DE8807079U1 - Einrichtung zur Erzeugung einer lageunabhängigen Kraft, insbesondere Tonometer - Google Patents

Description

DIPL-ING. PETER OTTEjPAT^fANWbT;: D-7250Leonberg

Vertrete? beim Europäischen Patentarflf/ European" Patent Attorney Tirolbr Straße Yo

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13.05.1988

Firma Datron-Electronic Pichl & Schulte KG, In den Gänsäckern, 6109 Mühltal 2 (Traisa)

Einrichtung zur Erzeugung einer lageunabhängigen Kraft, insbesondere Tonometer

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Auf einigen Gebieten der Technik ist es erforderlich, mit lageunabhängig erzeugten Kräften zu arbeiten, insbesondere auf dem Gebiet der Meßtechnik, speziell der Druckmeßtechnik. lageunabhängig bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die stets vorhandenen Anziehungskräfte beim Meßvorgang nicht zur Auswirkung kommen, beispielsweise keine Scherkräfte im Moment der Messung entstehen, die das Meßergebnis bis zur Unbrauchbarkeit verfälschen würden.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für Meßvorgänge mit lageunabhängig zur Verfügung stehenden Kräften ist beiepielsweise die Messung des Augenir?.nendrucks, wozu sogenannte Tonometer Verwendung finden. Im folgenden wird, Um ein bevorzugtes Beispiel vorliegender Erfindung &igr;

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seinem Grundaufbau verständlich zu machen, zunächst auf eine bekannte Einrichtung zur Messung des Augeninnendrucks genauer eingegangen, wobei es sich aber versteht, daß die vorliegende Erfindung nicht auf ein soLchen Anwendungsgebiet eingeschränkt ist, obwohl dieses für die Verwendung vorliegender Erfindung natürlich bevorzugt ist.

Um den Augeninnendruck bei Patienten messen zu können, wird üblicherweise so vorgegangen, daß mit einem geeigneten planen Teil gegen den hier als Kugelform zugrundegelegten Augapfel gedrückt und bei Erreichen eines vorgegebenen Durchmessers der hierdurch bewirkten abgeplatteten Kreisfläche der Druck gemessen wird, der für das Zustandekommen dieses Durchmessers eingesetzt werden mußte. Bei dem bekannten Gerät kommt ein um einen stationären Drehpunkt verschwenkbarer Hebel zur Einwirkung, der unterhalb einer Stirnauflage (zur Erzielung einer festen Position) eine auf einem Kreisbogen basierende Schwenkbewegung in Richtung auf das Auge durchführt und dadurch mit meßbarer Krafteinwirkung gegen das Auge gedrückt werden kann, das am abgewandten Ende des [lebeis auf der anderen Seite des Drehpunktes über eine vergleichsweise weiche Feder ein Elektromotor angreift und die zur Durchführung der Messung erforderliche Annäherungsbewegung an das Auge realisiert.

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Problematisch bei dieser bekannten Me3apparatur könnte die Aufhängung des pendelartigen Hebels sein, der aufgrund seiner Schwenkpunktlagerung einen Kreisbogen beschreibt. Hierbei ist auch die Möglichkeit nicht auszuschließen, daß evt. Meßfehler infolge fehlender Auswuchtung im dynamischen Zustand auftreten. Auch Miniaturisierungsbemühungen stoßen bei dieser bekannten Vorrichtung schnell an eine Grenze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und problemlos auch von Laien einsetzbare Einrichtung zur Erzeugung einer für eine Druckmessung geeigneten Kraft, insbesondere für ein Tonometer, zu schaffen, die vollkommen lageunabhängig arbeiten kann und einer weitestmöglichen Miniaturisierung zugänglich ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß unabhängig davon, wie das Gerät mit dem die Meßkraft erzeugenden Glied gehalten wird, ein Kompensationsglied zu diesem eine entgegengesetzte Kraft erzeugt, so daß sich die Einwirkung der Gravitation auf das Gerät insgesamt zu Null addiert.

Dabei ist ferner von besonderem Vorteil, daß das die auf diese Weise die lageunabhängige Kxaft erzeugende Glied, welches im folgenden ausschließlich noch als Schlitten bezeichnet wird, eine vollkommen lineare Bewegung durchführt, also Querkräfte von vornherein nicht entstehen können. Dabei ist das erfindungsgemäße Gerät

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von besonders kleinen Abmessungen, handlich und, wenn auch von grundsätzlich beliebigen Dimensionen, in der praktischen Ausführungsform voraussichtlich nicht größer, möglicherweise sogar wesentlich kleiner als eine normale Streichholzschachtel. Ein solches Gerät ist daher auch, nicht zuletzt wegen der Einfachheit seines Aufbau und der hierdurch bedingten Kostengünstigkeit für den Privatmann zur Eigendiagnose geeignet, so daß beispielsweise gefährliche Gesundheitszustände, also im vorliegenden Fall ein schnell ansteigender Augeninnendruck, sofort erfaßt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.

Die Grundform vorliegender Erfindung besteht darin, daß auf zwei im Abstand montierten, leichtgängigen Rollen oder Walzen ein erster Schlitten, nämlich ein sogenannter Meßschlicten rollt, dem auf der gegenüberliegenden Rollenseite ein durch gegenseitige magnetische Einwirkung gehaltener und auch angepreßter Gegenschlitten als Kompenstionsschlitten gegenüberliegt. Hierdurch ergibt sich der entscheidende Vorteil, daß die bei einem leichten Schräghalten des Geräts gegsbenenfalls entstehende Tendenz des in der Gebrauchslage beispielsweise oberhalb der Rollen angeordneten Meßschlittens, etwa nach hinten abzurollen, dazu führt, daß der Meßschlitten hierdurch gleichzeitig die Rollen oder Walzen in einer Richtung antreibt, die dazu führt, daß der Gegen- oder Kompensationsschlitten in der entgegengesetzten Richtung, in diesem Fall also schräg nach oben angehoben bzw. transportiert werden würde, so daß bei gleichen Massen, also an gleichen geographischen Punkten gleichem Gewicht von Meßschlitten und Gegenschlitten diese Wirkungen sich zu Null kompensieren und die beiden Schlitten in jeder beliebigen Lage bewegungslos verharren, also keine nach

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außen erkennbaren Gravitationseinwirkungen auftreten, die daher auch nicht das Meßergebnis verfälschen können.

&psgr; Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen

Ij sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen

der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist die zusätzliche Sicherung der beiden Schlitten relativ zueinander durch geeignete,

; die beiden sie lagernden Rollen oder Walzen beidseitig

umschlingenden und an den Schlitteninnenseiten festgemachten, möglichst flexibel und reibungsarm arbeitenden Bändern, Schnüren, Seilen u.dgl., so daß auch bei (unbeabsichtigter) vollkommener Vertikalstellung des gesamten Geräts die Schlitten lageunabhängig in ihren einmal eingenommenen Positionen verharren. Hierdurch ist es möglich, die den Meßschlitten dann antreibende Kraft sehr genau zu diskriminieren und ausschließlich auf die druckerzeugende Wirkung zu beziehen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein mögliches, stark

schematisiertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung, speziell eines Geräts zur Messung des Augeninnendrucks längs der Linie I-I der Fig. 2 und

Fig. 2 eine Ansicht des Geräts von unten, ebenfalls stark schematisiert und mit weggenommenem unteren Gegenschlitten, zum besseren Verständnis des grundsätzlichen Aufbaus:

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Fig. 3 zeigt schließlich eine mögliche Ausführungsform einer Rolle oder Walze mit der Querschnittform der auf dieser linearverschieblich gelagerten Schiit ten.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, einem linearverschieblich gelagerten Glied ein Gegenelement möglichst reibungsfrei so zuzuordnen, daß zur Einwirkung kommende Gravitationskräfte beide Elemente in gleicher Weise und in gleichem Ausmaß, jedoch gegenläufig anzutreibend trachten derart, daß bei einer entsprechenden kinematischen Verbindung zwischen diesen beiden Elementen äußere Krafteinwirkungen sich insgesamt kompensieren. Dies führt dazu, daß der durch Einleitung einer bewußt erzeugten Kraftwirkung ablaufende Meßvorgang vollkommen lageunabhängig und daher mindestens aus diesem Gesichtspunkt meßfehlerfrei erfolgen kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, welches eine der Möglichkeiten einer praxisgerechten Umsetzung darstellt, worauf die Erfindung aber, wie es sich versteht, nicht beschränkt ist, sind als erstes linearverschiebliches Element ein erster Schlitten oder Meßschlitten 11 und ein zweiter oder Gegenschlitten bzw. Kompensationsschlitten 12 vorgesehen. Der eigentliche Meßvorgang etwa zur Bestimmung des Augeninnendrucks spielt sich im Bereich des Meßschlittens 11 ab, wobei im folgenden zunächst kurz auf diesen Meßvorgang eingegangen wird, zum besseren Verständnis des im nachfolgenden dann genauer erläuterten Aufbaus und der Grundfunktion der erfindungsgemäßen Einrichtung.

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Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Meßschlitten 11 ein Sensorkopf, beispielsweise in Form eines Prismas 13 befestigt, mit einer bevorzugten, in Fig. und 2 dargestellten Form und mit einer vorderen, planen Fläche 13a, die beim Meßvorgang zur Auflage an die äußere Kugelform des menschlichen Auges dient.

Bei stärkerem Andrücken wird sich diese Kugelform zunehmend abflachen, bis schließlich eine Kreisform mit einem vorgegebenen Durchmesser erreicht ist. Dieser Durchmesser vird als eine Art standardisierter, also vereinheitlichter Grundwert für den zur Erzielung einer solchen Abplattung erforderlichen Druck ausgewertet, wozu eine bestimmte Kraftaufwendung erforderlich ist, die gemessen werden kann und aus welcher auf den Augeninnendruck rückgeschlossen werden kann. Die genaue Bestimmung des Augeninnendrucks läuft dabei im Bereich des Prismas 13 durch eine lichtoptische Umsetzung ab. Solange das Prisma 13 mit seiner vorderen Fläche 13a das Auge nicht berührt, ergibt sich eine durch das Prisma reflektierte bestimmte Lichtmenge, wenn man beispielsweise das Prisma über einen geeigneten Lichtleiter 14, der in beliebiger Weise gelagert oder angeordnet sein kann, vorzugsweise stationär gelagert ist, auf der einen Seite, also bei 13b anstrahlt und auf der anderen Seite bei 13c die reflektierte Lichtmenge etwa über eine Fotodiode oder ein ähnliches Element erfaßt.

Diese Lichtmenge verringert sich zunehmend mit zunehmender Auflage des Prismas 13 auf das Auge und entsprechend zunehmendem Abplattungsbereich, so daß nach vorhergehender Eichung bei Erreichen des "Normdurchmessers" die aufgebrachte Kraft abgefragt werden kann. Vorzugsweise wird die zur Erzielung der gewünschten Abplattung mit

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vorgegebenem Durchmesser erforderliche Kraft durch elektromagnetische Mittel erzeugt, worauf weiter unten noch eingegangen wird, so daß man aufgrund des erforderlichen Stroms dann sofort eine Meßgröße für den Augeninnendruck gewinnen kann.

Voraussetzung bei diesem Meßverfahren ist, daß bei der Messung keine Scherkräfte oder seitliche Krafteinwirkungen auftreten, daß, etwa bei ungewolltem Schräg- oder Schiefhalten des Geräts nicht zusätzlich die Gravitation die aufzubringenden Kräfte verfälscht, also im Sinne einer Erhöhung oder Verminderung beeinflußt und daß möglichst geringe Reibungskräfte auftreten bei Realisierung eines druckproportionalen, linearen Meßkraftanstiegs.

Diese Forderung erfüllt das erfindungsgemäße Gerät in hohem Maße, wobei es entsprechend den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ein Chassis oder Gehäuseteil 10 umfaßt, welches von an sich grundsätzlich beliebiger Form sein kann, ■lit der Maßgabe, daß dieses Chassis z.B. zwei Rollen oder Walzen 15a, 15b möglichst reibungsfrei lagern kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nehmen seitliche Chassis-Längswände 10a, 10b Spitzenlagerungen 16 auf, die beidseitig die Rollen 15a, 15b zentrieren und zur Durchführung von praktisch reibungsfreien Drehbewegungen lagern. Es versteht sich, daß die Rollen auch über eigene Achsen oder Wellen verfügen können, mit denen sie mittels (Miniatur)Wälzlagern im Chassis 10 gelagert sind.

Die Abmessungen des Chassis 10 sind so gehalten, daß die Rollen mit ihren für die Aufnahme und Lagerung der auf ihnen beidseitig angeordneten Schlitten, also oberer Heßschlitten 11 und unterer Gegenschlitten 12 vom Chassis

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hinreichend abstehen bzw. daü Chassis weist entsprechende Ausnehmungen auf, damit Meßschlitten und Gegenschlitten 12 ausschließlich die Rollen 15a und 15b, nicht aber Chassisteile berühren.

Die Schlitten 11, 12 können aus beliebigem Material, beispielsweise aus Plexiglas, Kerciinik, vorzugsweise aus geeigneten schmalen länglichen Aluschienen bestehen, wie sie im Querschnitt bei 11' bzw. 12' in Fig. 3 beispielhaft dargestellt sind.

Wie gesagt, liegen Meßschlitten und Gegenschlitten auf beiden Seiten auf den Rollenaußenflächen auf, wobei die beiden Schlitten aufeinander eine Anziehungskraft ausüben, so daß der bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 untere Schlitten, nämlich der Gegenschlitten nicht einfach herunterfallen kann.

Die gegenseitigen Anziehungskräfte werden bei der dargestellten Ausführungsform dadurch erzeugt, daß an einem der Schlitten, hier am Gegenschlitten 12 ein erster Permanentmagnet als Haltemagnet 17 angeordnet ist, der beispielsweise auf ein am Meßschlitten angeordnetes Eisenplättchen 18 einwirkt, so daß die beiden Schlitten mit vorgegebener Kraft,—beispielsweise, um hier mit einer Maßangabe zu arbeiten, die aber nicht als für die Erfindung einschränkend zu verstehen ist, etwa 10 &rgr; aufeinander zugedrückt werden. Es versteht sich, daß diese magnetische Wechselwirkung zwischen den beiden Schlitten auch auf beliebige andere Weise erzielt werden kann - hierauf braucht nicht im einzelnen eingegangen zu werden. Beispielsweise kann auch ein Magnet (HaILn^ an Chassis angeordnet sein und beide Schlitten anziehen.

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Schon aus diesem Grundaufbau ergibt sich die Möglichkeit der Erzeugung einer lageunabhängigen Kraft, beispielsweise über den Meßschlitten 11, denn da die beiden Schlitten von beiden Seiten auf den Rollenoberflächen mit ihren eigenen Längsflächen aufliegen und die magnetische Anziehungskraft zwischen den beiden Schlitten natürlich größer als das Gewicht des unteren Gegenschlittens 12 ist, kann man das Chassis mit den solcherart an ihm angeordneten Schlitten durchaus in beträchtliehe Schräg- oder Winkelpositionen verdrehen, verschränken &ogr;.dgl., ohne daß sich irgendwelche Relativbewegungen der Schlitten zueinander hierdurch ergeben, vorausgesetzt natürlich, daß die Gewichte bzw. Massen der beiden Schlitten identisch sind. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei einer angenommenen, in der Zeichnung nicht dargestellten Schräglage, bei welcher beispielsweise der obere Schlitten 11 nach hinten von den Rollen 15a, 15b abrollen würde unter der Wirkung der einwirkenden Schwerkraft, also eine Bewegung entsprechend dem Pfeil A durchführt, gleichzeitig hierdurch beide Rollen in der Drehrirhtung entsprechend dem Pfeil. 1 B angetrieben würden. Dieser Mechanismus führt dazu, daß der untere oder Gegenschlitten 12 aufgrund seines auch eine Reibungsgegenwirkung hervorrufenden Anliegens an den Rollen 15a, 15b eine Linearbewegung entsprechend dem Pfeil C durchführen müßte, d.h. entgegen der Schwerkraftwirkung, die sich ja auf beide Schlitten 11 und 12 gleich auswirkt. Die Folge ist, daß sich die Gesamtheit aus Meßschlitten 11 und Gegenschlitten 12 überhaupt nicht bewegt, und zwar bei keiner Winkelstellung und bei keiner Schräglage, soweit hier die Haftreibungseinflüsse zwischen den zugewandten Oberflächen von Schlitten und Rollen noch überwiegen .

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Lediglich für den Extremfall, daß man das in den Fig. und 2 gezeigte Gerät sehr stark senkrecht oder völlig senkrecht hält, besteht die Gefahr, daß die Schlitten 11, 12 von den Rollen einfach abrutschen, also das Gleitreibung entsteht und für diesen Fall ist es empfehlenswert und daher auch eine vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung, die beiden Schlitten zusätzlich., und zwar ergänzend zu den gegenseitigen magnetischen Haltekräften, noch über leichtgängige, die Rollen 15a, 15b jeweils von außen umschlingende Bändchen oder Schnüre beidseitig zu verbinden, so wie dies in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist.

Jeweils ein flaches flexibles Bändchen aus einem geeigneten Kunststoffmaterial oder eine Schnur 19a, 19b ist an der unteren Fläche des Obermeßschlittens 11 in geeignetem Abstand zum Umlenkbereich befestigt, über die jeweilige hintere und vordere Rolle 15a, 15b herumgeführt und an der unteren Innenfläche des unteren Gegenschlittens 12, vorzugsweise über ein kleines Federchen 20a, 20b befestigt. Auf das Federchen 20a, 20b kann aber vorzugsweise auch verzichtet werden, eben damit diese umschlingenden Bändchen oder Schnüre 19a, 19b möglichst vollkommen reibungsfrei arbeiten und die Schlitten 11, 12 nur bei extremen Lagen auf den Rollen 15a, 15b halten, wobei die Schlitten in der Senkrechtposition dai.n beispielsweise durch das jeweilige Bändchen sozusagen an der entsprechenden Rolle aufgehängt verbleiben.

Hierdurch kann der obere oder Meßschlitten 11 entsprechend dem Doppelpfeil D lageunabhängig in der Meßrichtung mit seinem vorderen Prisma 13 verfahren werden, wobei die für die gewünschte Druckerzeugung erforder-

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liehe Krafteinwirkung am oberen oder auch am unteren Schlitten erzeugt werden kann.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 1 erkennbar, am unteren Schlitten 12 ein zweiter Permanentmagnet als Antriebsmagnet 21 mittels einer geeigneten U-förmigen Jochstruktur 22 befestigt, die im übrigen auf einer ihrer nach oben, dem Meßschlitten 11 zugewandten Seite auch den Haltemagnet 17 lagern kann. Der Antriebsmagnet 21 ist in einer rohrförmigen länglichen Tauchspule 23 ein- und ausfahrbar, wobei die hierfür erforderlichen Kräfte durch eine entsprechende Beaufschlagung der Tauchspule 23 mit einem Strom gewünchter Stärke und Richtung erzeugt werden.

Die aus der Kom!~ination Tauchspule 23 und Antriebsmagnet 21 gebildete Bewegungseinheit für den linearverschieblichen Meßschlitten 11 verfügt über praktisch lineare Eigenschaften, so daß die für die Erzielung eines gewünschten Abplattungsdrucks erforderliche Stromstärke in einem linearen Zusammenhang mit dem jeweils hierdurch zu messenden Augeninnendruck steht bzw. eine entsprechende Korrelation hergestellt werden kann.

Befindet sich die Antriebseinheit im Bereich des unteren Schlittens bzw. Gegenschlittens 12, dann überträgt sich die so erzeugte Kraft über die bei beiden Schlitten 11, 12 vorliegende Haftreibung mit den Rollen 15a, 15b auf den oberen Meßschlitten, wobei hier aber auch je nach Auslegung die umschlingenden Bändchen oder Schnüre 19a, 19b allein oder unterstützend wirksam sein können. Bevorzugt wird allerdings der direkte Antrieb des oberen Meßschlittens 11 vorzugsweise über eine solche elektro-

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magnetisch wirksame Antriebseinheit aus Tauchspule 23 und Antriebsmagnet 21, wobei dieser Antriebsmagnet dann am oberen Meßschlitten 11 befestigt ist (nicht dargestellt).

Damit die sehr leicht durch eine äußere Einwirkung relativ zueinander verschiebbaren Schlitten 11, 12 auf dem Träger oder Chassis 10 festgelegt werden können, ist eine Arretierung vorgesehen, die formschlüssig mindest- <s einen der Schlitten, vorzugsweise beide Schlitten dadurch arretiert, daß sie in Ausnehmungen in diese durch einen Arretierungshebel eingreift.

Bei dem dargestellten Ausfiihrungsbeispiel ist, wie am besten der Fig. 2 entnommen werden kann, die Arretierungsanordnung ebenfalls als elektromagnetisches Glied, nämlich als Relais 24 dargestellt, welches entsprechend stationär gelagert ist und mittels eines bügeiförmigen Jochteils 24a einen Schwenkhebel 25 um einen Drehpunkt 26 so lagert, daß im Ruhezustand, also im nichtangesteuerten Zustand der Spule des Relais 24 der Schwenkhebel 25 mit seinen beiden Endbereichen 25a, 25b am zweckmäßigsten In seitliche Ausnehmungen des oberen und des unteren Schlittens 11, 12 eingreift und diese in ihrer Position festlegt. Diese Arretierung kann auch durch einfache formschlüssige Anlage erfolgen, je nachdem, welche Vorspannungskräfte auf den Schwenkhebel 25 einwirken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist schematisiert ein Pedorchen 27 vorgesehen, welches den Schwenkhebel in der Ruheposition zur arretierenden Anlage an die Schlitten 11, 12 vorspannt. Wird das Relais 24 angesteuert, dann verdreht sich der Schwenkhebel 25 um seinen Drehpunkt entsprechend dem Doppelpfeil E im Uhrzeigersinn und gibt die Schlitten 11, 12 zur Durchführung der Meßbewegung

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frei. Die Arretierung erfolgt daher durch Federkraft bei nichtangesteuertem Relais, so daß in der Ruheposition kein Stromverbrauch auftritt. Der für die Freigabe der Schlitten erforderliche Strom zur Ansteuerung des Relais 24 der Arretierungsanordnung kann dann gleichzeitig durch Betätigung eines Schalters zugeführt werden, der auch die anderen elektrischen Funktionskomponenten des Geräts, wie weiter unten noch erläutert, aktiviert.

Eine mögliche Ausführungsform einer Rolle oder Walze kann beispielsweise so aussehen, wie in Fig. 3 in erheblich größerem Maßstab gezeigt. Eine solche Rolle 15 verfügt über ihren Umfang über Ringausr°hmungen und Ringvorsprünge und weist beidseitig zentral Ausnehmungen für die Lagerung über Spitzen auf. Ferner qind beidseitig äußere erste Ringflansche 29 vorgesehen, die Anschläge gagen ein seitliches Weggleiten der oben und unten aufgelegten und in Fig. 3 im Profil erkennbaren Schlitten 11', 12' bilden. Nach innen daran anschließend sind nach außen spitz zulaufende Ringlagervorsprünge 30 gebildet, die der schneidenartigen Auflage der im Profil dickeren Endstücke 11a, 12a der Schlitten 11', 12' dienen.

Erfolgt die Umschlingung der Rollen 15 durch breitere Bändchen, dann ist die sich nach innen anschließende Fläche eben ausgebildet; es kann aber auch eine Ringausnehmung 31 etwa in der Mitte jeder Rolle vorgesehen sein, in welcher dann eine die Rolle 15 umschlingende Schnur geführt ist, die an den zugewandten Innenflächen der beiden Schlitten in geeigneter Weise festgemacht ist. Hierdurch erzielt man eine hervorragende Leichtgängigkeit mit praktisch völlig lageunabhängiger Verstellmöglichkeit der Schlitten relativ zueinander, so

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daß auf den Meßschlitten M (und natürlich auch auf den unteren Gegenschlitten 12) ausschließlich die für den Meßvorgang relevanten Kräfte und Bewegungskomponenten einwirken, die dann auch meßtechnisch erfaßt werden können.

Die Grundfunktion eines solchen Geräts kann dann so sein,

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elektronische Logikschaltung, ein Rechner, ein programmgesteuerter IC oder ein entsprechender, vorzugsweise auf digitaler Basis arbeitender Baustein vorgesehen ist, der, ebenfalls vorzugsweise vor jeder Messung eine Eichung des Gesamtgeräts zunächst durchführt, wozu noch ein Referenzsystem vorgesehen sein kann, welches bei 32 in Fig. 1 angedeutet ist und seine Hauptaufgabe darin findet, durch Erzeugung einer vorgegebenen, also genau bekannten Kraft der Bewegung eines der Schlitten Widerstand zu leisten; diese Kraft wird dann als Bezugsmaßstab in den Ablauf der nachfolgenden Messungen aufgenommen und ermöglicht eine Aussage über den absoluten Wert der aufzuwendenden Kraft, um die gewünschte Abplattung mit vorgegebenem Durchmesser des Augapfels während des Meßvorgangs zu erreichen. Nach einer solchen Kalibrierung über ein Referenzsystem 32 kann dann das Gerät an das Auge herangebracht werden, und zwar wegen der Einfachheit und Genauigkeit der Messung und der hier im wesentlichen automatisch ablaufenden Meßvorgänge auch von ungeübtem Personal, von Privatleuten zur Selbstdiagnose u.dgl., woraufhin durch eine Schalterbetätigung das Gerät aktiviert wird und der Meßschlitten 11 das Prisma 13 mit seiner vorderen Meßfläche 13a auf das Auge preßt, bis durch den vorgegebenen Lichtmengenabfall, gemessen über eine Fotodiode u.dgl., signalisiert wird, daß der vor-

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gegebene Standarddurchmesser der Abplattung erreicht ist. Hervorgerufen wird dieser Lichtmengenabfall dadurch, daß das Prisma im berührungsfreien Zustand praktisch den Großteil der in es einfallenden Lichtstrahlung wieder reflektiert, während bei Auflage auf das Auge ein bis rum vorgegebenen Standarddurchmesser immer größer werdender Bereich der vorderen Fläche 13a reflexionsunfähig «irH und cäeher cü? reflektierte unc? von cie>r Fotocli <">c?<=> aufgenommene Lichtmenge (nicht dargestellt) zunehmend abnimmt. Ist der gewünschte Durchmesser erreicht, dann zeigt das Signal der Fotodiode (ermittelt durch eine geeignete Vergleichsmessung) dem Rechner an, daß die nunmehr über den Meßschlitten 11 auf das Auge einwirkende (und im übrigen durch die Antriebseinheit Tauchspule mit Antriebsmagnet 21) erzeugte Kraft diesen Abplattungsdurchmesser erreicht hat. Der Rechner kann dann durch Bestimmung des in diesem Moment durch die Tauchspule fließenden Stroms diese Kraft entsprechend zuordnen und, falls gewünscht, auch in numerischen Werten an einem geeigneten Display anzeigen. Dies ist die Grundfunktion, wobei auf den elektrischen, vorzugsweise programmgesteuerten Ablauf des Meßvorgangs nicht genauer eingegangen zu werden braucht, weil die Erfindung ihr Hauptaugenmerk auf die mechanische Realisierung der lageunabhängigen Krafterzeugung richtet.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (1)

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   Vertreter beim Europäischen Patentamt / European Patent Attorney Tiroler Straße

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   Firma Datron-Electronic Pichl & Schulte KG, In den Gänsäckern, 6109 Mühltal 2 (Traisa)

   Schutzansprüche

   1. Einrichtung zur Erzeugung einer lageunabhängigen Kraft, insbesondere zur Messung des Augeninnendrucks (Tonometer), mit einer Lagerung für ein Bewegungsglied, welches einen Druck vorgegebener Größe erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß zv. beiden Seiten von sie lagernden Rollen (15; 15a, 15b) ein erstes und ein zweites Bewegungsglied (Meßschlitten 11; Gegenschlitten 12) angeordnet sind, die miteinander zur Durchführung einer gegenläufigen Bewegung mechanisch gekoppelt sind und wobei mindestens eines der flewegungsglieder (Gegenschlitten 12) durch eine magnetische Kraft auf den Rollen gehalten ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kopplung zur Durchführung der gegenläufigen Bewegung der beiden die Bewegungsglieder bildenden Meßschlitten (11) und Gegenschlitten (12) von der Reibwirkung gebildet ist, welche von dem Meßschlitten (11) und dem Gegenschlitten (12) auf die Rollen (15a, 15b) und umgekehrt ausgeübt wird.

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   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Meßschlitten (11) als auch der Gegenschlitten (12) durch eine aufeinander ausgeübte magnetische Wechselwirkung zur Anlage an die Rollen (15a, 15b) gedrückt werden.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der gegenseitigen magnetischen Wechselwirkung an einem der Schlitten (Gegenschlitten 12) ein Permanentmagnet als Haltemagnet (17) und am anderen Schlitten (Meßschlitten 11) mindestens ei« magnetisch aktiver Teilbereich (Eisenplättchen 18) angeordnet sind.

   5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf beide odor nur einen Schlitten eine magnetische Kraft ausübender (Permanent)Magnet als Haltemagnet am Chassis angeordnet ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Haltemagneten (21/ erzeugte Kraft größer als die durch die Schwerkraft auf den jeweils unteren Schlitten (1;, 12; üblicherweise Gegrnschlitten 12) einwirkende Gewichtskraft ist.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Schlitten (11, 12) auf vjegen über liegenden Seiten lagernden Rollen (15a, 15b) von einem Chassis (10) gelagert sind, welches eine freie gegenläufige Ver^a.zhiebebewegung der Schlitten (11, 12) ermöglicht.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen im Chassis über Wälzlager oder Spitzenlager (16) leichtgängig gelagert sind.

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   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig an den einander zugewandten Flächen der beiden Schlitten {11, 12) die Rollen (15a, 15b) von außen umschlingende Bänder oder Schnüre (19a, 19b) angeordnet sind.

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Schlitten ein Sensorkopf befestigt ist.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorkopf ein Prisma (13) ist.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Normalposition obere Schlitten als Meßschlitten (11) vorne das Prisma (13) lagert, welches eine zur Anlage an ein menschliches Auge geeignete vordere flache Fläche (13a) aufweist und daß angrenzend zum mit dem Schlitten (11) verschieblich gelagerten Prisma (13) ein stationärer Lichtleiter (14) vorgesehen ist zur Aufleitung einer vorgegebenen Lichtmenge auf das Prisma (13) und zur Abnahme einer vorgegebenen, durch Refelxion veränderten Lichtmenge vom Prisma.

   13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Refelxionseigenschaften des Prisma (13) eine durch die Abplattung des Augapfels bei einwirkendem Druck über dem Meßschlitten (11) hervorgerufene Veränderung (Reduzierung) erfahren, die von einem lichtempfindlichen Element (Fotodiode) erfaßt und bei Erreichen eines vorgegebenen Abplattungsdurchmessers zur Signalgabe ausgenutzt wird, zur Ermöglichung der Korrelierung des in diesem Moment auf das Auge ausgeübten Drucks und des herrschenden Augeninnendurcks.

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   14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Kraft ein auf einen der Schlitten (11, 12) wirkendes elektromagnetisches Antriebssystem vorgesehen ist.

   15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der vom Meßschlitten (11) über das Prisma (13) ausgeübten Kraft (und zu dessen mechanischer Verschiebung) das elektromagnetische Antriebssystem auf den Meßschlitten einwirkt.

   16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Antriebssystem aus einem Permanentmagneten als Antriebsmagenten (21) und einer Tauchspule (23) besteht, wobei der durch die Tauchspule fließende Strom ein Maß für die vom Meßschlitten (11) auf das Auge ausgebüte Kraft ist.

   17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmagnet (21) an einem der Schlitten (Meßschlitten 11; Gegenschlitten 12) und die Tauchspule (23) stationär am Chassis (10) angeordnet sind.

   18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arretierung vorgesehen ist, die im Ruhezustand durch mechanischen Eingriff eine Verschiebung der beiden Schütten &Idigr;11, 12) gegeneinander verhindert.

   19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung von einem elektromagnetischen Relais (24) gebildet ist, dessen Anker als beidseitig

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   wirkender Schwenkhebel (25) mittig gelagert ist und im Ruhezustand über eine einwirkende Federvorspannung mechanisch kraftschlüssig und/oder formschlüssig an beiden Schlitten (oberer Meßschlitten 11; unterer Gegenschlitten 12) anliegt und im betriebsbereiten Zustand durch das Anziehen des Relaisankers/Schwenkhebels (25) außer Eingriff zu den Schlitten (11, 12) geschaltet ist.

   20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzsystem (32) vorgesehen ist, welches zur Kalibrierung der durch das Antriebssystem erzeugten magnetischen Krafteinwirkung eine konstante vorbekannte Kraft auf einen der Schlitten zur Einwirkung bringt.