Gefahr einer Beschädigung des Motorantriebssystems
in sich. Die Behinderung der Bewegung einer Tür vor ihrer Endlage bewirkt,
dass der Motor eine Totlagenlast erfährt, was zu hohen Gegenmomenten
führt,
welche Schäden
oder Ausfall im Motor und in anderen Antriebskomponenten erzeugen
können.
Eine ähnliche
Situation kann sich ergeben, wenn eine ungeduldige Bedienungsperson
versucht, die angetriebene Tür
mit überhoher
Kraft von Hand zu betätigen,
während
die Tür
sich bewegt oder ortsfest ist. Diese Situation erzeugt hohe induzierte Lasten
innerhalb des Motors und der Antriebskomponenten, welche ebenfalls
zu Schäden
oder Ausfällen
führen
können.
Solche Probleme können
auch unbeabsichtigt während
eines Antriebsausfalls auftreten, beispielsweise bei einem Netzausfall.
Bei einem System nach dem Stand der Technik kann die Tür während des
Antriebausfalls nicht geöffnet
werden, ohne hierbei die gleichen Schäden an den Antriebskomponenten
zu verursachen.
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Um
gegen solche Systemschäden
gewappnet zu sein, war ein Versuch im Stand der Technik, die jeweiligen
Komponenten so auszulegen, dass sie solchen Kräften wiederstehen können, oder
aber aufwendige Rutschkupplungen oder andere Sicherheitsmaßnahmen
einzubauen. Rutschkupplungen benötigen
präzise
Herstellung oder Einstellung, um richtige Wellenfluchtungen sicher
zu stellen. Somit müssen aufwendige
und ausgefeilte Anordnungen geschaffen werden, um die Motorteile
entweder vor Hindernissen oder vor einem Öffnen mit überhoher Kraft zu schützen.
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Manuelle
Sterilisatortüren
werden üblicherweise
mit einem türseitigen
Griff zur Öffnung
von Hand geöffnet.
Auf ähnliche
Weise ist es bei kraftbetriebenen Türen auch bekannt, einen Antriebsbetätigungsschalter
zu haben, der innerhalb der Armreichweite für eine Handbetätigung angeordnet
ist. Es ist jedoch bei Bedienungspersonen typisch, dass sie sich
einer Autoklaveneinheit nähern,
wobei sie eine zu sterilisierende Last tragen. Um Zugriff in den
Autoklaven zu erlangen, muss die Last entweder abgestellt werden
oder unsicher mit einer Hand gehalten werden, während die Tür geöffnet wird, was Unannehmlichkeiten
oder sogar mögliche
Gefahr für
die Bedienungsperson mit sich bringt. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben
sich, wenn die Last entnommen wird. Es wäre wünschenswert, jegliche Unannehmlichkeiten
oder Gefahren für
die Bedienungsperson zu minimieren.
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In
Systemen nach dem Stand der Technik ist es bekannt, mechanische
Sicherungen wie Verrastungen und Riegel zum Sichern von Autoklaventüren zu verwenden.
Solche Sicherungen können
kompliziert sein und benötigen
eine präzise
Ausrichtung, so dass sie wie gewünscht
arbeiten. Auch sind solche Sicherungen empfindlich für Beschädigungen.
Es wäre
wünschenswert,
eine Sicherung bereit zu stellen, die nicht an solchen Nachteilen
leidet.
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Zusätzlich werden
in Autoklaven nach dem Stand der Technik unterschiedliche mechanische Aufbauten
für von
Hand zu öffnende
Türen und
für kraftbetriebene
Türen verwendet.
Aufgrund dieser Hardware-Unterschiede war es schwierig, eine manuelle
Tür so
umzubauen, dass sie kraftbetriebene Komponenten enthält.
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Die
US-A-3,021,130 ,
von der die vorliegende Erfindung ausgeht, beschreibt eine Tür für Laborrauchabzüge, wobei
die Tür
an Stahlleinen aufgehängt
ist, die über
Rollen laufen und von einem Motor angetrieben sind. Die Stahlleinen
und ihre Reibbeziehung zu den Rollen werden für ein „manuelles Überfahren" verwendet, das heißt, die
Tür ist
einfach an den Leinen so aufgehängt,
dass die Tür
durch reine Schwerkraft geöffnet
wird und vom Motor unter Unterstützung
eines Gegengewichts geschlossen wird. Folglich bilden die Stahlleinen
einfach eine Verbindung zwischen Gegengewicht und Tür („Tür/Gegengewicht-System"), wobei das Tür/Gegengewicht-System
von dem Motor kraftbetrieben ist, um die Tür zu schließen. Bei einer Behinderung
während des
Schließens
der Tür
wird der Kraftantrieb mittels eines Rutsches zwischen den Leinen
und den Rollen überwunden,
so dass die Tür
nicht in das Hindernis fährt.
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Das
bekannte Aufhängungssystem
für die Tür gemäß der
US-A-3,021,130 ist
jedoch ein offenes Schleifensystem, d. h. eine reine Aufhängung für die Tür, um das
Herabfallen der Tür
unter Schwerkrafteinfluss zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Probleme, die mit diesen bisherigen Systemen einhergehen. Die
vorliegende Erfindung ist somit auf eine Vorrichtung zum selektiven Öffnen und
schließen
der Öffnung
eines Sterilisators oder einer Autoklavenkammer gerichtet, wobei
die Vorrichtung aufweist: eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete gleitbewegliche
Sterilisator- oder Autoklavenkammertür, die für eine im Wesentlichen vertikale
Bewegung entlang einer Eintrittsseite der Kammer angeordnet ist;
ein Gegengewicht, das mechanisch mit der Sterilisator- oder Autoklavenkammertür verbunden
ist, wobei Sterilisator- oder Autoklavenkammertür und Gegengewicht miteinander
ein Tür/Gegengewichtsystem
bilden; ein Kabel- und Laufrad-System, das die Sterilisator- oder
Autoklavenkammertür
mit dem Gegengewicht (16) verbindet und dabei das Tür/Gegengewichtsystem
aufhängt;
und eine Sterilisator- oder Autoklavenkammertür-Betätigungsanordnung zum automatischen Öffnen der
Sterilisator- oder Autoklavenkammertür in Reaktion auf ein Stellglied,
wobei die Sterilisator- oder Autoklavenkammertür-Betätigungsanordnung eine vertikale
Verschiebung der Sterilisator- oder
Autoklavenkammertür
und des Gegengewichts entlang des Kabel – und Laufradsystems bewirkt,
wobei die Betätigungsanordnung
für die
Sterilisator- oder Autoklaven kammertür ein Antriebssystem zum Verschieben
des Tür/Gegengewichtsys-tems
aufweist, enthaltend eine Umlenkung, um die eine Länge des
Kabels gelegt ist, wobei das Kabel in Reibkontakt mit der Umlenkung gehalten
wird, so dass, wenn die Umlenkung gedreht wird, das Kabel verschoben
wird und entsprechend das Tür/Gegengewichtsystem
verschiebt, wobei weiterhin beide Enden des Kabels in Verbindung
mit der Tür
derart sind, dass das Kabel in einer geschlossenen Schleife zwischen
der Tür
und der Umlenkung verläuft,
wobei das Gegengewicht in Reihe mit dem Kabel derart angeordnet
ist, dass die Tür
bei einer entsprechenden Verschiebung des Kabels sowohl öffenbar
als auch schließbar
ist; und eine Reibung zwischen der Umlenkung und dem Kabel mit der
Kabelspannung innerhalb der geschlossenen Kabelschleife geändert wird,
wobei die Kabelspannung durch Mittel zum Erhöhen oder Verringern der Kabelspannung
einstellbar ist derart, dass (a) der Reibkontakt mit dem Kabel bei
niedrigen Drehmomenten der Umlenkung aufrecht erhalten wird und
bei hohen Drehmomenten der Umlenkung das Kabel entlang der Oberfläche der
Umlenkung rutscht, und (b) die Tür manuell
antreibbar ist, wobei es dem Kabel ermöglicht ist, entlang der Oberfläche der
Umlenkung zu rutschen.
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Die
Mittel zum Erhöhen
oder Verringern der Kabelspannung sind bevorzugt ein Seilschloss,
das in Reihe mit der Kabelschleife eingesetzt ist. Die Sterilisator-
oder Autoklavenkammertür
und das Gegengewicht können
unterschiedliche Gewichte haben, um eine Gewichtsunbalance zu erzeugen.
Weiterhin kann das Stellglied ein fußbetätigtes Pedal aufweisen. Das
Antriebssystem enthält
bevorzugt einen elektrischen Getriebemotor, der die Umlenkung in Antwort
auf ein Betätigungssignal
von einem extern angeordneten Schalter dreht. Weiterhin können die Umlenkung
und das Kabel mit jeweiligen Materialien mit einem bestimmten Reibungskoeffizienten
beschichtet sein, wobei die Umlenkung mit Vinyl beschichtet sein
kann und das Kabel mit Nylon beschichtet sein kann.
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Während eines
normalen Betriebs wird somit bei niedrigen Umlenkungsdrehmomenten
ein Reibkontakt aufrecht erhalten und das Kabel rutscht nicht entlang
der Umlenkungsoberfläche.
Bei hohen Umlenkungsdrehmomenten, wie sie bei Behinderungen und
der Anwendung einer überhohen
Kraft auftreten, rutscht jedoch das Kabel harmlos entlang der Oberfläche der
Umlenkung. Für
den Fall, dass der Führungsmechanismus
für die
Tür blockiert
wird, werden die Umlenkungsdrehmomente ebenfalls hoch und das Kabel
rutscht entlang der Umlenkungsoberfläche. Auf diese Weise werden
jegliche Hindernisse oder überhohe
Kräfte,
die auf die Tür
wirken, nicht auf den Motor übertragen.
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Man
erkennt, dass die Erfindung in der Lage ist, bei anderen unterschiedlichen
Ausführungsformen
angewendet zu werden und dass ihre unterschiedlichen Details in
unterschiedlichster Hinsicht abgewandelt werden können, ohne
hierbei von der Erfindung abzuweichen. Folglich sind die Zeichnung und
die Beschreibung als illustrativ zu betrachten und nicht als einschränkend.
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Die
Erfindung wird nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben, wobei gleiche Teile gleiche Bezugszeichen haben und
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Sterilisator mit einem Türantriebssystem
in ungeöffneter
Position zeigt, um ein Türantriebssystem zu
erläutern,
wie es im Stand der Technik bekannt ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht gemäß 1 ist,
wobei das Türantriebssystem
in einer offenen Position ist; und
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3 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Sterilisator mit einem Türantriebssystem
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Bezugnehmend
auf die Zeichnung, die zum Zweck der Darstellung der vorliegenden
Erfindung und nicht zum Zweck deren Einschränkung dient, zeigt 3 einen
Sterilisator mit einer Tür,
die durch den Türantrieb
der vorliegenden Erfindung angetrieben ist. Die vorliegende Erfindung
kann jedoch auch zur Steuerung anderer Türtypen und auch mit ähnlich aufgebauten
Bauteilen verwendet werden.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf die 1 und 2, so ist
der Sterilisator 10 ein Beispiel eines typischen Sterilisators
mit vertikalen Schiebetüren 12,
deren Aufbau und Arbeitsweise im Stand der Technik bekannt ist.
Der Stabilisator 10 ist durch einen Träger (nicht gezeigt) der Beine
oder eine Wandbefestigung haben kann, gegenüber dem Boden abgestützt oder
durch jede Art von Träger,
wie im Stand der Technik bekannt. Für Referenzzwecke: solche Sterilisatorkammern
haben typischerweise eine Öffnung
mit ungefähr
40,6 cm (16 Inch) im Quadrat mit einem Türgewicht von ungefähr 27,2
kg (60 Pounds).
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Die
Tür 12 ist
mit einem Zugkabel 14 verbunden, das dazu dient, die mechanische
Zugkraft zu übertragen,
die zum Heben und Senken der Tür 12 benötigt wird.
Das Zugkabel 14 ist mit einem Ende an der Tür 12 befestigt
und mit dem anderen Ende an einem Gegengewicht 16. Das
Zugkabel 14 ist über
die Oberseite eines Laufrads 18 geführt, welches frei drehbar ist
und in Reibkontakt mit dem Zugkabel 14 ist.
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Die
Tür 12 und
das Gegengewicht 16 sind über das Laufrad 18 so
aufgehängt,
dass sie mechanisch im Wesentlichen ausbalanciert sind. Die Tür 12 und
das Gegengewicht 16 bilden ein mechanisches Tür/Gegengewicht-System
mit dem Laufrad 18 dazwischen, so dass, wenn das Gegengewicht 16 angehoben
wird, die Tür 12 abgesenkt
wird und umgekehrt. Die Gewichte von Tür 12 und Gegengewicht 16 können so
gewählt
werden, dass sie gleich sind, was besonders bei einer motorisierten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sinnvoll ist.
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In
einer manuellen Ausführungsform
besteht eine Gewichtsdifferenz zwischen dem Gegengewicht 16 und
der Tür 12.
Diese Gewichtsdifferenz erzeugt ein Tür/Gegengewichtsystem, bei dem
die Anhebung des Gegengewichts 16 und die Absenkung der
Tür 12 bevorzugt
ist. In jeder Ausführungsform
ist die Tür zwischen
zwei Führungsschienen
(nicht gezeigt) aufgehängt,
welche eine glatte Bewegungsspur bieten, wenn sie angehoben oder
abgesenkt wird. Die Führungsschienen
können
von jedem bekannten Typ sein. Insbesondere unter Bezug auf die 1 und 2,
so ist dort eine manuelle (nicht angetriebene) Version gezeigt.
Die Tür 12 und
das Gegengewicht 16 sind über das Zugkabel 14 aufgehängt, das über die
Oberseite des Laufrads 18 geführt ist.
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Das
Gegengewicht 16 hat ein Gewicht, das als kleiner als das
Gewicht der Tür 12 gewählt ist,
so dass eine Unbalance in dem Tür/Gegengewicht-System
erzeugt wird. Das Gegengewicht 16 wird mittels einer Sicherung 20 an
dem unteren Ende des Bewegungswegs gehalten, so dass die Tür 12 in
der geschlossenen Position gehalten ist. Wenn die Sicherung 20,
die das Gegengewicht 16 hält, außer Eingriff gebracht wird,
wirkt die Schwerkraft auf die Gewichtsunbalance in dem Tür/Gegengewicht-System, welche
ausreicht, es der Tür 12 zu
ermöglichen,
sich langsam nach unten zu bewegen, während das Gegengewicht 16 nach
oben gezogen wird. Die Gewichtsunbalance ist bevorzugt aufgrund
der Gewichtswahl klein, jedoch nach wie vor groß genug, so dass sich die Tür für den beabsichtigen
Zweck rasch genug öffnet.
Die Sicherung 20 kann in Form eines Magneten 22 ein,
der so angeordnet ist, dass er das Gegengewicht 16 mit
einer Magnetkraft magnetisch hält,
welche ausreichend größer als
die Gewichtsunbalance in dem Tür/Gegengewicht-System
ist, um die Tür
im Eingriff geschlossen zu halten. Der Magnet 22 ist an
einem Hebelarm 24 angeordnet, der schwenkbar am Stabilisatorgehäuse, am
Boden oder einer anderen stabilen Fläche gelagert ist. Die Siche rung
kann auch eine aus einer Vielzahl von mechanischen Sicherungen sein,
wie sie im Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise Verrastungen
und Riegel.
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Der
Hebelarm 24 wird niedergedrückt, bevorzugt durch ein Fußpedal 26 und
der Magnet 22 wird ausreichend weit vom Gegengewicht 16 weg
bewegt, so dass er keine wesentliche magnetische Einflussnahme auf
das Gegengewicht 16 aufrecht erhält. Das Gegengewicht 16 gelangt
somit außer
Eingriff und kann sich frei nach oben bewegen. Der Hebelarm 24 wird
durch eine Rückstellfeder 28 in
seine Ausgangslage zurückgebracht,
die sich dehnt, wenn der Hebelarm 24 gedrückt wird.
Das Fußpedal 26 erlaubt
das Öffnen
der Tür 12,
auch wenn eine Bedienungsperson keine Hand frei hat.
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Nachdem
das Fußpedal 26 die
Magneten 22 frei gegeben hat und die Tür 12 sich in die offene
Position absenkt, wird die Bewegung des Gegengewichts 16 durch
ein energieabsorbierendes elastomeres Kissen 30 gestoppt,
die an dem oberen Bewegungsendpunkt für das Gegengewicht 16 angebracht ist.
Dieses elastomere Kissen 30 dämpft den Aufschlag des Gegengewichts 16,
was zu einem weichen Anhalten des Gegengewichts 16 und
der Tür 12 führt.
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Nachdem
Gegenstände
in den Sterilisator 10 eingebracht oder hieraus entfernt
worden sind, wird die Tür 12 unter
Verwendung eines Türgriffs 32 zurück in ihre
geschlossene Position angehoben. Ein zweites elastomeres Kissen 34 liegt
an dem unteren Ende des Gegengewichtsbewegungswegs, was das Gegengewicht
an dieser Grenze dämpft,
wo es wieder vom Magneten 22 festgelegt wird. Diese elastomeren
Kissen 30 und 34 können auch bei der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung verwendet werden, um den Bewegungsweg des Gegengewichts 16 bei
dieser Ausführungsform
zu begrenzen.
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Anstelle
der Verwendung des Fußpedals 26 kann
die Tür 12 alternativ
durch einfaches Ziehen des Handgriffes 32 mit ausreichender
Kraft geöffnet werden,
um den Magnet 22 außer
Eingriff zu bringen und somit muss das Fußpedal 26 nicht verwendet werden.
Die Verwendung des Magneten 22 vermeidet die komplizierten
Verrastungen und Verriegelungsanordnungen, welche eine präzise Ausrichtung benötigen und
schadensanfällig
sind. Auch benötigt der
Magnet 22 keine Energie für den Eingriff wie dies eine
Verrastung tut. Somit wird der Eingriff wesentlich vereinfacht.
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Insbesondere
unter Bezugnahme auf 3, so ist dort eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei eine kraftbetriebene Version der
vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die Tür 12 und das Gegengewicht 16 sind
beide mit dem Zugka bel 14 und auch einem Antriebskabel 40 miteinander verbunden.
Das Antriebskabel 40 ist bezüglich des Zugkabels 14 und
des Gegengewichts 16 an einer entgegengesetzten vertikalen
Seite der Tür 12 angebracht.
Bei dieser Ausführungsform
der Erfindung können
die Tür 12 und
das Gegengewicht 16 das gleiche Gewicht haben oder die
Gewichte können
unterschiedlich sein, um eine Gewichtsunbalance zu erzeugen. Bevorzugt
sind die Gewichte im Wesentlichen gleich.
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Das
Antriebskabel 40 ist um die Fläche einer Umlenkung 42 gelegt.
Die Umlenkung 42 hat im Wesentlichen zylindrische Form
und dient als Antriebsteil für
das Tür/Gegengewicht-System.
Die Umlenkung 42 ist so ausgelegt, das sie um ihre Zylinderachse
drehbetrieben ist. Das Antriebskabel 40 hält Reibkontakt
mit der Umlenkung 42, so dass, wenn die Umlenkung 42 sich
dreht, das Antriebskabel 40 verschoben wird, was die Tür 12 nach
unten zieht und erlaubt, dass das Gegengewicht 16 angehoben wird.
Die Umlenkung 42 wird von einem Antriebsmechanismus gedreht,
bevorzugt von einem elektrischen Getriebemotor 44.
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Der
elektrische Getriebemotor 44 wird in Antwort auf Signale
von einem Schaltermechanismus betätigt, bevorzugt von einem Fußpedal 46.
Das mechanische Pedal 46 von der bereits beschriebenen manuellen
(d. h. nicht angetriebenen) Version kann zum Aufnehmen eines elektrischen
Schalters ausgelegt sein, um eine Nachrüstung einer manuellen Version
in ein kraftgetriebenes System zu erleichtern. Der Schaltermechanismus
kann alternativ so angelegt oder ausgelegt werden, dass er von einem
Ellbogen oder auf andere Weise betätigt werden kann, wobei dies
von einem Fachmann auf diesem Gebiet umgesetzt werden kann. Bei
einer Betätigung überträgt das Fußpedal 46 Signale
an den Getriebemotor 44 über ein geeignetes elektrisches
Steuersystem 48. Das elektrische Steuersystem 48 kann
irgendeines von verschiedenen Steuersystemen dieses Typs bekannt
sein, wie er dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. In der
bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Steuersystem 48 eine Mikroprozessorsteuereinheit (bevorzugt
eine AMSCO-Hauptsteueranordnung 146657-782, betrieben von einem Intel 186 Prozessorchip),
die den Getriebemotor 44 in Antwort auf Signale von Sensoren
betreibt.
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Das
Antriebskabel 40 ist um die Umlenkung 42 gelegt,
um den gewünschten
Reibkontakt zu erzeugen. In der bevorzugten Ausführungsform berührt das
Kabel 40 die Umlenkung 42 annähernd auf dreiviertel des Umfangs
der Umlenkung 42. Wie in 3 gezeigt,
können
die Verbindungsenden des Antriebskabels 40 in vertikaler
Fluchtung unter der Tür 12 und dem
Gegenwicht 16 mittels Ausrichtrollen 50 und 52 angeordnet
sein. Durch Verwendung solcher Ausrichtrollen 50 und 52 sind
die Enden des Antriebskabels 40 in Fluchtung mit den Bewegungsrichtungen der
Tür 12 und
des Gegengewichts 16. Diese Fluchtung erlaubt eine optimale Übertragung
einer Zugkraft entlang des Antriebskabels 40.
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Um
den gewünschten
Kontakt zwischen der Umlenkung 42 und dem Antriebskabel 40 aufrecht
zu erhalten, enthält
die Umlenkung eine Vertiefung 54, die eine Spur zum Führen des
Antriebskabels 40 definiert, wenn sich die Umlenkung 42 dreht.
Um den gewünschten
Grad des Reibkontakts sicher zustellen, sind die Umlenkung 42 und
das Antriebskabel 40 beide bevorzugt mit Kunststoffmaterialien
beschichtet. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Umlenkung 42 mit
Vinyl beschichtet und das Antriebskabel 40 ist mit Nylon
beschichtet. Im Betrieb des Türantriebssystems
der Erfindung betätigt
eine Bedienungsperson des Sterilisators das Fußpedal 46, das einen
Schalter enthält,
welcher ein Signal zur Aktivierung des Getriebemotors 44 sendet,
der wiederum die Umlenkung 42 dreht und somit die Kammertür 12 absenkt.
Während
des Absenkens der Tür 12 wird der
Getriebemotor 44 mit geringen Drehmomenten betrieben, da
die Gewichtsdifferenz zwischen der Tür 12 und dem Gegengewicht 16 bevorzugt
vernachlässigbar
ist. Der Getriebemotor 44 ist ein umkehrbarer Elektromotor,
bevorzugt ein „Permanent
Split Capacitor Field Motor" wie
das Modell Nr. BM 6209, hergestellt von der IMC Motor Company.
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Der
Prozessor in dem Steuersystem fährt
mit dem Motorbetrieb während
eines Zeitintervalls vom bevorzugt 10 Sekunden fort, bis die Tür vollständig in die
offene Position abgesenkt ist. Wenn die Tür 12 zu schließen ist,
wird das Fußpedal 46 wieder
betätigt und
der Prozessor kehrt den Getriebemotor um und die Tür wird in
weiteren 10 Sekunden geschlossen. Alternativ kann das Steuersystem 48 einen „Tür oben"-Sensor enthalten,
bevorzugt einen Näherungssensor
wie einen Halleffekt-Sensor, der die Änderungen in dem Magnetfeld
erkennt, dass durch Annäherung
der Metalltür 12 erzeugt
wird. Ein Signal von dem „Tür oben"-Sensor unterbricht
die nach oben gerichtete Bewegung, wenn die Kamera geschlossen ist,
und zwar vor dem Ende des Zeitintervalls. Ein ähnlicher Sensor kann auch verwendet werden,
um die „Tür unten"-Position anzuzeigen.
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Gelegentlich
kann im Gebrauch die Situation auftreten, dass die Tür 12 unbeabsichtigt
während des
Beladens oder Entladens des Sterilisators angehoben wird, wobei
dann die Arme der Bedienungsperson oder sterilisierte Gegenstände die Öffnung des
Sterilisators verstellen. Für
den Fall einer solchen Behinderung würde die volle Kraft der Tür 12 nach
unten auf das Hindernis gelangen, was zu Schäden oder Verletzungen führt. Weiterhin
würde, wenn
die Vertikalbewegung der Tür
angehalten wird, das Drehmoment des Getriebemotors 44 einen
hohen Wert erreichen, was Schäden
oder Ausfälle
am Motor 44 verursachen kann. Solche Schäden am Motor 44 können sich
auch ergeben, wenn ein ungeduldiger Benutzer die Tür 12 unter
Kraft nach unten zieht, was hohe Drehmomente im Motor 44 induzieren
würde.
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Solche
Schäden
werden durch den Grad des Reibkontakts ausgeschlossen, der zwischen
dem Antriebskabel 40 und der Umlenkung 42 vorliegt.
Dieser Reibkontakt ist ausreichend, eine Verschiebung des Tür/Gegengewicht-Systems
bei Betrieb mit niedrigen Drehmomenten zu erlauben. Bei höheren Drehmomenten,
entweder induziert oder aufgrund von Behinderungen oder Verklemmen,
ist der Grad an Reibung zwischen dem Antriebskabel 40 und
der Umlenkung 42 nicht ausreichend, zu erlauben, dass diese
beiden in Kontakt verbleiben und das Antriebskabel 40 rutscht
harmlos entlang der Oberfläche
der Umlenkung 42 oder treibt auf harmlose Weise den Motor
rückwärts. Sobald
die Behinderung oder die überhohe
Kraft entfernt ist, gelangen das Antriebskabel 40 und die
Umlenkung 42 wieder in Reibkontakt und ein normaler Betrieb
des Antriebssystems wird wieder aufgenommen, ohne dass Schäden oder
Verletzungen an der Bedienungsperson oder der Einheit vorliegen.
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Der
Grad an Reibkontakt zwischen dem Antriebskabel 40 und der
Umlenkung 42 ist eine Funktion der Kabelspannung und des
Reibkoeffizienten zwischen der Umlenkung 42 und dem Antriebskabel 40 und
auch der Kontaktlänge
zwischen diesen Bauteilen. In der bevorzugten Ausführungsform,
wo das Kabel richtig gespannt ist, ist die Reibung, die durch den
Kontakt des nylonbeschichteten Antriebskabels 40 mit der
vinylbeschichteten Umlenkung 42 erzeugt wird, niedrig,
so dass bei relativ niedrigem Motordrehmoment das Antriebskabel 40 auf
der Umlenkung 42 rutscht, was sicher stellt, dass eine
maximale Kabelspannung proportional zu einem niedrigen Motordrehmoment
ist.
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Die
Reibkraft kann auf einen gewünschten optimalen
Wert geändert
werden, in dem die Spannung der Antriebskabel 40 geändert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform
ist in Reihe mit dem Antriebskabel 40 ein Seilschluss 56 eingesetzt,
um die Kabelspannung auf einen optimalen Wert zu erhöhen oder
zu verringern. Nach einer Einstellung und während des Betriebs hat sich
bei der bevorzugten Ausführungsform
gezeigt, dass knapp ein Kilo (2 Pounds) Kabelspannung eine Tür mit knapp
30 kg (60 Pounds) unter Verwendung eines Motors (6 Inch-Pound),
der mit sechs Umdrehungen pro Minute und einer Umlenkung von 15,24
cm (6 inch) arbeitet, antreibt.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
muss nicht ausschließlich
in dem motorbetriebenen Antriebsmodus betrieben werden, sondern
kann auch in einem manuellen Überfahrmodus
betrieben werden. Die Tür 12 enthält einen
Handgriff 32, der ergriffen und gezogen werden kann. Für den Fall
eines Antriebsausfalls oder einer Instrumentfehlfunktion kann der Handgriff 32 mit
ausreichender Kraft angezogen werden, um die Reibkontaktkraft zu überwinden.
Das Antriebskabel 40 rutscht dann harmlos entlang der Oberfläche entlang
der Oberfläche
der Umlenkung 42 oder treibt den Getriebemotor 44 harmlos
rückwärts. Somit
kann der angetriebene Torantrieb in einem manuellen Modus verwendet
werden, ohne dass aufwendige und teure manuelle Überfahrelemente verwendet werden,
was dem Zugriff des Benutzers zu der Kammer unter allen Umständen erlaubt.
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Die
Autoklaven, Türen,
Führungsschienen und
anderen Bauteile sind zwischen manuellen und kraftbetriebenen Ausführungsformen
identisch. Auf diese Weise kann die manuelle Ausführungsform problemlos
nachgerüstet
werden, um einen Kraftantrieb zu enthalten, was die Effizienz erhöht und die Aufrüstkosten
minimiert.
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Wie
oben beschrieben löst
die vorliegende Erfindung viele Probleme, die mit bisherigen Türantriebssystemen
einher gehen und liefert einen effizienten Türantrieb, der Sicherheit für Bedienungspersonen
bietet, wobei Schäden
an ihm vermieden werden. Die vorliegende Erfindung schafft auch
eine Vorrichtung, welche ihre Aufgaben ohne teure und ausgefeilte
Systeme löst,
welche ausfallen können
oder beschädigt
werden können.
Es versteht sich jedoch, dass verschiedene Änderungen in den Details, Materialien
und Anordnungen von Teilen, die hier beschrieben und dargestellt
worden sind, um das Wesen der Erfindung zu erläutern, von einem Fachmann auf
diesem Gebiet gemacht werden können,
ohne Wesen und Umfang der Erfindung zu verlassen, wie in den nachgeführten Ansprüchen ausgedrückt.