WO2013117509A2 - Sonotrode for introducing ultrasonic energy - Google Patents

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WO2013117509A2
WO2013117509A2 PCT/EP2013/052118 EP2013052118W WO2013117509A2 WO 2013117509 A2 WO2013117509 A2 WO 2013117509A2 EP 2013052118 W EP2013052118 W EP 2013052118W WO 2013117509 A2 WO2013117509 A2 WO 2013117509A2
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WO
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sonotrode
axis
sleeve
transverse element
vibration
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PCT/EP2013/052118
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German (de)
French (fr)
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WO2013117509A3 (en
Inventor
Dominik Eggert
Falko Schlottig
Marco Stoffel
Uwe Werner
Original Assignee
Nexilis Ag C/O Bdo Ag
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Publication date
Application filed by Nexilis Ag C/O Bdo Ag filed Critical Nexilis Ag C/O Bdo Ag
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Publication of WO2013117509A3 publication Critical patent/WO2013117509A3/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency

Definitions

  • the present invention relates to sonotrodes for the introduction of ultrasonic energy in particular in porous recesses, sonotrodes tools with such sonotrodes and uses of such devices.
  • Ultrasound is increasingly being used to produce connections between workpieces by introducing material liquefying under the influence of ultrasound into a connection point, liquefying it under ultrasound, and then establishing a positive and / or material connection between two workpieces.
  • EP 1 530 953 a deflection of the ultrasound in the field of application, as far as can be said in these cases at all by an actual targeted diversion of ultrasound ensured by a sonotrode is coupled to a device generating the ultrasound, which has a hook-like shape, with which then adapted to the tight space conditions, specifically the vibration energy can be carried over the top of this hook-like device to the desired location.
  • Such devices have the disadvantage that the curved, the bending vibration passing intermediate elements are complex, and in particular heavily loaded elements are also susceptible to wear, and also need a lot of space.
  • a construction based on the same principle is known from WO 2007/101362, but here no really ring-shaped intermediate bending vibration element is used, but only a curved bending vibration element designed in the form of a pitch circle.
  • a coupling unit for transmitting high-frequency mechanical vibrations from a vibration generator to a tool.
  • This comprises an input part and an output part, which are connected to each other via two equal mutually offset vibrating beams.
  • These can be the Have a shape of quarter-circle to provide the output movement in a direction which encloses with the direction of the input movement of an angle of 90 degrees.
  • the vibrating beam is deliberately placed in a pure tilting movement, which then also leads to a rocking vibration at the output part, respectively to bending vibrations in this.
  • a sonotrode for connection to an ultrasonic vibrator with a along a first axis extending terminal portion which is attached to a first end of the vibrator or connected thereto, wherein the connecting portion by the ultrasonic vibrator substantially exclusively is placed in a vibration along the first axis.
  • a sonotrode for connection to an ultrasonic vibration generator.
  • the sonotrode has a connection section extending along a first axis, which is attached to or connected to a first end of the vibration transmitter.
  • the connection section is offset by the ultrasonic vibration generator substantially exclusively in a vibration along the first axis.
  • this connection section is not part of the sonotrode, that is, the component to deflection, but part of the vibration generator.
  • Such a sonotrode is now particularly preferably characterized in that a transverse element extending along a second axis is arranged in the region of its proximal end at the distal end of the connection section opposite the first end at a proximal attachment point.
  • This preferably designed as a single cross bar, cross member is intended, as a result of selected geometry, etc, selectively absorb the vibration energy so that it is transmitted to the cuff described below so that in turn only one vibration along the axis of this cuff is present in the cuff, ie that the cuff substantially free of bending vibrations is stimulated and does not perform any weighing or tilting movements.
  • the actual ultrasonic vibration in this cross element is very difficult to predict and measure. Without being bound by the scientific explanation that has now been given, it seems as if such an optimal transfer occurs on the basis of two mechanisms, the two mechanisms depending on the geometric interpretation may occur alone or in combination.
  • a first mechanism seems to be that the transverse element is displaced substantially only by the vibrator into a longitudinal ultrasonic vibration (longitudinal vibration at a natural frequency of the transverse element), i. additional bending vibrations are preferably substantially completely avoided.
  • the longitudinal ultrasonic vibration in the transverse element seems to be transferred to the cuff to a certain extent in a node of the longitudinal vibration, that is to say the cuff and the proximal attachment point are to be arranged at such a node.
  • a second mechanism seems to be that the transverse element is placed in a bending vibration, the end points of the transverse element forming nodes or maxima / minima and the location of the coupling at the point of attachment at a first maximum of the oscillation amplitude is arranged and the attachment point of the cuff at a second maximum (in absolute terms, ie it can also be a minimum) is connected.
  • proximal attachment point of the excitation and the distal attachment point of the cuff are arranged offset from one another by an integer fraction of the wavelength of the respective natural vibration in the transverse element from the end points.
  • this offset is in each case a multiple of ⁇ / 2, in the case of bending vibrations a multiple of ⁇ / 4.
  • the cuff is in particular also only in longitudinal ultrasonic vibrations, that is bending vibrations should, in particular with regard to the specific method mentioned below, account for the smallest possible proportion.
  • the proportion of vibrations that are non-axial (ie, flexural vibrations in the cuff) should preferably be no more than 20%, preferably not more than 15%, and more preferably no more than 10% or 5% of the total ultrasonic vibratory energy.
  • the majority of the vibrational energy ie more than 80%, preferably more than 85%, more preferably more than 90% -95% and most preferably at least 98% of the ultrasonic energy in the cuff, in particular at the top of the cuff, in the case a hollow cylindrical configuration of the same at the peripheral edge, ie at the tip of the respective sleeve in the region of the front opening, abuts as an axial vibration.
  • the second axis is arranged substantially perpendicular to the first axis
  • the third axis is arranged substantially perpendicular to the second axis and preferably at the same time also substantially parallel to the first axis.
  • typically connecting portion, cross member and sleeve lie in a plane.
  • the collar extends to the side of the transverse element opposite the connection section, that is to say from the transverse element the connection section branches off in the region of the proximal end to one side and the collar in the region of the distal end to the opposite side.
  • the proximal point of attachment of the proximal end of the cross member preferably masses added to form a proximal supernatant by a first distance d ⁇ .
  • the proximal attachment point is offset from the distal attachment point by a second distance d 2
  • the distal attachment point is offset from the distal end by a third distance d 3 to form a distal protrusion.
  • the total length of the transverse element corresponds to an integral multiple of half the wavelength ⁇ / 2 of an axial ultrasound (intrinsic) oscillation of the transverse element and the third distance d 3 to an integer multiple of this half wavelength ⁇ / 2.
  • the total length of the transverse element corresponds to an integer or half-integer multiple of the wavelength of an ultrasonic bending vibration of the transverse element and the third distance d 3 to an integral multiple of the quarter wavelength ⁇ / 4 , in particular an odd integer multiple of the quarter wavelength ⁇ / 4.
  • it is then not transmitted via a node of the bending vibration, but over the point of maximum deflection to the cuff.
  • the length of the section di and / or that of the section d 3 is selected such that the total length of the transverse element is an integer multiple of the section. Or in other words, the length of the portion d] and / or that of the portion d 3 is selected so that they 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7, 1/8, 1 / 9, 1/10, ... the total length of the cross element.
  • the length of the section d ⁇ and that of the section d 3 can be chosen the same, but they can also assume different values.
  • the first distance d ⁇ is also designed so that it an integer multiple of half the wavelength ( ⁇ / 2), in the case of longitudinal vibrations, respectively, an integer multiple of the quarter wavelength ( ⁇ / 4) in the case of bending vibrations, corresponds, preferably half a wavelength in the case of the longitudinal vibrations and a quarter wavelength in the case of bending vibrations.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the second Distance d 2 corresponds to an integer multiple of half the wavelength ⁇ / 2, preferably twice, three times, or four times the half wavelength ⁇ / 2.
  • the sleeve and / or the cross member may be formed as a circular cylinder with a circular cylindrical outer surface.
  • the sleeve has a central axial cylindrical recess which is open to the free end to form a front opening.
  • the recess may be a through hole with a constant inner diameter, which is preferably additionally accessible at the location of the crossing region between the cross member and sleeves via a rear opening.
  • the through hole may, where it passes through the cross member, also specifically have a smaller diameter than in the region of the sleeve.
  • Such a configuration has the advantage that a guide pin which is inserted into the sleeve (see description of the method below), can only be inserted up to a stop position, but that the guide pin then also by introducing, for example, an auxiliary pin through the back In this way, the smaller diameter opening through the cross member can be ejected from the collars. It may also be advantageous if the through-bore has a larger diameter in the rear, that is preferably in the transverse element facing and through this normally passing region than in the region of the distal opening of the sleeve. In this case, a guide pin can be used with a correspondingly stepped diameter, which is adapted to this stepped opening. This ensures that the guide pin, when the sleeves are pulled out of the machining opening again, does not get stuck in the machining opening, but can be safely pulled out again.
  • a further particularly preferred embodiment is thus characterized in that the sleeve has a central axial cylindrical recess which is open to the free end to form a front opening.
  • the sleeve is designed as a hollow cylinder, but it can also be designed as a solid cylinder.
  • a sonotrode can be used in a method as described in WO 2009/141252. If the collar is formed as a solid cylinder, it takes over the function of the guide pin in the method according to WO 2009/141252, the sleeve is formed as a hollow cylinder, and this is the preferred variant, it is used as a cuff in the sense of the method according to WO 2009/141252.
  • the cylindrical interior formed therewith preferably has a constant cross-sectional area over the length.
  • the peripheral edge of the sleeve formed in the region of the front opening is preferably formed tapered, as is apparent from the above-mentioned international publication and the method described therein, in order to ensure an optimal lateral displacement of the liquefiable material in the porous wall structure of the recess ,
  • a further preferred embodiment of the proposed sonotrode is characterized in that both the connection region and the sleeve, and preferably also the transverse element, are designed as tubular hollow cylinders which converge at respective points of intersection at the points of contact or are connected to one another, preferably through the sleeve accessible from both sides through hole is present.
  • the connecting portion, the cross member and the collar are normally, as already explained above, arranged in a common plane, and in the cross member are excited when excited via the connecting portion substantially exclusively along the second axis extending longitudinal vibrations, and in the cuff substantially longitudinal oscillations extending exclusively along the third axis, whereby material thickenings and / or material recesses are preferably formed at the attachment points in order to ensure this oscillation behavior at the sonotrode, in particular in the respective crossing regions.
  • Such a sonotrode is preferably made of a metallic material, preferably selected from the group consisting of: aluminum, iron, titanium, steel and these mainly containing or consisting of these alloys, preferably the sonotrode is formed integrally and machined from a single block of work or preferably wherein the sonotrode is formed from elements screwed or shrunk into one another by screwing together the connection section and / or the crossing regions and / or the sleeve.
  • the sleeve may have a length in the range of 5-50 mm, preferably in the range of 10-25 mm, and a diameter in the range of 2-15 mm, preferably in the range of 2.5-10 mm, in particular preferably in Range of 2.5-7 mm.
  • connection section may further be provided an interface for attachment to the ultrasonic vibrator, preferably in the form of a positive and / or non-positive coupling region, particularly preferably in the form of a thread, a flange, a groove or a bayonet closure.
  • the sonotrode is free of welds, as they can adversely affect the vibration behavior.
  • coatings can be used, in particular coatings which are e.g. the sliding properties, the hygiene properties, and / or the vibration transmission properties influence. Possible, for example, especially in the field of cuffs, coatings made of plastic such as PTFE.
  • the present invention relates to a sonotrode tool with an ultrasonic vibrator and a sonotrode as described above, wherein preferably the vibration generator comprises a trained as a handle converter and a booster, wherein the sonotrode is attached to the booster or formed integrally therewith.
  • a tool may preferably be characterized in that it is designed as a hand tool for the medical field, in particular for the implant area, in particular for the dental area.
  • a corresponding tool typically also has an electrical connection and a controller with which the applied vibration can be adjusted.
  • vibrations are applied in the range of 20-120 kHz, preferably in the range of 30-80 kHz, more preferably in the range of 50-80 kHz.
  • the present invention relates to the use of such a sonotrode or sonotrode tool for amelioration of a recess, namely in the context of a method, as described in detail in WO 2009/141252, for example. It may be a medical procedure or a non-medical procedure. With regard to the procedure, the The disclosure content of WO 2009/141252 is expressly included in this disclosure content.
  • the present invention also relates to the use of a sonotrode as described above or a sonotrode tool as described above for amelioration of a recess (entirely in the sense of the above-mentioned WO 2009/141252 and the method described therein), in particular a recess in a porous, holey and through the recess exposed voids having material.
  • the cylindrical cuff is used with a cylindrical outer surface with an outer diameter and a central recess for receiving a guide pin, wherein the guide pin is intended to be introduced before the application of mechanical energy substantially to the bottom of the recess the guide pin is enclosed in the region of its end facing the bottom of the recess by an amelioration sleeve of a material which can be liquefied with mechanical energy, the cylindrical outer surface of the amelioration sleeve having substantially the same outside diameter as the sleeve, and the guide pin being displaceable in the central recess is added that the cuff upon application of mechanical energy relative to the guide pin towards the bottom of the recess with liquefaction and lateral and / or longitudinal displacement of the material of Amelio rationshülse can be moved.
  • 1 is a side view of a sonotrode tool, in which the
  • Fig. 2 is a side view of a sonotrode tool, in which the
  • Fig. 3 is a side view of a sonotrode tool, in which the
  • a method for ameliorating recesses in porous materials is known, for example, from WO 2009/141252.
  • a substantially cylindrical sleeve made of a material which liquefies under ultrasound is used, as it were, to fill the porosity of the wall regions of the recess with this material in a liquefying manner under the action of ultrasound.
  • a guide pin which is guided in a provided with a corresponding axial recess cuff, is inserted into an already provided hole as a guide element, and then the sliding mounted thereon cuff is pushed down in the direction of the bottom of the recess.
  • a hollow cylinder made of a liquefiable material is provided in the tip region, and this is outwardly through the sleeve, which has an outer circumference, which corresponds substantially to the inner diameter of the bore to be ameliorated by the downwardly displacing and simultaneous liquefaction of this material sleeve displaced into the porosity and filled accordingly cavities in the material.
  • FIG. 1 shows a sonotrode tool 1 in a lateral representation.
  • the converter 2 which is usually formed simultaneously as a handle for such a tool is not shown, but only indicated schematically.
  • the converter is used to generate along the course axis of the converter resp. following booster 3 extending ultrasonic vibrations, as indicated schematically by the arrow 9.
  • the booster 3 typically has at its end a coupling point for fastening a connection section 4 of the actual sonotrode 18 described below.
  • This interface can, as already stated above, be formed as a thread or the like, whereby care must be taken with these fastening mechanisms in that the transmission of the ultrasound is not impaired or as little as possible by the mechanism used.
  • connection section 4 adjoins the booster with the connection end 21.
  • distal end 22 follows on the connection section 4, a rod-shaped cross member 6, which is along a direction perpendicular to the axis 17 of the converter 2, respectively. the vibration course 9 extending axis 20 extends.
  • a sleeve 5 is arranged, which is also formed rod-shaped.
  • the transverse element 6 is not connected to the connection section 4 at its outermost proximal end 23, but instead is somewhat offset therefrom, specifically at a proximal connection point 15, so that a proximal projection 25 is formed.
  • the cuff 5 is also arranged slightly offset inwardly from the distal end 24, so that a distal projection 26 is formed.
  • Connection section 4 and sleeve 5 extend with their axes 17 respectively. 8 substantially parallel to each other, and the three axes 17, 20 and 8 are arranged substantially in a plane.
  • the sizing is typically made so that the offset between the proximal end 23 and proximal attachment point 14, in the figure represented as di, is a multiple of half the wavelength ⁇ / 2 of a characteristic ultrasonic vibration in the cross member 6 along the axis 20.
  • the same device also works for the second case of the appropriate vibrations, that is, for the bending vibration in which case the entire length of the transverse element 6 constitutes exactly one integer or half-integer wavelength of the corresponding fundamental natural vibration, and the offset between the proximal end 23 and Proximal Anlmüpfungstician 14, which is shown in the figure as di, is then an integer odd multiple of the quarter wavelength ⁇ / 4.
  • the offset of distal end 24 to distal cuff attachment point 15 is selected at a distance d 3 which is again an integer multiple of one half of that characteristic wavelength ⁇ / 2 for the case of exclusive longitudinal vibration in the cross element and ⁇ / 4 for the case of FIG suitable bending vibration in the transverse element, respectively odd multiples thereof, corresponds.
  • the offset d 2 is selected as an integer multiple of this half wavelength ⁇ / 2.
  • the masses d ls d 2 and d 3 are all selected as integer multiples of the size ⁇ / 2 and ⁇ / 4, respectively, where d 2 is always ⁇ / 2.
  • the longitudinal oscillation 9 is to a certain extent registered optimally at a node point in the transverse element 6 and is optimally converted into a longitudinal oscillation, as represented schematically by the arrow 10.
  • this also means that the distal connection point 15 is also arranged at such a node and accordingly also an optimal conversion resp.
  • Transmission of the ultrasonic vibration in the sleeve 5 is carried out, so that the ultrasonic vibration in this sleeve 5 then again only axially, ie along the axis 8 or as shown schematically by the arrow 11.
  • the two connection points 14 and 15 lie exactly on the maxima or minima of the corresponding natural vibration.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a situation in which di and d 3 correspond exactly to ⁇ / 2 for the longitudinal oscillations, and d 2 corresponds to ⁇ .
  • the total length of the cross member in such a case is equal to the wavelength.
  • the offset d 2 as 1.5 times the size ⁇ / 2 to design. Even larger multiples are possible, namely a fourfold or fivefold of the size ⁇ / 2.
  • Relevant is usually the wavelength ⁇ of a corresponding natural vibration, as it rests in the rod, this is calculated, based on the total length of the transverse element 6 (ie, d + d 2 plus d 3 ) also as an integer multiple of ⁇ / 2.
  • d + d 2 plus d 3 an integer multiple of ⁇ / 2.
  • the sleeve 5 is formed as a hollow cylinder.
  • FIGS. 3 and 4 each having a geometry analogous to FIG. 1 in FIG. 3 and analogous to FIG. 2 in FIG. 4.
  • the sleeve 5 is designed as a hollow cylinder which has a cylindrical recess 27 and is formed open only at the distal end.
  • a tapered, stepped or straight, edge 19 is arranged to ensure optimum lateral displacement of liquefiable material.
  • a guide pin 7, for implementing a method according to WO 2009/141252 can now be inserted and used as a guide element in the amelioration process.

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Abstract

The invention relates to a sonotrode (18) for connecting to an ultrasonic vibration transducer (2, 3) having a connection section (4), which extends along a first axis (17) and is fastened or connected to the vibration transducer (2, 3) by means of a first end (21), the connection section (4) being made to vibrate almost exclusively along the first axis (17) by the ultrasonic vibration transducer (2, 3), in particular for use in the medical technology field. The sonotrode is characterized in that, at the distal end of the connection section (4), a transverse element (6) extending along a second axis (20) is arranged in the vicinity of the proximal end (23) of the transverse element, and a sleeve (5) extending along a third axis (8) for introducing ultrasonic vibrations into a processing area is arranged on said transverse element (6) at an offset along the second axis (2). The second axis (20) is arranged substantially perpendicular to the first axis (17), the third axis (8) is arranged substantially perpendicular to the second axis (20) and substantially parallel to the first axis (17), and the sleeve (5) extends to the side of the transverse element (6) opposite the connection section (4). The proximal junction point (14) is now offset from the proximal end (23) of the transverse element (6) such as to form a proximal projection (25), the proximal junction point (14) is offset from the distal junction point by a distance (d2), the distal junction point (15) is offset from the distal end (24) by a distance (d3) such as to form a distal projection (26), the total length of the transverse element (6) corresponds to an integer multiple of half the wavelength (λ/2) of an axial ultrasonic natural vibration of the transverse element (6) and/or an integer multiple of half the wavelength (λ/2) of an ultrasonic bending natural vibration of the transverse element (6), and the third distance (d3) corresponds to an integer multiple of half the wavelength (λ/2) of the axial ultrasonic natural vibration or a quarter of the wavelength (λ/4) of the ultrasonic bending natural vibration.

Description

TITEL  TITLE
Sonotrode für die Einbringung von Ultraschall-Energie  Sonotrode for the introduction of ultrasound energy
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft Sonotroden für die Einbringung von Ultraschall-Energie insbesondere in poröse Ausnehmungen, Sonotrodenwerkzeuge mit derartigen Sonotroden sowie Verwendungen von solchen Vorrichtungen. The present invention relates to sonotrodes for the introduction of ultrasonic energy in particular in porous recesses, sonotrodes tools with such sonotrodes and uses of such devices.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Ultraschall wird in zunehmendem Masse dazu eingesetzt, Verbindungen zwischen Werkstücken herzustellen, indem sich unter Ultraschalleinwirkung verflüssigendes Material in eine Verbindungsstelle eingetragen wird, diese unter Ultraschall verflüssigt wird, und anschliessend eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei Werkstücken etabliert. Ultrasound is increasingly being used to produce connections between workpieces by introducing material liquefying under the influence of ultrasound into a connection point, liquefying it under ultrasound, and then establishing a positive and / or material connection between two workpieces.
Damit die Verflüssigung möglichst effizient, d.h. unter Verwendung von möglichst wenig Schwingungsenergie, und möglichst lokalisiert stattfindet, ist es nötig, Vorrichtungen bereit zu stellen, die es ermöglichen, die Ultraschallschwingungen mit einer für den entsprechenden Anwendungsfall optimalen Orientierung der Ultraschallschwingung einzubringen. Zudem ist es wichtig, auch den häufig schwierigen Platzbedingungen bei der Einbringungsstelle gerecht zu werden, indem eine Umlenkung der Schwingungen realisiert wird. In order for the liquefaction to be as efficient as possible, i. using as little vibration energy as possible and localized as possible, it is necessary to provide devices which make it possible to introduce the ultrasonic vibrations with an optimum orientation of the ultrasonic vibration for the corresponding application. In addition, it is important to meet the often difficult space conditions at the point of introduction by a deflection of the vibrations is realized.
Entsprechend gibt es, aus dem medizinischen wie auch aus dem nicht-medizinischen Bereich, eine Vielzahl von speziellen Vorrichtungen, so genannten Sonotrodenwerkzeugen, welche die Einbringung von Ultraschall ermöglichen.  Accordingly, there are, from the medical as well as the non-medical field, a variety of special devices, so-called sonotrode tools that allow the introduction of ultrasound.
Dabei wird, wie beispielsweise aus der US 5,100,321, der US 2003/0157458, der EP 0 535 542 oder der US 5,899,693 resp. der EP 1 530 953 eine Umlenkung des Ultraschalls in den Anwendungsbereich, soweit in diesen Fällen überhaupt von einer tatsächlichen gezielten Umlenkung des Ultraschalls gesprochen werden kann, gewährleistet, indem auf ein beim Ultraschall erzeugendes Gerät eine Sonotrode angekoppelt wird, welche eine hakenartige Gestalt hat, mit welcher dann, den engen Platzverhältnissen angepasst, ganz gezielt die Schwingungsenergie über die Spitze dieser hakenartigen Vorrichtung an den gewünschten Ort getragen werden kann. Problematisch an derartigen Vorrichtungen ist es, dass die Umlenkung von Ultraschallschwingungen eine komplexe Angelegenheit ist, und entsprechend können derartige Vorrichtungen, wenn beispielsweise an der Ankopplungsstelle eine Ultraschallschwingung in axialer Richtung angelegt wird, nicht sicherstellen, dass auch an der unter einem Winkel zu dieser Ankopplungsstelle stehenden Spitze der Sonotrode eine ebenfalls nur entlang der Achse der Spitze verlaufende Ultraschallschwingung anliegt. Somit entstehen an der Spitze unter anderem auch laterale Schwingungen, die wiederum, beispielsweise insbesondere im medizinischen Bereich, äusserst ungewünscht sind, weil sie einerseits bei der Bearbeitung beim Patienten zu unangenehmen Schmerzen führen können, sondern auch weil sie das umliegende Gewebe gegebenenfalls nachhaltig schädigen können. Zudem ergibt sich dadurch ein ineffizienter Energieeintrag und also eine ungewünschte Verlängerung der Behandlungszeit. It is, as for example from US 5,100,321, US 2003/0157458, EP 0 535 542 or US 5,899,693 respectively. EP 1 530 953, a deflection of the ultrasound in the field of application, as far as can be said in these cases at all by an actual targeted diversion of ultrasound ensured by a sonotrode is coupled to a device generating the ultrasound, which has a hook-like shape, with which then adapted to the tight space conditions, specifically the vibration energy can be carried over the top of this hook-like device to the desired location. The problem with such devices is that the deflection of ultrasonic vibrations is a complex matter, and Accordingly, such devices, for example, if an ultrasonic vibration is applied in the axial direction, for example, at the coupling point, not ensure that abuts also at the projecting at an angle to this coupling point tip of the sonotrode also extending only along the axis of the tip ultrasonic vibration. Thus, lateral vibrations, which in turn, for example, especially in the medical field, are extremely undesirable, because they can lead to unpleasant pain when working on the patient, but also because they can possibly permanently damage the surrounding tissue at the top. In addition, this results in an inefficient energy input and thus an undesirable extension of the treatment time.
Es gibt auf der anderen Seite Vorrichtungen, die ganz gezielt zum Zweck haben, Ultraschallschwingungen umzulenken. Dies geschieht dann über Biegeschwingungen von entsprechend spezifisch ausgebildeten Sonotroden, mit anderen Worten wird eine axiale Schwingung, die am Fuss respektive entlang der Befestigungsachse der Sonotrode angelegt wird, umgewandelt in eine Biegeschwingung in einem normalerweise zu diesem Zweck spezifisch gekrümmten Zwischenelement der Sonotrode, und dann am Ende der Sonotrode dieses eine Biegeschwingung ausführenden Kupplungselementes in eine Spitze überführt, welche geometrisch so angeordnet ist, dass an der Spitze gezielt eine axiale Ultraschallschwingung in diesem Spitzenelement anliegt. Vorrichtungen dieser Art, die dann üblicherweise ring- oder kreisförmige, die Biegeschwingung übernehmende Zwischenelemente aufweisen, sind beispielsweise aus der EP 0 594 541, der WO 2005/009256, der US 2010/0130867, oder aus der DE 20113692 bekannt.  On the other hand, there are devices that are specifically designed to divert ultrasonic vibrations. This is then done via bending vibrations of correspondingly trained sonotrodes, in other words, an axial vibration, which is applied to the foot or along the mounting axis of the sonotrode, converted into a bending vibration in a normally specifically curved for this purpose intermediate element of the sonotrode, and then on Transposed end of the sonotrode this one bending vibration exporting coupling element in a tip, which is geometrically arranged so that at the tip targeted an axial ultrasonic vibration in this tip element. Devices of this type, which then usually have ring-shaped or circular intermediate elements which take over the flexural vibration, are known, for example, from EP 0 594 541, WO 2005/009256, US 2010/0130867, or from DE 20113692.
Solche Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass die gekrümmten, die Biegeschwingung durchführenden Zwischenelemente komplexe, und insbesondere stark belastete Elemente sind, entsprechend auch abnützungsanfällig sind, und die zudem viel Platz benötigen. Eine auf dem gleichen Prinzip beruhende Konstruktion ist aus der WO 2007/101362 bekannt, hier wird aber kein wirklich ringförmiges Biegeschwingungszwischenelement eingesetzt, sondern nur ein in Form eines Teilkreises ausgebildetes gekrümmtes Biegeschwingelement. Such devices have the disadvantage that the curved, the bending vibration passing intermediate elements are complex, and in particular heavily loaded elements are also susceptible to wear, and also need a lot of space. A construction based on the same principle is known from WO 2007/101362, but here no really ring-shaped intermediate bending vibration element is used, but only a curved bending vibration element designed in the form of a pitch circle.
Aus der DE 10 2007 016353 beschreibt eine Koppeleinheit zum Übertragen hochfrequenter mechanischer Schwingungen von einem Schwingungsgenerator auf ein Werkzeug. Diese umfasst ein Eingangsteil sowie ein Ausgangsteil, die über zwei gleiche gegeneinander versetzte Schwingbalken miteinander verbunden sind. Diese können die Form von Viertelkreisen aufweisen, um die Ausgangsbewegung in einer Richtung bereitzustellen, die mit der Richtung der Eingangsbewegung einen Winkel von 90 Grad einschliesst. Der Schwingbalken wird dabei gezielt in eine reine Kippbewegung versetzt, was dann auch zu einer Wiegeschwingung beim Ausgangsteil führt, respektive zu Biegeschwingungen in diesem. From DE 10 2007 016353 describes a coupling unit for transmitting high-frequency mechanical vibrations from a vibration generator to a tool. This comprises an input part and an output part, which are connected to each other via two equal mutually offset vibrating beams. These can be the Have a shape of quarter-circle to provide the output movement in a direction which encloses with the direction of the input movement of an angle of 90 degrees. The vibrating beam is deliberately placed in a pure tilting movement, which then also leads to a rocking vibration at the output part, respectively to bending vibrations in this.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG PRESENTATION OF THE INVENTION
Es ist entsprechend Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sonotrode vorzuschlagen, insbesondere eine, welche in der Lage ist, ganz gezielt eine Umlenkung von entlang nur einer Achse oszillierenden Ultraschall-Schwingungen auf kleinem Raum um einen bestimmten Winkel umzulenken, d.h. so dass wiederum entlang der zweiten Achse im Wesentlichen nur entlang dieser zweiten Achse oszillierende Ultraschall- Schwingungen resultieren. It is accordingly an object of the present invention to propose an improved sonotrode, in particular one which is able to specifically redirect a deflection of oscillating oscillations along only one axis in a small space by a certain angle, i. so that in turn oscillating ultrasonic vibrations result essentially along this second axis along the second axis only.
Konkret geht es darum, eine Sonotrode zum Anschluss an einen Ultraschall- Schwingungsgeber vorzuschlagen mit einem sich entlang einer ersten Achse erstreckenden Anschlussabschnitt, der mit einem ersten Ende am Schwingungsgeber befestigt oder mit diesem verbunden ist, wobei der Anschlussabschnitt durch den Ultraschall- Schwingungsgeber im Wesentlichen ausschließlich in eine Schwingung entlang der ersten Achse versetzt wird.  Specifically, it is about to propose a sonotrode for connection to an ultrasonic vibrator with a along a first axis extending terminal portion which is attached to a first end of the vibrator or connected thereto, wherein the connecting portion by the ultrasonic vibrator substantially exclusively is placed in a vibration along the first axis.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erfüllt. The object is achieved by the features of claim 1.
Insbesondere ist eine Sonotrode, wie sie vorliegend vorgeschlagen wird, zum Anschluss an einen Ultraschall-Schwingungsgeber vorgesehen. Die Sonotrode verfügt über einen sich entlang einer ersten Achse erstreckenden Anschlussabschnitt, der mit einem ersten Ende am Schwingungsgeber befestigt oder mit diesem verbunden ist. Der Anschlussabschnitt wird durch den Ultraschall-Schwingungsgeber im Wesentlichen ausschließlich in eine Schwingung entlang der ersten Achse versetzt. Es ist aber auch möglich, dass dieser Anschlussabschnitt nicht Teil der Sonotrode, das heisst des Bauteils zu Umlenkung ist, sondern Teil des Schwingungsgebers.  In particular, a sonotrode, as proposed herein, is provided for connection to an ultrasonic vibration generator. The sonotrode has a connection section extending along a first axis, which is attached to or connected to a first end of the vibration transmitter. The connection section is offset by the ultrasonic vibration generator substantially exclusively in a vibration along the first axis. But it is also possible that this connection section is not part of the sonotrode, that is, the component to deflection, but part of the vibration generator.
Eine solche Sonotrode ist nun insbesondere bevorzugtermassen dadurch gekennzeichnet, dass am distalen, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende des Anschlussabschnittes an einem proximalen Anknüpfungspunkt ein sich entlang einer zweiten Achse erstreckendes Querelement im Bereich dessen proximalen Endes angeordnet ist. Dieses, bevorzugt als einzelner Querbalken ausgebildete, Querelement ist dazu vorgesehen, infolge der gewählten Geometrie etc, die Schwingungsenergie gezielt so aufzunehmen respektive zu übertragen, dass sie an die weiter unten beschriebene Manschette so übertragen wird, dass in der Manschette dann wiederum nur eine Schwingung entlang der Achse dieser Manschette vorliegt, d.h. dass die Manschette im Wesentlichen frei von Biegeschwingungen angeregt wird und auch keine Wiege- oder Kippbewegungen durchführt. Die tatsächliche Ultraschall-Schwingung in diesem Querelement kann nur sehr schwierig vorhergesehen und nachgemessen werden. Ohne durch die nun abgegebene wissenschaftliche Erklärung gebunden zu sein, so scheint es so, wie wenn eine solche optimale Übertragung auf Basis von zwei Mechanismen zu Stande kommt, wobei die beiden Mechanismen je nach geometrischer Auslegung allein oder in Kombination auftreten können. Such a sonotrode is now particularly preferably characterized in that a transverse element extending along a second axis is arranged in the region of its proximal end at the distal end of the connection section opposite the first end at a proximal attachment point. This, preferably designed as a single cross bar, cross member is intended, as a result of selected geometry, etc, selectively absorb the vibration energy so that it is transmitted to the cuff described below so that in turn only one vibration along the axis of this cuff is present in the cuff, ie that the cuff substantially free of bending vibrations is stimulated and does not perform any weighing or tilting movements. The actual ultrasonic vibration in this cross element is very difficult to predict and measure. Without being bound by the scientific explanation that has now been given, it seems as if such an optimal transfer occurs on the basis of two mechanisms, the two mechanisms depending on the geometric interpretation may occur alone or in combination.
Ein erster Mechanismus scheint darin zu beruhen, dass das Querelement im Wesentlichen ausschliesslich durch den Schwingungsgeber in eine Ultraschall-Schwingung in Längsrichtung (Längsschwingung in einer Eigenfrequenz des Querelements) versetzt wird, d.h. zusätzliche Biegeschwingungen werden vorzugsweise im Wesentlichen vollständig vermieden. In diesem Fall scheint die längsverlaufende Ultraschallschwingung im Querelement gewissermassen in einem Knotenpunkt der Längsschwingung auf die Manschette übertragen zu werden, das heisst die Manschette und der proximale Anknüpfungspunkt sind an einem solchen Knotenpunkt anzuordnen.  A first mechanism seems to be that the transverse element is displaced substantially only by the vibrator into a longitudinal ultrasonic vibration (longitudinal vibration at a natural frequency of the transverse element), i. additional bending vibrations are preferably substantially completely avoided. In this case, the longitudinal ultrasonic vibration in the transverse element seems to be transferred to the cuff to a certain extent in a node of the longitudinal vibration, that is to say the cuff and the proximal attachment point are to be arranged at such a node.
Ein zweiter Mechanismus scheint darin zu beruhen, dass das Querelement in eine Biegeschwingung versetzt wird, wobei die Endpunkte des Querelements Knotenpunkte oder Maxima/Minima bilden und der Ort der Einkopplung beim Anknüpfungspunkt bei einem ersten Maximum der Schwingungsamplitude angeordnet ist und der Befestigungspunkt der Manschette bei einem zweiten Maximum (absolut betrachtet, d.h. es kann sich jeweils auch um ein Minimum handeln) angebunden ist. A second mechanism seems to be that the transverse element is placed in a bending vibration, the end points of the transverse element forming nodes or maxima / minima and the location of the coupling at the point of attachment at a first maximum of the oscillation amplitude is arranged and the attachment point of the cuff at a second maximum (in absolute terms, ie it can also be a minimum) is connected.
Bei beiden Mechanismen ist gemeinsam, dass der proximale Anknüpfungspunkt der Anregung und der distale Anknüpfungspunkt der Manschette um einen ganzzahligen Bruchteil der Wellenlänge der jeweiligen Eigenschwingung im Querelement von den Endpunkten versetzt angeordnet sind respektive unter einander versetzt angeordnet sind. Beim Fall der Längsschwingungen ist dieser Versatz jeweils ein Vielfaches von λ/2, im Fall der Biegeschwingungen ein Vielfaches von λ/4.  Common to both mechanisms is that the proximal attachment point of the excitation and the distal attachment point of the cuff are arranged offset from one another by an integer fraction of the wavelength of the respective natural vibration in the transverse element from the end points. In the case of longitudinal vibrations, this offset is in each case a multiple of λ / 2, in the case of bending vibrations a multiple of λ / 4.
An diesem Querelement ist, im Bereich dessen distalen Endes, entlang der zweiten Achse zum proximalen Anknüpfungspunkt des Anschlussabschnitts versetzt, an einem distalen Anknüpfungspunkt eine sich entlang einer dritten Achse erstreckende Manschette zum Eintragen von Ultraschallschwingungen in einen Bearbeitungsbereich angeordnet. Mit anderen Worten resultiert eine gewissermassen stufenförmige Bauweise, die Manschette wird dabei insbesondere ebenfalls nur in Ultraschall-Längsschwingungen versetzt, das heisst Biegeschwingungen sollen, insbesondere im Hinblick auf die weiter unten erwähnten spezifischen Verfahren, einen möglichst geringen Anteil ausmachen. Der Anteil an Schwingungen, die nicht axial sind (d.h. Biegeschwingungen in der Manschette) sollte vorzugsweise nicht mehr als 20%, vorzugsweise nicht mehr als 15%, und insbesondere nicht mehr als 10% oder 5% der gesamten Ultraschall-Schwingungsenergie ausmachen. D.h. der Grossteil der Schwingungsenergie, d.h. mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 85%o, besonders vorzugsweise mehr als 90% -95% und ganz besonders bevorzugt wenigstens 98% der UltraschalUschwmgungsenergie in der Manschette, insbesondere an der Spitze der Manschette, im Falle einer hohlzylindrischen Ausbildung derselben an der umlaufenden Kante also an der Spitze der jeweiligen Manschette im Bereich der vorderen Öffnung, liegt als axiale Schwingung an. At this transverse element, offset in the region of the distal end, along the second axis to the proximal connection point of the connection portion, at a distal Connection point arranged along a third axis extending collar for entering ultrasonic vibrations in a processing area. In other words, results in a somewhat step-like construction, the cuff is in particular also only in longitudinal ultrasonic vibrations, that is bending vibrations should, in particular with regard to the specific method mentioned below, account for the smallest possible proportion. The proportion of vibrations that are non-axial (ie, flexural vibrations in the cuff) should preferably be no more than 20%, preferably not more than 15%, and more preferably no more than 10% or 5% of the total ultrasonic vibratory energy. That is, the majority of the vibrational energy, ie more than 80%, preferably more than 85%, more preferably more than 90% -95% and most preferably at least 98% of the ultrasonic energy in the cuff, in particular at the top of the cuff, in the case a hollow cylindrical configuration of the same at the peripheral edge, ie at the tip of the respective sleeve in the region of the front opening, abuts as an axial vibration.
Um dieses Schwingungsverhalten sicherzustellen, ist die zweite Achse im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse angeordnet, und die dritte Achse im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Achse und bevorzugtermassen gleichzeitig auch im Wesentlichen parallel zur ersten Achse angeordnet. Dies bedeutet, dass typischerweise Anschlussabschnitt, Querelement und Manschette in einer Ebene liegen. Die Manschette erstreckt sich dabei auf die dem Anschlussabschnitt gegenüberliegende Seite des Querelements, das heisst vom Querelement zweigt der Anschlussabschnitt im Bereich des proximalen Endes auf eine Seite ab und die Manschette im Bereich des distalen Endes auf die gegenüberliegende Seite.  In order to ensure this oscillation behavior, the second axis is arranged substantially perpendicular to the first axis, and the third axis is arranged substantially perpendicular to the second axis and preferably at the same time also substantially parallel to the first axis. This means that typically connecting portion, cross member and sleeve lie in a plane. In this case, the collar extends to the side of the transverse element opposite the connection section, that is to say from the transverse element the connection section branches off in the region of the proximal end to one side and the collar in the region of the distal end to the opposite side.
Erfindungsgemäss ist dabei bevorzugtermassen der proximale Anknüpfungspunkt vom proximalen Ende des Querelements unter Ausbildung eines proximalen Überstands um einen ersten Abstand d\ versetzt. Auf jeden Fall ist der proximale Anknüpfungspunkt vom distalen Anknüpfungspunkt um einen zweiten Abstand d2 versetzt, und der distale Anknüpfungspunkt ist unter Ausbildung eines distalen Überstands vom distalen Ende um einen dritten Abstand d3 versetzt. Dabei entspricht die Gesamtlänge des Querelements einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge λ/2 einer axialen Ultraschall(eigen)schwingung des Querelements und der dritte Abstand d3 einem ganzzahligen Vielfachen dieser halben Wellenlänge λ/2. So koppelt die längsverlaufende Ultraschallschwingung im Querelement gewissermassen in einem Knotenpunkt der Schwingung auf die Manschette über. Wird die Vorrichtung gezielt so ausgelegt, dass die oben genannten Biegeschwingungen anliegen, so entspricht die Gesamtlänge des Querelements einem ganzzahligen oder halbganzzahligen Vielfachen der Wellenlänge einer Ultraschall(eigen)biegeschwingung des Querelements und der dritte Abstand d3 einem ganzzahligen Vielfachen der viertel Wellenlänge λ/4, inbesondere einem ungerade ganzzahligen Vielfachen der viertel Wellenlänge λ/4. In diesem Fall wird dann gerade nicht über einen Knotenpunkt der Biegeschwingung, sondern über den Punkt der maximalen Auslenkung an die Manschette übertragen. Diese beiden Typen der Schwingungen können entweder nur allein oder auch in Kombination anliegen. Dies führt dazu, dass in der Manschette die Schwingung anschliessend optimal als Längsschwingung in der Manschette vorliegt. According to the invention is the proximal point of attachment of the proximal end of the cross member preferably masses added to form a proximal supernatant by a first distance d \. In any event, the proximal attachment point is offset from the distal attachment point by a second distance d 2 , and the distal attachment point is offset from the distal end by a third distance d 3 to form a distal protrusion. In this case, the total length of the transverse element corresponds to an integral multiple of half the wavelength λ / 2 of an axial ultrasound (intrinsic) oscillation of the transverse element and the third distance d 3 to an integer multiple of this half wavelength λ / 2. So couples the longitudinal Ultrasonic vibration in the cross element to some extent in a node of vibration on the cuff over. If the device is specifically designed so that the above-mentioned bending vibrations are present, then the total length of the transverse element corresponds to an integer or half-integer multiple of the wavelength of an ultrasonic bending vibration of the transverse element and the third distance d 3 to an integral multiple of the quarter wavelength λ / 4 , in particular an odd integer multiple of the quarter wavelength λ / 4. In this case, it is then not transmitted via a node of the bending vibration, but over the point of maximum deflection to the cuff. These two types of vibrations can be applied either alone or in combination. As a result, the vibration in the cuff is then optimally present as longitudinal vibration in the cuff.
Bezogen auf die Gesamtlänge des Querelements ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Länge des Abschnitts di und/oder jene des Abschnitts d3 so gewählt, dass die Gesamtlänge des Querelements ein ganzzahliges Vielfaches des Abschnitts ist. Oder mit anderen Worten wird die Länge des Abschnitts d] und/oder jene des Abschnitts d3 so gewählt, dass sie 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7, 1/8, 1/9, 1/10, ... der Gesamtlänge des Querelements ausmacht. So teilen sich die einzelnen Abschnitte beispielsweise wenn die Länge des Abschnitts d} und jene des Abschnitts d3 jeweils 1/4 der Gesamtlänge G des Querelements, die ja bevorzugter Massen ein ganzzahliges Vielfaches einer halben Eigenschwingungswellenlänge ist, d.h.
Figure imgf000008_0001
G, d3 = % G und d2 = G. Die Länge des Abschnitts d\ und jene des Abschnitts d3 können dabei gleich gewählt werden, sie können aber auch unterschiedliche Werte annehmen.
Based on the overall length of the transverse element, according to a further preferred embodiment, the length of the section di and / or that of the section d 3 is selected such that the total length of the transverse element is an integer multiple of the section. Or in other words, the length of the portion d] and / or that of the portion d 3 is selected so that they 1/3, 1/4, 1/5, 1/6, 1/7, 1/8, 1 / 9, 1/10, ... the total length of the cross element. For example, if the length of the section d 3 and that of the section d 3 are each 1/4 of the total length G of the transverse element, then the particular sections will be an integer multiple of a half natural oscillation wavelength, ie
Figure imgf000008_0001
G, d 3 =% G and d 2 = G. The length of the section d \ and that of the section d 3 can be chosen the same, but they can also assume different values.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist zudem der erste Abstand d\ so ausgelegt, dass er einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge (λ/2), im Fall der Längsschwingungen, respektive einem ganzzahligen Vielfachen der Viertelwellenlänge (λ/4) im Fall der Biegeschwingungen, entspricht, vorzugsweise einer halben Wellenlänge im Fall der Längsschwingungen und einer Viertelwellenlänge im Fall der Biegeschwingungen. D.h. es gibt bei dieser Bauweise sowohl einen Überstand auf der proximalen Seite als auch auf der distalen Seite. So ist auch die Einkopplung an einem Knotenpunkt (Längsschwingungen) respektive Punkt maximaler Auslenkung (Biegeschwingungen) und entsprechend optimal effizient. According to a first preferred embodiment, the first distance d \ is also designed so that it an integer multiple of half the wavelength (λ / 2), in the case of longitudinal vibrations, respectively, an integer multiple of the quarter wavelength (λ / 4) in the case of bending vibrations, corresponds, preferably half a wavelength in the case of the longitudinal vibrations and a quarter wavelength in the case of bending vibrations. This means that there is a protrusion on the proximal side as well as on the distal side in this design. So is the coupling at a node (longitudinal vibrations) or point maximum deflection (bending vibrations) and correspondingly optimally efficient.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstand d2 einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge λ/2 entspricht, vorzugsweise der doppelten, dreifachen, oder vierfachen halben Wellenlänge λ/2. A further preferred embodiment is characterized in that the second Distance d 2 corresponds to an integer multiple of half the wavelength λ / 2, preferably twice, three times, or four times the half wavelength λ / 2.
Die Manschette und/oder das Querelement können als Kreiszylinder mit einer kreiszylindrischen Außenfläche ausgebildet sein. The sleeve and / or the cross member may be formed as a circular cylinder with a circular cylindrical outer surface.
Bevorzugtermassen verfügt die Manschette über eine zentrale axiale zylindrische Ausnehmung, welche zum freien Ende unter Ausbildung einer vorderen Öffnung offen liegt. Die Ausnehmung kann dabei eine Durchgangsbohrung mit konstantem Innendurchmesser sein, welche vorzugsweise zusätzlich an der Stelle des Kreuzungsbereichs zwischen Querelement und Manschetten über eine rückseitige Öffnung zugänglich ist. Die Durchgangsbohrung kann dort, wo sie durch das Querelement hindurchläuft, auch gezielt einen geringeren Durchmesser als im Bereich der Manschette aufweisen. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein Führungsstift, der in die Manschette eingeschoben wird (vergleiche Beschreibung des Verfahrens weiter unten), nur bis zu einer Anschlagsposition eingeschoben werden kann, dass aber der Führungsstift anschliessend auch durch Einführung zum Beispiel eines Hilfsstiftes durch die rückseitige, durch das Querelement verlaufende Öffnung mit geringerem Durchmesser aus der Manschetten ausgeworfen werden kann. Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn die Durchgangsbohrung im rückseitigen, das heisst bevorzugt im dem Querelement zugewandten und durch dieses normalerweise hindurch laufenden Bereich einen grösseren Durchmesser aufweist als im Bereich der distalen Öffnung der Manschette. In diesem Fall kann ein Führungsstift mit einem korrespondierend gestuften Durchmesser eingesetzt werden, der dieser abgestuften Öffnung angepasst ist. So wird sichergestellt, dass der Führungsstift, wenn die Manschetten wieder aus der Bearbeitungsöffnung herausgezogen wird, nicht in der Bearbeitungsöffhung stecken bleibt, sondern sicher wieder herausgezogen werden kann. Preferably, the sleeve has a central axial cylindrical recess which is open to the free end to form a front opening. The recess may be a through hole with a constant inner diameter, which is preferably additionally accessible at the location of the crossing region between the cross member and sleeves via a rear opening. The through hole may, where it passes through the cross member, also specifically have a smaller diameter than in the region of the sleeve. Such a configuration has the advantage that a guide pin which is inserted into the sleeve (see description of the method below), can only be inserted up to a stop position, but that the guide pin then also by introducing, for example, an auxiliary pin through the back In this way, the smaller diameter opening through the cross member can be ejected from the collars. It may also be advantageous if the through-bore has a larger diameter in the rear, that is preferably in the transverse element facing and through this normally passing region than in the region of the distal opening of the sleeve. In this case, a guide pin can be used with a correspondingly stepped diameter, which is adapted to this stepped opening. This ensures that the guide pin, when the sleeves are pulled out of the machining opening again, does not get stuck in the machining opening, but can be safely pulled out again.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform ist also dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette eine zentrale axiale zylindrische Ausnehmung aufweist, welche zum freien Ende unter Ausbildung einer vorderen Öffnung offen liegt. Mit anderen Worten ist die Manschette als Hohlzylinder ausgebildet, sie kann aber auch als Vollzylinder ausgebildet sein. So kann eine derartige Sonotrode beispielsweise in einem Verfahren eingesetzt werden, wie es in der WO 2009/141252 beschrieben ist. Wird die Manschette als Vollzylinder ausgebildet, so übernimmt sie die Funktion des Führungsstiftes im Verfahren gemäß der WO 2009/141252, wird die Manschette als Hohlzylinder ausgebildet, und dies ist die bevorzugte Variante, so wird sie als Manschette im Sinne des Verfahrens gemäß der WO 2009/141252 eingesetzt. Ist ein Hohlzylinder ausgebildet, so verfügt der damit gebildete zylindrische Innenraum vorzugsweise über eine konstante Querschnittsfläche über die Länge. Die im Bereich der vorderen Öffnung gebildete umlaufende Kante der Manschette wird dabei vorzugsweise, wie sich aus der oben angegebenen internationalen Offenlegungsschrift und den darin geschilderten Verfahren ergibt, konisch zulaufend ausgebildet, um eine optimale seitliche Verdrängung des verflüssigbaren Materials in die poröse Wandstruktur der Ausnehmung zu gewährleisten. A further particularly preferred embodiment is thus characterized in that the sleeve has a central axial cylindrical recess which is open to the free end to form a front opening. In other words, the sleeve is designed as a hollow cylinder, but it can also be designed as a solid cylinder. For example, such a sonotrode can be used in a method as described in WO 2009/141252. If the collar is formed as a solid cylinder, it takes over the function of the guide pin in the method according to WO 2009/141252, the sleeve is formed as a hollow cylinder, and this is the preferred variant, it is used as a cuff in the sense of the method according to WO 2009/141252. If a hollow cylinder is formed, then the cylindrical interior formed therewith preferably has a constant cross-sectional area over the length. The peripheral edge of the sleeve formed in the region of the front opening is preferably formed tapered, as is apparent from the above-mentioned international publication and the method described therein, in order to ensure an optimal lateral displacement of the liquefiable material in the porous wall structure of the recess ,
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorgeschlagenen Sonotrode ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Anschlussbereich als auch die Manschette, sowie vorzugsweise auch das Querelement, als röhrenförmige Hohlzylinder ausgebildet sind, welche in jeweiligen Kreuzungsbereichen bei den Atiknüpfungspunkten zusammenlaufen respektive miteinander verbunden sind, vorzugsweise indem durch die Manschette eine von beiden Seiten zugängliche Durchgangsöffnung vorhanden ist.  A further preferred embodiment of the proposed sonotrode is characterized in that both the connection region and the sleeve, and preferably also the transverse element, are designed as tubular hollow cylinders which converge at respective points of intersection at the points of contact or are connected to one another, preferably through the sleeve accessible from both sides through hole is present.
Der Anschlussabschnitt, das Querelement und die Manschette sind dabei normalerweise, wie bereits weiter oben erläutert, in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, und im Querelement werden bei Anregung über den Anschlussabschnitt im Wesentlichen ausschliesslich entlang der zweiten Achse verlaufende Längsschwingungen angeregt, und in der Manschette im Wesentlichen ausschliesslich entlang der dritten Achse verlaufende Längsschwingungen, wobei zur Gewährleistung dieses Schwingungsverhaltens an der Sonotrode insbesondere in den jeweiligen Kreuzungsbereichen bei den Anknüpfungspunkten bevorzugtermassen Materialverdickungen und/oder Materialausnehmungen ausgebildet sind. The connecting portion, the cross member and the collar are normally, as already explained above, arranged in a common plane, and in the cross member are excited when excited via the connecting portion substantially exclusively along the second axis extending longitudinal vibrations, and in the cuff substantially longitudinal oscillations extending exclusively along the third axis, whereby material thickenings and / or material recesses are preferably formed at the attachment points in order to ensure this oscillation behavior at the sonotrode, in particular in the respective crossing regions.
Eine solche Sonotrode besteht bevorzugtermassen aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Eisen, Titan, Stahl sowie diese in der Hauptsache enthaltende oder aus diesen bestehende Legierungen, wobei vorzugsweise die Sonotrode einstückig und aus einem einzigen Werkblock bearbeitet ausgebildet ist, oder wobei vorzugsweise die Sonotrode aus ineinander geschraubten oder geschrumpften Elementen gebildet wird, indem der Anschlussabschnitt und/oder die Kreuzungsbereiche und/oder die Manschette miteinander verschraubt werden.  Such a sonotrode is preferably made of a metallic material, preferably selected from the group consisting of: aluminum, iron, titanium, steel and these mainly containing or consisting of these alloys, preferably the sonotrode is formed integrally and machined from a single block of work or preferably wherein the sonotrode is formed from elements screwed or shrunk into one another by screwing together the connection section and / or the crossing regions and / or the sleeve.
Hinsichtlich Dimensionierung hat es sich, insbesondere zur Amelioration von Bohrungen beispielsweise im Möbelbereich, oder generell bei der Verbindung von porösen Werkstoffen wie z.B. Holz, Schäumen (Metallschäume, Kunststoffschäume etc.), Verbundwerkstoffen, oder aber auch im medizinischen Bereich beispielsweise bei Bohrungen im Knochen oder porösem Gewebe, als vorteilhaft erwiesen, wenn die Manschette bestimmte Dimensionen aufweist. Die Manschette kann, je nach Anwendungsbereich, eine Länge im Bereich von 5-50 mm, vorzugsweise im Bereich von 10-25 mm aufweisen und einen Durchmesser im Bereich von 2-15 mm, vorzugsweise im Bereich von 2.5-10 mm, insbesondere vorzugsweise im Bereich von 2.5-7 mm. With regard to dimensioning it has, in particular for the amelioration of bores, for example in the furniture sector, or generally in the connection of porous materials such as wood, foams (metal foams, plastic foams, etc.), Composite materials, or in the medical field, for example, when drilling in bone or porous tissue, proved to be advantageous if the cuff has certain dimensions. Depending on the field of application, the sleeve may have a length in the range of 5-50 mm, preferably in the range of 10-25 mm, and a diameter in the range of 2-15 mm, preferably in the range of 2.5-10 mm, in particular preferably in Range of 2.5-7 mm.
Am ersten Ende des Anschlussabschnitts kann weiterhin eine Schnittstelle zur Befestigung am Ultraschall-Schwingungsgeber vorgesehen sein, vorzugsweise in Form eines formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kupplungsbereiches, insbesondere bevorzugt in Form eines Gewindes, eines Flansches, einer Nut oder eines Bajonettverschlusses. At the first end of the connection section may further be provided an interface for attachment to the ultrasonic vibrator, preferably in the form of a positive and / or non-positive coupling region, particularly preferably in the form of a thread, a flange, a groove or a bayonet closure.
Bevorzugtermassen ist die Sonotrode frei von Schweißstellen, da diese das Schwingungsverhalten negativ beeinflussen können. Wie erläutert können Beschichtungen eingesetzt werden, so insbesondere Beschichtungen, welche z.B. die Gleiteigenschaften, die Hygieneeigenschaften, und/oder die Schwingungsübertragungseigenschaften beeinflussen. Möglich sind beispielsweise, insbesondere im Bereich der Manschetten, Beschichtungen aus Kunststoff wie beispielsweise PTFE.  Preferably, the sonotrode is free of welds, as they can adversely affect the vibration behavior. As explained, coatings can be used, in particular coatings which are e.g. the sliding properties, the hygiene properties, and / or the vibration transmission properties influence. Possible, for example, especially in the field of cuffs, coatings made of plastic such as PTFE.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Sonotrodenwerkzeug mit einem Ultraschall-Schwingungsgeber und einer Sonotrode wie oben beschrieben, wobei bevorzugtermassen der Schwingungsgeber einen als Handgriff ausgebildeten Konverter umfasst sowie einen Booster, wobei die Sonotrode am Booster befestigt ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist. Ein solches Werkzeug kann bevorzugtermassen dadurch gekennzeichnet sein, dass es als Handwerkzeug für den medizinischen Bereich, insbesondere für den Implantatbereich ausgelegt ist, insbesondere für den dentalen Bereich. Ein entsprechendes Werkzeug verfügt typischerweise zudem über einen Elektroanschluss und über eine Steuerung, mit welcher die angelegte Schwingung eingestellt werden kann. Üblicherweise werden Schwingungen im Bereich von 20-120 kHz angelegt, vorzugsweise im Bereich von 30-80 kHz, insbesondere bevorzugt im Bereich von 50-80 kHz.  Furthermore, the present invention relates to a sonotrode tool with an ultrasonic vibrator and a sonotrode as described above, wherein preferably the vibration generator comprises a trained as a handle converter and a booster, wherein the sonotrode is attached to the booster or formed integrally therewith. Such a tool may preferably be characterized in that it is designed as a hand tool for the medical field, in particular for the implant area, in particular for the dental area. A corresponding tool typically also has an electrical connection and a controller with which the applied vibration can be adjusted. Usually, vibrations are applied in the range of 20-120 kHz, preferably in the range of 30-80 kHz, more preferably in the range of 50-80 kHz.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer solchen Sonotrode oder eines derartigen Sonotrodenwerkzeugs zur Amelioration einer Ausnehmung, namentlich im Rahmen eines Verfahrens, wie es beispielsweise in der WO 2009/141252 ausführlich beschrieben ist. Es kann sich dabei um ein medizinisches Verfahren handeln oder um ein nicht-medizinisches Verfahren. Hinsichtlich Verfahren sei entsprechend der Offenbarungsgehalt der WO 2009/141252 ausdrücklich in diesen Offenbarungsgehalt mit eingeschlossen. Die vorliegende Erfindung betrifft also auch die Verwendung einer Sonotrode wie oben beschrieben oder eines Sonotrodenwerkzeugs wie oben beschrieben zur Amelioration einer Ausnehmung (ganz im Sinne der oben bereits erwähnten WO 2009/141252 und des darin beschriebenen Verfahrens), insbesondere einer Ausnehmung in einem porösen, löchrigen und durch die Ausnehmung freigelegte Hohlräume aufweisenden Material. Bei dieser Verwendung wird die zylindrische Manschette mit zylindrischer Mantelfläche mit einem Aussendurchmesser und mit einer zentralen Ausnehmung zur Aufnahme eines Führungsstiftes eingesetzt, wobei der Führungsstift dazu vorgesehen ist, vor dem Anlegen von mechanischer Energie im Wesentlichen bis auf den Boden der Ausnehmung eingeführt zu sein, wobei der Führungsstift im Bereich seines dem Boden der Ausnehmung zugewandten Endes von einer Ameliorationshülse aus einem mit mechanischer Energie verflüssigbaren Material umschlossen wird, wobei die zylindrische Mantelfläche der Ameliorationshülse im Wesentlichen den gleichen Aussendurchmesser aufweist wie die Manschette, und wobei der Führungsstift in der zentralen Ausnehmung derart verschieblich aufgenommen ist, dass die Manschette bei Anlegen von mechanischer Energie relativ zum Führungsstift in Richtung zum Boden der Ausnehmung unter Verflüssigung und seitlicher und/oder longitudinaler Verdrängung des Materials der Ameliorationshülse verschoben werden kann. Furthermore, the present invention relates to the use of such a sonotrode or sonotrode tool for amelioration of a recess, namely in the context of a method, as described in detail in WO 2009/141252, for example. It may be a medical procedure or a non-medical procedure. With regard to the procedure, the The disclosure content of WO 2009/141252 is expressly included in this disclosure content. Thus, the present invention also relates to the use of a sonotrode as described above or a sonotrode tool as described above for amelioration of a recess (entirely in the sense of the above-mentioned WO 2009/141252 and the method described therein), in particular a recess in a porous, holey and through the recess exposed voids having material. In this use, the cylindrical cuff is used with a cylindrical outer surface with an outer diameter and a central recess for receiving a guide pin, wherein the guide pin is intended to be introduced before the application of mechanical energy substantially to the bottom of the recess the guide pin is enclosed in the region of its end facing the bottom of the recess by an amelioration sleeve of a material which can be liquefied with mechanical energy, the cylindrical outer surface of the amelioration sleeve having substantially the same outside diameter as the sleeve, and the guide pin being displaceable in the central recess is added that the cuff upon application of mechanical energy relative to the guide pin towards the bottom of the recess with liquefaction and lateral and / or longitudinal displacement of the material of Amelio rationshülse can be moved.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further embodiments are given in the dependent claims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: Preferred embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings, which are given by way of illustration only and are not to be construed as limiting. In the drawings show:
Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht ein Sonotrodenwerkzeug, bei welchem die  1 is a side view of a sonotrode tool, in which the
Sonotrode in der Papierebene liegt, und wobei n = 4;  Sonotrode lies in the plane of the paper, and where n = 4;
Fig. 2 in einer seitlichen Ansicht ein Sonotrodenwerkzeug, bei welchem die Fig. 2 is a side view of a sonotrode tool, in which the
Sonotrode in der Papierebene liegt, und wobei n = 5;  Sonotrode lies in the plane of the paper, and where n = 5;
Fig. 3 in einer seitlichen Ansicht ein Sonotrodenwerkzeug, bei welchem die Fig. 3 is a side view of a sonotrode tool, in which the
Sonotrode in der Papierebene liegt, wobei n = 4, und wobei der Führungsstift vorne aus der Manschette herausragt; und  Sonotrode lies in the plane of the paper, where n = 4, and wherein the guide pin protrudes from the front of the sleeve; and
Fig. 4 in einer seitlichen Ansicht ein Sonotrodenwerkzeug, bei welchem die Sonotrode in der Papierebene liegt, wobei n = 5, und wobei der Führungsstift vorne aus der Manschette und hinten aus dem Querelement herausragt. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN Fig. 4 in a side view of a sonotrode tool, in which the Sonotrode lies in the plane of the paper, where n = 5, and wherein the guide pin protrudes from the front of the sleeve and rear of the cross member. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Insbesondere für den medizinischen Bereich, namentlich für den Implantatbereich und ganz besonders für den Dentalimplantatbereich ist beispielsweise aus der WO 2009/141252 ein Verfahren zur Amelioration von Ausnehmungen in porösen Materialien bekannt. Dabei wird eine im Wesentlichen zylindrische Hülse aus einem unter Ultraschall verflüssigenden Material dazu eingesetzt, gewissermassen die Porosität der Wandungsbereiche der Ausnehmung mit diesem Material unter Einwirkung von Ultraschall verflüssigend auszufüllen. Dies geschieht so, dass ein Führungsstift, der in einer mit einer entsprechenden axialen Ausnehmung versehenden Manschette geführt ist, in eine bereits vorgesehene Bohrung als Führungselement eingeführt wird, und anschliessend die gleitend darauf gelagerte Manschette nach unten in Richtung des Bodens der Ausnehmung geschoben wird. Um den Führungsstift herum ist im Spitzenbereich ein Hohlzylinder aus einem verflüssigbaren Material vorgesehen, und dieser wird durch die Manschette, die einen Aussenumfang aufweist, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser der zu ameliorierenden Bohrung entspricht, durch das nach unten verschiebende und gleichzeitige Verflüssigen dieser Materialhülse nach aussen in die Porosität verdrängt und füllt entsprechend Hohlräume im Material aus.  In particular for the medical field, namely for the implant area and in particular for the dental implant area, a method for ameliorating recesses in porous materials is known, for example, from WO 2009/141252. In this case, a substantially cylindrical sleeve made of a material which liquefies under ultrasound is used, as it were, to fill the porosity of the wall regions of the recess with this material in a liquefying manner under the action of ultrasound. This is done so that a guide pin, which is guided in a provided with a corresponding axial recess cuff, is inserted into an already provided hole as a guide element, and then the sliding mounted thereon cuff is pushed down in the direction of the bottom of the recess. Around the guide pin, a hollow cylinder made of a liquefiable material is provided in the tip region, and this is outwardly through the sleeve, which has an outer circumference, which corresponds substantially to the inner diameter of the bore to be ameliorated by the downwardly displacing and simultaneous liquefaction of this material sleeve displaced into the porosity and filled accordingly cavities in the material.
Im Zusammenhang mit einem solchen Verfahren ist es von Vorteil, wenn nur an der Manschette, die über den Führungsstift geführt wird, eine Ultraschallschwingung anliegt, damit gewissermassen das zu verflüssigende Material jeweils immer nur dort, wo es in Kontakt mit dieser Manschette ist, verflüssigt wird. Zudem sollten an dieser Manschette laterale Ultraschallschwingungen vermieden werden, d.h. die Ultraschallschwingungen sollten als so genannte Längsschwingungen entlang der Achse dieser Manschette verlaufen. Da gerade im Dentalbereich die Platzverhältnisse beengt sind, besteht entsprechend ein Bedarf nach Vorrichtungen, welche dazu in der Lage sind, die Ultraschallschwingung eines Handgeräts in eine Richtung umzulenken, so dass sie dann optimal bei einer Bearbeitung einer Bohrung eingesetzt werden kann. Eine solche Vorrichtung soll in der Folge beschrieben werden. In connection with such a method, it is advantageous if only on the sleeve, which is guided over the guide pin, an ultrasonic vibration is present, so that in some sense the material to be liquefied always only where it is in contact with this sleeve, is liquefied , In addition, lateral ultrasonic vibrations should be avoided on this cuff, i. The ultrasonic vibrations should run as so-called longitudinal vibrations along the axis of this cuff. Since in the dental field, the space is cramped, there is accordingly a need for devices which are capable of deflecting the ultrasonic vibration of a handset in one direction, so that it can then be optimally used in a machining a hole. Such a device will be described below.
Figur 1 zeigt ein Sonotrodenwerkzeug 1 in einer seitlichen Darstellung. Der Konverter 2, der üblicherweise gleichzeitig als Handgriff für ein solches Werkzeug ausgebildet ist, ist nicht dargestellt, sondern nur schematisch angegeben. Der Konverter dient der Erzeugung von entlang der Verlaufsachse des Konverters resp. darauf folgenden Boosters 3 verlaufenden Ultraschallschwingungen, wie dies schematisch mit dem Pfeil 9 angegeben ist. Der Booster 3 verfügt an seinem Ende typischerweise über eine Ankopplungsstelle zur Befestigung eines Anschlussabschnitts 4 der eigentlichen, in der Folge beschriebenen Sonotrode 18. Diese Schnittstelle kann, wie bereits oben angegeben, als Gewinde oder ähnliches ausgebildet sein, wobei bei diesen Befestigungsmechanismen darauf geachtet werden muss, dass die Übertragung des Ultraschalls durch den verwendeten Mechanismus nicht oder so wenig wie möglich beeinträchtigt wird. FIG. 1 shows a sonotrode tool 1 in a lateral representation. The converter 2, which is usually formed simultaneously as a handle for such a tool is not shown, but only indicated schematically. The converter is used to generate along the course axis of the converter resp. following booster 3 extending ultrasonic vibrations, as indicated schematically by the arrow 9. The booster 3 typically has at its end a coupling point for fastening a connection section 4 of the actual sonotrode 18 described below. This interface can, as already stated above, be formed as a thread or the like, whereby care must be taken with these fastening mechanisms in that the transmission of the ultrasound is not impaired or as little as possible by the mechanism used.
Mit seinem proximalen Ende 23 grenzt also der Anschlussabschnitt 4 mit dem Anschlussende 21 an den Booster. Mit dem distalen Ende 22 folgt auf den Anschlussabschnitt 4 ein stabförmiges Querelement 6, welches sich entlang einer senkrecht zur Achse 17 des Konverters 2 resp. der Schwingungsverlaufsrichtung 9 verlaufenden Achse 20 erstreckt. Am gewissermassen anderen Ende dieses Querelements 6 ist, auf der dem Anschlussabschnitt 4 entgegengesetzten Seite davon, eine Manschette 5 angeordnet, welche ebenfalls stabförmig ausgebildet ist.  Thus, with its proximal end 23, the connection section 4 adjoins the booster with the connection end 21. With the distal end 22 follows on the connection section 4, a rod-shaped cross member 6, which is along a direction perpendicular to the axis 17 of the converter 2, respectively. the vibration course 9 extending axis 20 extends. At a certain extent other end of this cross member 6, on the connection portion 4 opposite side thereof, a sleeve 5 is arranged, which is also formed rod-shaped.
Das Querelement 6 ist dabei aber nicht an seinem äussersten proximalen Ende 23 mit dem Anschlussabschnitt 4 verbunden, sondern vielmehr etwas versetzt davon, konkret bei einem proximalen Anknüpfungspunkt 15, so dass sich ein proximaler Überstand 25 ausbildet.  However, the transverse element 6 is not connected to the connection section 4 at its outermost proximal end 23, but instead is somewhat offset therefrom, specifically at a proximal connection point 15, so that a proximal projection 25 is formed.
Ähnlich auf der distalen Seite, auch die Manschette 5 ist etwas nach innen versetzt vom distalen Ende 24 angeordnet, so dass sich ein distaler Überstand 26 ausbildet.  Similarly, on the distal side, the cuff 5 is also arranged slightly offset inwardly from the distal end 24, so that a distal projection 26 is formed.
Anschlussabschnitt 4 und Manschette 5 verlaufen mit ihren Achsen 17 resp. 8 im Wesentlichen parallel zueinander, und die drei Achsen 17, 20 und 8 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Der Versatz von Anschlussabschnitt 4 und Manschette 5 entlang der Verlaufsrichtung des Querelements, in der Figur mit d2 dargestellt, ist wesentlich. Connection section 4 and sleeve 5 extend with their axes 17 respectively. 8 substantially parallel to each other, and the three axes 17, 20 and 8 are arranged substantially in a plane. The offset of connecting portion 4 and sleeve 5 along the direction of the cross member, shown in the figure with d 2 , is essential.
Um nun für den ersten Fall der geeigneten Schwingungen sicherzustellen, dass im Querelement 6 eine ausschliesslich in Längsrichtung, d.h. entlang der Achse 20 verlaufende Ultraschallschwingung anliegt, und entsprechend Biegeschwingungen resp. Pendelschwingungen weitgehend ausgeschlossen werden können, wird die Dimensionierung typischerweise so vorgenommen, dass der Versatz zwischen dem proximalen Ende 23 und dem proximalen Anknüpfungspunkt 14, in der Figur als di dargestellt, ein Vielfaches der halben Wellenlänge λ/2 einer charakteristischen Ultraschallschwingung im Querelement 6 entlang der Achse 20 entspricht. Die gleiche Vorrichtung funktioniert aber auch für den zweiten Fall der geeigneten Schwingungen, das heisst für die Biegeschwingung wobei dann die gesamte Länge des Querelements 6 genau eine ganzzahlige oder halbganzzahlige Wellenlänge der entsprechenden Grund- Eigenschwingung ausmacht, und der Versatz zwischen dem proximalen Ende 23 und dem proximalen Anlmüpfungspunkt 14, der in der Figur als di dargestellt ist, ist dann ein ganzzahliges ungerades Vielfaches der viertel Wellenlänge λ/4. In order to ensure for the first case of the appropriate vibrations that in the transverse element 6 exclusively in the longitudinal direction, ie along the axis 20 extending ultrasonic vibration is applied, and corresponding bending vibrations, respectively. Pendulum vibrations can be largely excluded, the sizing is typically made so that the offset between the proximal end 23 and proximal attachment point 14, in the figure represented as di, is a multiple of half the wavelength λ / 2 of a characteristic ultrasonic vibration in the cross member 6 along the axis 20. But the same device also works for the second case of the appropriate vibrations, that is, for the bending vibration in which case the entire length of the transverse element 6 constitutes exactly one integer or half-integer wavelength of the corresponding fundamental natural vibration, and the offset between the proximal end 23 and Proximal Anlmüpfungspunkt 14, which is shown in the figure as di, is then an integer odd multiple of the quarter wavelength λ / 4.
Gleichermassen wird der Versatz des distalen Endes 24 zum distalen Anknüpfungspunkt 15 der Manschette in einem Abstand d3 gewählt, welcher wiederum einem ganzzahligen Vielfachen einer Hälfte dieser charakteristischen Wellenlänge λ/2 für den Fall der ausschliesslichen Längsschwingungen im Querelement und λ/4 für den Fall der geeigneten Biegeschwingung im Querelement, respektive ungeraden Vielfachen davon, entspricht. Auch der Versatz d2 wird als ganzzahliges Vielfaches dieser halben Wellenlänge λ/2 gewählt. Mit anderen Worten werden die Masse dls d2 und d3 alle als ganzzahlige Vielfache der Grösse λ/2 respektive λ/4, wobei d2 immer λ/2 ist, ausgewählt. Dies bedeutet, dass im Fall der Längsschwingungen die längsverlaufende Schwingung 9 gewissermassen an einem Knotenpunkt optimal in das Querelement 6 eingetragen wird und dort optimal in eine Längsschwingung, wie sie schematisch durch den Pfeil 10 dargestellt ist, umgewandelt wird. Gleichermassen bedeutet dies aber auch, dass der distale Anknüpfungspunkt 15 ebenfalls an einem solchen Knotenpunkt angeordnet ist und entsprechend auch eine optimale Umwandlung resp. Übertragung der Ultraschallschwingung in die Manschette 5 erfolgt, so dass die Ultraschallschwingung in dieser Manschette 5 dann wiederum nur axial verläuft, d.h. entlang der Achse 8 oder wie durch den Pfeil 11 schematisch dargestellt. Für den Fall der Biegeschwingungen liegen die beiden Anknüpfungspunkte 14 und 15 genau auf den Maxima respektive Minima der entsprechenden Eigenschwingung. Similarly, the offset of distal end 24 to distal cuff attachment point 15 is selected at a distance d 3 which is again an integer multiple of one half of that characteristic wavelength λ / 2 for the case of exclusive longitudinal vibration in the cross element and λ / 4 for the case of FIG suitable bending vibration in the transverse element, respectively odd multiples thereof, corresponds. Also, the offset d 2 is selected as an integer multiple of this half wavelength λ / 2. In other words, the masses d ls d 2 and d 3 are all selected as integer multiples of the size λ / 2 and λ / 4, respectively, where d 2 is always λ / 2. This means that in the case of longitudinal vibrations, the longitudinal oscillation 9 is to a certain extent registered optimally at a node point in the transverse element 6 and is optimally converted into a longitudinal oscillation, as represented schematically by the arrow 10. Equally, however, this also means that the distal connection point 15 is also arranged at such a node and accordingly also an optimal conversion resp. Transmission of the ultrasonic vibration in the sleeve 5 is carried out, so that the ultrasonic vibration in this sleeve 5 then again only axially, ie along the axis 8 or as shown schematically by the arrow 11. In the case of bending vibrations, the two connection points 14 and 15 lie exactly on the maxima or minima of the corresponding natural vibration.
Je nach Raumbedürfnissen und gewünschtem Schwingungsverhalten kann nun selbstverständlich unter Massgabe der Einhaltung der ganzzahligen Vielfachen der Grösse λ/2 respektive λ/4 eine solche Sonotrode auch anders dimensioniert werden. So zeigt Figur 1 eine schematische Darstellung einer Situation, bei welcher di und d3 genau λ/2 für die Längsschwingungen entsprechen, und d2 λ entspricht. Bezogen auf die Biegeschwingungen, gegebenenfalls spezifische angeregt werden können, ist die Gesamtlänge des Querelement in einem solchen Fall gleich der Wellenlänge. Depending on the room requirements and the desired vibration behavior, it is of course also possible to dimension such a sonotrode differently, subject to the observance of the integer multiples of the size λ / 2 or λ / 4. Thus, FIG. 1 shows a schematic representation of a situation in which di and d 3 correspond exactly to λ / 2 for the longitudinal oscillations, and d 2 corresponds to λ. Related to the Bending vibrations, optionally specific can be excited, the total length of the cross member in such a case is equal to the wavelength.
Als Alternative ist es für den Fall der Längsschwingungen aber auch für die Biegeschwingungen möglich, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, den Versatz d2 als 1.5 faches der Grösse λ/2 auszugestalten. Auch grössere Vielfache sind möglich, namentlich ein vierfaches oder fünffaches der Grösse λ/2. Relevant ist dabei in der Regel die Wellenlänge λ einer entsprechenden Eigenschwingung, wie sie im Stab anliegt, diese errechnet sich, bemessen auf die Gesamtlänge des Querelements 6 (d.h. d] plus d2 plus d3) ebenfalls als ganzzahliges Vielfaches von λ/2. Es gibt dabei unterschiedliche derartige Grundschwingungen eines solchen Querelementes, diese lassen sich einfach als ganzzahlige Teile der Gesamtlänge ausrechnen. As an alternative, it is possible for the case of longitudinal vibrations but also for the bending vibrations, as shown in Figure 2, the offset d 2 as 1.5 times the size λ / 2 to design. Even larger multiples are possible, namely a fourfold or fivefold of the size λ / 2. Relevant is usually the wavelength λ of a corresponding natural vibration, as it rests in the rod, this is calculated, based on the total length of the transverse element 6 (ie, d + d 2 plus d 3 ) also as an integer multiple of λ / 2. There are different such fundamental vibrations of such a cross element, these can be easily calculated as integer parts of the total length.
Insbesondere für die Durchführung eines Verfahrens, wie es aus der WO 2009/141252 bekannt ist, kann es von Vorteil sein, wenn die Manschette 5 als Hohlzylinder ausgebildet ist. Diese Situation ist in den Figuren 3 und 4 schematisch illustriert, jeweils mit einer Geometrie analog zur Figur 1 in Figur 3 und analog zur Figur 2 in Figur 4. In Figur 3 ist dabei die Manschette 5 als Hohlzylinder ausgebildet, welche eine zylindrische Ausnehmung 27 aufweist und nur am distalen Ende offen ausgebildet ist. An der sich dabei ausbildenden umlaufenden Spitze ist eine konisch zulaufende, gestuft oder gerade, Kante 19 angeordnet, um eine optimale seitliche Verdrängung von verflüssigbarem Material zu gewährleisten. In der Ausnahme 27 kann nun ein Führungsstift 7, zur Realisierung eines Verfahrens gemäss der WO 2009/141252, eingeschoben und im Ameliorationsprozess als Führungselement verwendet werden.  In particular, for carrying out a method, as it is known from WO 2009/141252, it may be advantageous if the sleeve 5 is formed as a hollow cylinder. This situation is illustrated schematically in FIGS. 3 and 4, each having a geometry analogous to FIG. 1 in FIG. 3 and analogous to FIG. 2 in FIG. 4. In FIG. 3, the sleeve 5 is designed as a hollow cylinder which has a cylindrical recess 27 and is formed open only at the distal end. At the thereby forming circumferential tip a tapered, stepped or straight, edge 19 is arranged to ensure optimum lateral displacement of liquefiable material. In the exception 27, a guide pin 7, for implementing a method according to WO 2009/141252, can now be inserted and used as a guide element in the amelioration process.
In Figur 4 ist nun die Ausnehmung 27 auch noch durch das Querelement 6 hindurchgezogen, d.h. durch das Querelement 6 ist eine Durchfuhrungsausnehmung 16 vorgesehen, so dass der Führungsstift 7 auch von hinten in die Ausnehmung 27 eingeführt resp. aus dieser herausgezogen werden kann.  In Figure 4, the recess 27 is now also pulled through the cross member 6, i. through the cross member 6 a Durchfuhrungsausnehmung 16 is provided so that the guide pin 7 is inserted from the rear into the recess 27, respectively. can be pulled out of this.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Sonotrodenwerkzeug erster Arbeitsabschnitt 2 Konverter 18, Manschette 1 sonotrode tool first working section 2 converter 18, cuff
3 Booster Querelement, 3 booster cross element,
Anschlussabschnitt von 18 Längsschwinger Führungsstift 17 erste Achse, Connecting section of 18 longitudinal oscillators Guide pin 17 first axis,
Achse von 5 Schwingungsachse von 2/3/4 Axis of 5 oscillation axis of 2/3/4
Schwingungsrichtung in 3 18 Sonotrode Vibration direction in 3 18 sonotrode
Schwingungsrichtung in 6 19 distale Kante von 5  Vibration direction in 6 19 distal edge of 5
Schwingungsrichtung an 5 20 zweite Achse,  Direction of vibration at 5 20 second axis,
proximaler Überstand von 6 Schwingungsachse von 6 distaler Überstand von 6 21 Anschlussende von 4 proximaler 22 distales Ende von 4 proximal supernatant of 6 axis of oscillation of 6 distal projection of 6 21 terminal end of 4 proximal 22 distal end of 4
Anknüpfungspunkt, 23 proximales Ende von 6 Point of attachment, 23 proximal end of 6
Knotenpunkt der 24 distales Ende von 6 Junction of the 24 distal end of 6
Längsschwingung in 6 25 proximaler Überstand distaler Anknüpfungspunkt, 26 distaler Überstand  Longitudinal oscillation in 6 25 proximal supernatant distal attachment point, 26 distal supernatant
Knotenpunkt der 27 zylindrische Ausnehmung in Junction of the 27 cylindrical recess in
Längsschwingung in 6 5 Longitudinal vibration in 6 5
Durchführungsausnehmung  feed-through
in 6 für 7 in 6 for 7

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Sonotrode (18) zum Anschluss an einen Ultraschall-Schwingungsgeber (2,3) mit einem sich entlang einer ersten Achse (17) erstreckenden Anschlussabschnitt (4), der mit einem ersten Ende (21) am Schwingungsgeber (2,3) befestigt oder mit diesem verbunden ist, wobei der Anschlussabschnitt (4) durch den Ultraschall- Schwingungsgeber (2, 3) im Wesentlichen ausschließlich in eine Schwingung entlang der ersten Achse (17) versetzt wird, A sonotrode (18) for connection to an ultrasonic vibration transmitter (2, 3) with a connecting section (4) extending along a first axis (17) and attached to the vibration transmitter (2, 3) by a first end (21) or is connected thereto, wherein the connection section (4) is offset by the ultrasonic vibration transmitter (2, 3) substantially exclusively in a vibration along the first axis (17),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
am distalen, dem ersten Ende (21) gegenüberliegenden Ende (43) des Anschlussabschnittes (4) an einem proximalen Anknüpfungspunkt (14) ein sich entlang einer zweiten Achse (20) erstreckendes Querelement (6) im Bereich dessen proximalen Endes (23) angeordnet ist, und  a transverse element (6) extending along a second axis (20) is arranged in the region of its proximal end (23) at the distal end (43) of the connection section (4) opposite the first end (21) at a proximal connection point (14) , and
an diesem Querelement (6), im Bereich dessen distalen Endes (24), entlang der zweiten Achse (2) zum proximalen Anknüpfungspunkt (14) des Anschlussabschnitts (4) versetzt, an einem distalen Anknüpfungspunkt (15) eine sich entlang einer dritten Achse (8) erstreckende Manschette (5) zum Eintragen von Ultraschallschwingungen in einen Bearbeitungsbereich angeordnet ist, wobei die zweite Achse (20) im Wesentlichen senkrecht zur ersten Achse (17) angeordnet ist,  offset at this transverse element (6), in the region of its distal end (24), along the second axis (2) to the proximal attachment point (14) of the connection section (4), at a distal attachment point (15) along a third axis (15). 8) extending collar (5) for introducing ultrasonic vibrations is arranged in a processing area, wherein the second axis (20) is arranged substantially perpendicular to the first axis (17),
wobei die dritte Achse (8) im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Achse (20) und im Wesentlichen parallel zur ersten Achse (17) angeordnet ist,  wherein the third axis (8) is arranged substantially perpendicular to the second axis (20) and substantially parallel to the first axis (17),
wobei sich die Manschette (5) auf die dem Anschlussabschnitt (4) gegenüberliegende Seite des Querelements (6) oder auf die Seite des Anschlussabschnitts (4) erstreckt,  wherein the sleeve (5) extends on the side of the transverse element (6) opposite the connection section (4) or on the side of the connection section (4),
wobei der proximale Anknüpfungspunkt (14) vom proximalen Ende (23) des Querelements (6) unter Ausbildung eines proximalen Überstands (25) um einen ersten Abstand
Figure imgf000018_0001
versetzt ist, der proximale Anknüpfungspunkt (14) vom distalen Anknüpfungspunkt um einen zweiten Abstand (d2) versetzt ist, und der distale Ajiknüpfungspunkt (15) unter Ausbildung eines distalen Überstands (26) vom distalen Ende (24) um einen dritten Abstand (d3) versetzt ist, und
wherein the proximal point of attachment (14) from the proximal end (23) of the transverse element (6) to form a proximal projection (25) by a first distance
Figure imgf000018_0001
the distal attachment point (14) is offset from the distal attachment point by a second distance (d 2 ), and the distal attachment point (15) is formed to form a distal protrusion (26) from the distal end (24) a third distance (i.e. 3 ) is offset, and
wobei die Gesamtlänge des Querelements (6) einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge (λ/2) einer axialen Ultraschalleigenschwingung des Querelements (6) und/oder einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge (λ/2) einer Ultraschall-Biegeeigenschwingung des Querelements (6) entspricht und der dritte Abstand (d3) einem ganzzahligen Vielfachen dieser halben Wellenlänge (λ/2) der axialen Ultraschalleigenschwingung respektive einer Viertelwellenlänge (λ/4) der Ultraschall-Biegeeigenschwingung entspricht.wherein the total length of the cross member (6) is an integral multiple of half the wavelength (λ / 2) of an axial ultrasonic vibration of the Transverse element (6) and / or an integral multiple of half the wavelength (λ / 2) corresponds to an ultrasonic bending inherent vibration of the transverse element (6) and the third distance (d 3 ) an integer multiple of this half wavelength (λ / 2) of the axial Ultraschallalleigenschwingung respectively corresponds to a quarter wavelength (λ / 4) of the ultrasonic bending natural vibration.
2. Sonotrode (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand 2. sonotrode (18) according to claim 1, characterized in that the first distance
(di) einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge (λ/2) der axialen Ultraschalleigenschwingung entspricht, vorzugsweise einer halben solchen Wellenlänge, respektive einer Viertelwellenlänge (λ/4) der Ultraschall- Biegeeigenschwingung.  (di) corresponds to an integer multiple of half the wavelength (λ / 2) of the axial Ultraschallalleigenschwingung, preferably one half of such wavelength, or a quarter wavelength (λ / 4) of the ultrasonic bending inherent vibration.
3. Sonotrode (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite  3. sonotrode (18) according to claim 1 or 2, characterized in that the second
Abstand (d2) einem ganzzahligen vielfachen der halben Wellenlänge (λ/2) der axialen Ultraschalleigenschwingung oder der Ultraschall-Biegeeigenschwingung entspricht, vorzugsweise der doppelten, dreifachen, oder vierfachen halben Wellenlänge (λ/2). Distance (d 2 ) corresponds to an integer multiple of half the wavelength (λ / 2) of the axial ultrasonic natural vibration or the ultrasonic bending natural vibration, preferably twice, three times, or four times the half wavelength (λ / 2).
4. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (5) und/oder das Querelement (6) als Kreiszylinder mit einer kreiszylindrischen Außenfläche ausgebildet sind.  4. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (5) and / or the transverse element (6) are designed as a circular cylinder with a circular cylindrical outer surface.
5. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (5) eine zentrale axiale zylindrische Ausnehmung (27) aufweist, welche zum freien Ende unter Ausbildung einer vorderen Öffnung offen liegt, wobei bevorzugtermassen die Ausnehmung (27) eine Durchgangsbohrung mit konstantem Innendurchmesser ist, welche vorzugsweise zusätzlich an der Stelle des Kreuzungsbereichs zwischen Querelement (6) und Manschetten (5) über eine rückseitige Öffnung (16) zugänglich ist.  5. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (5) has a central axial cylindrical recess (27) which is open to the free end to form a front opening, wherein preferably the recess (27) is a through hole with a constant inner diameter, which is preferably additionally accessible at the location of the crossing region between the transverse element (6) and sleeves (5) via a rear opening (16).
6. Sonotrode (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der vorderen Öffnung gebildete umlaufende Kante (19) der Manschette (5) konisch zulaufend ausgebildet ist.  6. sonotrode (18) according to claim 5, characterized in that the formed in the region of the front opening peripheral edge (19) of the sleeve (5) is tapered.
7. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Anschlussbereich (4) als auch die Manschette (5), sowie vorzugsweise auch das Querelement (6), als röhrenförmige Hohlzylinder ausgebildet sind, welche in jeweiligen Kreuzungsbereichen bei den Anknüpfungspunkten (14, 15) zusammenlaufen respektive miteinander verbunden sind, vorzugsweise indem durch die Manschette (5) eine von beiden Seiten zugängliche Durchgangsöffnung (27) vorhanden ist. 7. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that both connection region (4) and the sleeve (5), and preferably also the transverse element (6) are formed as tubular hollow cylinder, which in respective crossing regions in the Connecting points (14, 15) converge or are connected to each other, preferably by a through-opening (27) accessible from both sides through the sleeve (5) is present.
8. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussabschnitt (4), das Querelement (6) und die Manschette (5) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und im Querelement (6) bei Anregung über den Anschlussabschnitt (4) im Wesentlichen ausschliesslich entlang der zweiten Achse (20) verlaufende Längsschwingungen 8. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that the connecting portion (4), the transverse element (6) and the sleeve (5) are arranged in a common plane, and in the transverse element (6) when excited by the Connecting portion (4) substantially exclusively along the second axis (20) extending longitudinal vibrations
(10) angeregt werden, und in der Manschetten (5) im Wesentlichen ausschliesslich entlang der dritten Achse (8) verlaufende Längsschwingungen(10) are excited, and in the cuffs (5) substantially only along the third axis (8) extending longitudinal vibrations
(11) , wobei zur Gewährleistung dieses Schwingungsverhaltens an der Sonotrode (18) insbesondere in den jeweiligen Kreuzungsbereichen bei den Anknüpfungspunkten (14,15) bevorzugtermassen Materialverdickungen und/oder Materialausnehmungen ausgebildet sind. (11), wherein to ensure this vibration behavior on the sonotrode (18) in particular in the respective crossing regions at the attachment points (14,15) are preferably formed material thickening and / or material recesses.
9. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem metallischen Werkstoff besteht, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Eisen, Titan, Stahl sowie diese in der Hauptsache enthaltende oder aus diesen bestehende Legierungen, wobei vorzugsweise die Sonotrode einstückig und aus einem einzigen Werkblock bearbeitet ausgebildet ist, oder wobei vorzugsweise die Sonotrode aus ineinander geschraubten Elementen gebildet wird, indem der Anschlussabschnitt (4) und/oder die Kreuzungsbereiche (14,15) und/oder die Manschette (5) miteinander verschraubt werden.  9. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists of a metallic material, preferably selected from the group consisting of: aluminum, iron, titanium, steel and these mainly containing or consisting of these alloys, wherein preferably the sonotrode is formed in one piece and machined from a single block of work, or preferably wherein the sonotrode is formed from one another by screwing together the connecting section (4) and / or the crossing regions (14, 15) and / or the sleeve (5) be bolted together.
10. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (5) eine Länge im Bereich von 5-50 mm, vorzugsweise im Bereich von 10-25 mm aufweist und einen Durchmesser im Bereich von 2-15 mm, vorzugsweise im Bereich von 2.5-10 mm, insbesondere vorzugsweise im Bereich von 2.5-7 mm.  10. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (5) has a length in the range of 5-50 mm, preferably in the range of 10-25 mm and a diameter in the range of 2-15 mm , preferably in the range of 2.5-10 mm, in particular preferably in the range of 2.5-7 mm.
11. Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ende (21) des Anschlussabschnitts (4) eine Schnittstelle zur Befestigung am Ultraschall-Schwingungsgeber (2, 3) vorgesehen ist, vorzugsweise in Form eines formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kupplungsbereiches, insbesondere bevorzugt in Form eines Gewindes, eines Flansches, einer Nut oder eines Bajonettverschlusses. 11. sonotrode (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that at the first end (21) of the connection portion (4) an interface for attachment to the ultrasonic vibration transmitter (2, 3) is provided, preferably in the form of a positive and / or non-positive coupling region, particularly preferably in the form of a thread, one Flange, a groove or a bayonet closure.
12. Sonotrodenwerkzeug (1) mit einem Ultraschall- Schwingungsgeber (2, 3) und einer Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bevorzugtermassen der Schwingungsgeber einen als Handgriff ausgebildeten Konverter (2) umfasst sowie einen Booster (3), wobei die Sonotrode am Booster befestigt ist oder mit diesem einstückig ausgebildet ist.  12. sonotrode tool (1) with an ultrasonic vibration transmitter (2, 3) and a sonotrode (18) according to one of the preceding claims, wherein preferably the vibration sensor comprises a handle formed as a converter (2) and a booster (3), wherein the Sonotrode is attached to the booster or is formed integrally with this.
13. Sonotrodenwerkzeug (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es als Handwerkzeug für den medizinischen Bereich, insbesondere für den Implantatbereich ausgelegt ist, insbesondere für den dentalen Bereich.  13. sonotrode tool (1) according to claim 12, characterized in that it is designed as a hand tool for the medical field, in particular for the implant area, in particular for the dental area.
14. Verwendung einer Sonotrode (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1- 11 oder eines Sonotrodenwerkzeugs nach Anspruch 12 oder 13 zur Amelioration einer Ausnehmung, insbesondere einer Ausnehmung in einem porösen, löchrigen und durch die Ausnehmung freigelegte Hohlräume aufweisenden Material, wobei die zylindrische Manschette (5) mit zylindrischer Mantelfläche mit einem Aussendurchmesser und mit einer zentralen Ausnehmung (27) zur Aufnahme eines Führungsstiftes (7), eingesetzt wird, wobei der Führungsstift (7) dazu vorgesehen ist, vor dem Anlegen von mechanischer Energie im Wesentlichen bis auf den Boden der Ausnehmung eingeführt zu sein, wobei der Führungsstift (7) im Bereich seines dem Boden der Ausnehmung zugewandten Endes von einer Ameliorationshülse aus einem mit mechanischer Energie verflüssigbaren Material umschlossen wird, wobei die zylindrische Mantelfläche der Ameliorationshülse im Wesentlichen den gleichen Aussendurchmesser aufweist wie die Manschette (5), und wobei der Führungsstift (7) in der zentralen Ausnehmung (27) derart verschieblich aufgenommen ist, dass die Manschette (5) bei Anlegen von mechanischer Energie relativ zum Führungsstift (7) in Richtung zum Boden der Ausnehmung unter Verflüssigung und seitlicher und/oder longitudinaler Verdrängung des Materials der Ameliorationshülse verschoben werden kann.  14. Use of a sonotrode (18) according to any one of the preceding claims 1- 11 or a sonotrode tool according to claim 12 or 13 for amelioration of a recess, in particular a recess in a porous, holey and exposed through the recess cavities material, wherein the cylindrical sleeve (5) having a cylindrical outer surface with an outer diameter and a central recess (27) for receiving a guide pin (7) is inserted, wherein the guide pin (7) is provided, prior to the application of mechanical energy substantially to the ground the guide pin (7) is enclosed in the region of its end facing the bottom of the recess by an amelioration sleeve of a material which can be liquefied with mechanical energy, the cylindrical outer surface of the amelioration sleeve having substantially the same outside diameter as the sleeve ( 5) , and wherein the guide pin (7) in the central recess (27) is slidably received such that the sleeve (5) upon application of mechanical energy relative to the guide pin (7) toward the bottom of the recess under liquefaction and laterally and / or longitudinal displacement of the material of the amelioration sleeve can be moved.
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