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Die
Erfindung betrifft solche Ultraschalleinsätze, die bei medizinischen
bzw. Dentalbehandlungen verwendet werden. Sie betrifft insbesondere
solche Einsätze
mit erhöhter
Betriebseffizienz und Anwenderfreundlichkeit.
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Ultraschall-Zahnsteinentferner
werden in Zahnarztpraxen zum Entfernen von Zahnbelag auf den Zähnen verwendet.
Diese Instrumente sind im Gegensatz zu manuellen Zahnsteinentfernern
strombetrieben, d.h. die Spitze des Instruments vibriert bei einer
Ultraschallfrequenz, die eine rasche und einfache Zahnbelagsentfernung
gestattet. Die Hand des Anwenders ermüdet weniger, da ein Großteil der
Energie zur Plaqueentfernung von dem Generator stammt, der das Instrument
antreibt. Der Zahnarzt braucht zur Entfernung von Zahnbelag die
Zahnoberfläche
nur leicht mit der Spitze des Instruments in einem Winkel zu berühren.
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Ultraschall-Zahnsteinentferner
des Standes der Technik, wie der in 1A der
beigefügten Zeichnungen
gezeigte Zahnsteinentferner 10, haben ein Handstück 12a,
das mit einem Ende 12a-1 an einem Kabel 12b angeschlossen
ist. Dieses weist einen Schlauch auf, mit dem ein Fluid, wie Wasser
zugeführt
wird, sowie Leitungen, die die elektrische Energie zuführen. Das
andere Ende des Kabels 12b endet in einem Stromgenerator
und einer Fluidquelle 12c.
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Das
andere Ende des Handstücks 12a-2 ist hohl
und soll einen austauschbaren Einsatz 14 mit einem auf
dem Einsatz gehalterten (magnetostriktiven oder piezoelektrischen)
Wandler 14a aufnehmen. Der Wandler 14a verläuft von
einem proximalen Ende des Einsatzes 14 in den Hohlkörper 12a-2.
Die Ultraschallvibrationsspitze 14b verläuft von
einem distalen Ende des Einsatzes. Ein solcher Einsatz ist in US-Patent
5 775 901 mit dem Titel "Insert
For Ultrasonic Scaler" offenbart
und beansprucht.
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Bekannte
magnetostriktive Ultraschalleinsätze
arbeiten durch Anregen eines Stapels dünner Nickelplatten bei einer
Frequenz, die gleich der Eigenfrequenz des Stapels ist. Die Anregung
wird durch einen Stromerzeuger in Einheit 12c induziert,
der eine in das Handstück
eingebettete Spule mit Strom versorgt. Ist der Einsatz 14 in
dem Handstück 12a untergebracht
und ist der Frequenzgenerator 12c angeschaltet, stimmt
der Anwender den Generator ab (manuelle Abstimmung), bis er die
Resonanzfrequenz erreicht hat, d.h. bis er die Eigenfrequenz des Einsatzes
erreicht hat. Alternativ stellen sich Automatik-Abstimmeinheiten
automatisch auf die Resonanzfrequenz des Einsatzes ein, sobald das
Gerät eingeschaltet
ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Stapel zu vibrieren. Diese
Vibration des Stapels wird mit einem Anschlusskörper oder Konzentrator verstärkt und
an die Spitze 14b übertragen.
Der Anschlusskörper
besteht aus einem Material, das eine gute Schallübertragungseffizienz verleiht.
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Während des
Betriebs von Einsatz 14 wird Fluid durch das Kabel-Generatorsystem 12b,
c und durch das Handstück 12a zur
Spitze 14b des Einsatzes 14 gepumpt. Die vibrierende
Spitze 14b bricht den Fluidstrom zu einem Spray. Das Spray
kühlt nicht nur
die Spitze, sondern auch die Zahnoberfläche und bietet so einen Schutz
vor Gewebeschaden.
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Der
Fluidweg durch das Handstück 12a muss
derart abgedichtet sein, das keine undichte Stelle auftritt, bis
der Fluidstrom aus dem Einsatz am Spitzenende durch einen Fluidzufuhrkanal
austritt. Gewöhnlich
haben Ultraschalleinsätze
keinerlei bewegliche Teile außer
der winzigen Verlagerung des Nickelstapels, dem Anschlusskörper oder
der Spitze.
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Bekannte
magnetostriktive Ultraschall-Zahnsteinentferner-Einsätze, die
in den USA verwendet werden, sind so ausgelegt, dass sie bei Frequenzen von
25 kHz oder 30 kHz vibrieren. Ein in Europa übliches anderes System verwendet
einen piezoelektrischen Wandler.
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Bei
der Verwendung eines Ultraschall-Zahnsteinentferners beim Reinigen
muss der Zahnarzt wiederholt die Stelle der Einsatzspitze 14b gegenüber der
Zahnoberfläche
reorientieren, und zwar je nachdem welcher Zahn im Mund gereinigt
wird. Bei der Vornahme dieser Winkeleinstellung, wie es in 1B der
beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht ist, nimmt der Arzt gewöhnlich den
Einsatz aus dem Mund des Patienten, dreht den Einsatz 14 und die
Spitze 14b im Inneren des Handstücks 12a und platziert
die Spitze 14b an einer gewünschten Winkelposition. Für diese
Drehung werden beide Hände verwendet,
da die Reibungskräfte,
die einen festen Sitz des Einsatzes 14 im Handstück 12a erzeugen, überwunden
werden müssen.
Während
einer üblichen
Behandlung muss das Verfahren der Reorientierung der Spitze viele
Male durchgeführt
werden. Dies ist nicht nur zeitaufwändig, sondern unterbricht auch
den leichten und glatten Arbeitsfluss.
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In
Bereichen des Mundes, in denen der Arzt den Einsatz 14 nicht
drehen möchte,
muss er sein Handgelenk so weit drehen, dass die gleiche Wirkung
erzielt wird. Diese Drehbewegung wird aber vom Widerstand des Kabels 12b,
des Fluid-Zufuhrschlauchs und der Stromleitungen behindert, die
am Handstück 12a angebracht
sind.
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Man
möchte
Ultraschall-Zahnsteinentferner bereitstellen die bedienerfreundlicher
und weniger ermüdend
in der Anwendung sind als bekannte Instrumente. Sämtliche
Verbesserungen sind vorzugsweise abwärtskompatibel mit den zahlreichen
Generatoren und Handstücken,
die es bereits in den Zahnarztpraxen gibt.
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Nachstehend
werden die beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Es zeigt bzw. zeigen:
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1A (wie
vorstehend beschrieben) einen vorher vorgeschlagenen Ultraschall-Zahnsteinentferner
mit einem Einsatz und Handstück;
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1B (wie
vorstehend beschrieben) einen Aspekt der Verwendung der Kombination
aus Einsatz und Handstück
von 1A;
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2A einen
erfindungsgemäßen Einsatz;
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2B den
Einsatz von 2A in einem Handstück wie in 1A und
Aspekte von seiner Verwendung;
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3A,
B und C verschiedene Ansichten des Körpers eines erfindungsgemäßen Ultraschalleinsatzes;
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4A,
B, C und D verschiedene Ansichten einer Schnappverschluss-Drehlagerung, die
sich mit dem Körper
von 3A verwenden lässt;
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5A,
B, C und D verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Drehmomentverschlusses;
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6A,
B und C verschiedene Ansichten eines Drehgehäuses, das in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
verwendet wird;
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7A,
B verschiedene Ansichten eines Kegels, der mit dem erfindungsgemäßen Einsatz
verwendbar ist;
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8A,
B und C Schritte beim Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Einsatzes;
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9A,
ein Seitenschnitt eines erfindungsgemäßen Einsatzes, die Beziehung
zwischen verschiedenen Bauteilen, die in den Schritten der 8A,
B und C zusammengebaut werden;
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9B,
eine vergrößerte Schnittansicht,
Ansichten eines Schnitts von 9A;
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10A einen Seitenschnitt eines Handstücks, das
einen erfindungsgemäßen Schnappadapter
trägt;
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10B eine vergrößerte partielle
Seitenansicht des Handstücks
und des Adapters von 10A mit einem zuvor vorgeschlagenen
Ultraschalleinsatz, der sich darin befindet;
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10C eine Gesamtansicht eines zuvor vorgeschlagenen
Einsatzes, wie er in der 1 gezeigt
ist, in Kombination mit dem Adapter von 10A;
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11A eine vergrößerte Seitenansicht
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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11B eine vergrößerte partielle
Seitenschnittansicht des Einsatzes von 11A,
der in das Handstück
einer zuvor vorgeschlagenen Ultraschall- Zahnsteinentfernungs-Einheit eingelassen
ist, gewöhnlich
von dem in der 1 gezeigten Typ;
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11C eine Seitenansicht eines Abschnitts des Handstücks von 11B;
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11D eine Seitenansicht einer Manschette, die sich
mit einem Gewinde auf das Handstück von 11B drehen lässt;
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12A, B sind Drauf- und Seitenansichten einer bevorzugten
Form eines Ultraschallwandlers, der in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet
wird; 12C eine Endansicht des Wandlers
von 12B;
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13A bis F zusammengenommen einen erfindungsgemäßen Drehmomentverschluss;
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14A bis C zusammengenommen eine Hülse, die
sich mit dem Drehmomentverschluss der 13A bis
F verwenden lässt;
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15A bis E zusammengenommen einen Kegel, der sich
mit einem Einsatz wie in 2A verwenden
lässt;
und
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16 eine
Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen Einsatzes.
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Diese
Erfindung ist zwar in vielen verschiedenen Formen ausführungsfähig, jedoch
sind ihre spezifischen Ausführungsformen
eingehend in der Zeichnung gezeigt und nachstehend beschrieben, wobei
die vorliegende Offenbarung selbstverständlich als Veranschaulichung
der Prinzipien der Erfindung aufgefasst werden soll und die Erfindung
keineswegs auf spezifische veranschaulichte Ausführungsformen einschränkt sein
soll.
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Ein
drehbarer Ultraschalleinsatz gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung hat einen Körperabschnitt,
der ein Lager zum drehbaren Befestigen eines Ultraschallhandstücks hält. Der
Körper
ist um eine Achsmittellinie drehbar.
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In
dieser Ausführungsform
kann die Drehung durch Ausüben
einer Kraft nur auf den Einsatz bewerkstelligt werden. Daraufhin
dreht sich der Einsatz, jedoch nicht das Handstück.
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Ein
Drehteil befindet sich vorzugsweise am Griffbereich des Einsatzes,
d.h. nächst
der Behandlungsspitze, wo der Arzt oder die Ärztin gewöhnlich seine bzw. ihre Finge
positioniert, was eine Drehung des Einsatzes um 360° ermöglicht.
Das Drehteil erlaubt auch die Drehung des Griffbereichs und der Spitze,
ohne dass man das Handstück
und/oder die Versorgungsleitung dreht.
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Bei
einer Ausführungsform
ist ein Drehmomentverschluss am Einsatz angeschlossen. Der Drehmomentverschluss
trägt eine
Außenrandfläche, die
durch erste und zweite Oberflächen
begrenzt ist. Die Oberflächen
ragen aus dem Drehmomentverschluss gewöhnlich lateral in Bezug auf
seine Mittellinie hervor. Mindestens eine Position von einer der Oberflächen lässt sich
lateral biegen.
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Bei
einer Ausführungsform
versperrt ein Handgriff den Drehmomentverschluss verschieblich. Wenn
der Handgriff auf den Drehmomentverschluss gleitet, biegt er lateral
die mindestens eine Oberfläche,
da sich der Handgriff zu einer Position bewegt, an der er zwischen
den beiden Oberflächen
gefangen ist.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist die Spitze über
einen Bogen in der Größenordnung von
mindestens 270° drehbar.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst das elastomere Bauteil Silikon.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
trägt der
Einsatz ein Griffbauteil für
den Anwender, der damit die Spitze dreht.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
befindet sich ein Drehlager nächst
dem elastomeren Bauteil, wodurch die Spitze und das elastomere Bauteil
gemeinsam drehbar gegenüber
dem Handstück
sind.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
befindet sich ein Ende des Lagers nächst einem Bereich der minimalen
axialen Ultraschallvibration des Einsatzes.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfasst das Instrument einen elastomeren Handgriff, der Silikon
enthält.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
besitzt das Instrument einen deformierbaren Griff, der am Einsatz
eingerastet ist.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
befindet sich ein Schlitz auf dem Einsatz an einem Bereich der minimalen
axialen Ultraschallvibration.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
trägt das
Instrument einen zylindrischen Anwendergriff, wobei ein Teil des
Drehmomentverschlusses sperrend in den Schlitz greift, wodurch das
Lagerbauteil blockiert wird und es keine axiale Bewegung gegenüber dem
Einsatz ausüben
kann.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
greift ein Teil des Handstücks
verschieblich in das Lagerbauteil.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird das Griffbauteil von einem Bauteil gehalten, das verschieblich
einen Bereich des Einsatzes festhält, der eine minimale Vibration
aufweist.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung hat das Bauteil erste und zweite Abschnitte, wobei
ein Abschnitt verriegelnd in einen Schlitz in dem minimalen Vibrationsbereich
des Körpers
eingreift.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung greift der zweite Abschnitt in den ersten Abschnitt mittels
Press-Sitz ein.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung hat der zweite Abschnitt einen zylindrischen Außenrand und
trägt darauf
den deformierbaren Handgriff.
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Ein
Verfahren zum Zusammenbau eines Ultraschall-Einsatzes, der einen
weiteren Aspekt der Erfindung ausmacht, umfasst:
Bereitstellen
eines Körperabschnitts
mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende, wobei das distale
Ende ein Betriebsbauteil trägt,
und das proximate Ende einen Wandler trägt;
Verschieben eines
Drehlagerbauteils über
und hinter das Betriebsbauteil an eine Stelle zumindest teilweise
in die Nähe
des proximalen Endes;
Verschieben eines Verschlussbauteils über und
hinter das Betriebsbauteil zum Lagerbauteil und Festklammern des
Verschlussbauteils am Körperabschnitt
an einem Bereich der minimalen axial ultraschallinduzierten Vibration,
wodurch die axiale Bewegung des Lagerungsbauteils entlang des Körpers blockiert
wird.
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Verschieben
eine Handgriffs über
und hinter das Betriebsbauteil und Kuppeln des Handgriffs an das
Verschlussbauteil, wodurch jegliche axiale Bewegung des Handgriffs
gegenüber
dem Körper
bewahrt wird.
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Bei
dem Festklammerschritt wird vorzugsweise das Lokalisierungsbauteil
derart positioniert, dass es zumindest teilweise verschieblich in
einen Schlitz auf dem Körper
greift.
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Bei
einem weiteren Aspekt der Erfindung hat ein Adapter einen Außenrand,
der verschiebbar und lösbar
in die Öffnung
in dem Handstück
eingeführt werden
kann. Ein Standard-Ultraschall-Einsatz kann durch den Adapter in
das Handstück
eingeschoben werden. Der Einsatz kann dann gegenüber dem Handstück gedreht
werden, wobei nur darauf eine Drehkraft ausgeübt wird. Alternativ kann der
Adapter mittels Schnappverschluss auf einem Außenrand eines Handstücks angebracht
werden.
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Die 2A veranschaulicht
einen erfindungsgemäßen Einsatz 20.
Der Einsatz 20 umfasst einen Wandler 20a, der
als magnetostriktiver Wandler veranschaulicht ist. Alternativ kann
es ein Ultraschallwandler sein, ohne dass man vom erfindungsgemäßen Schutzumfang
abweicht.
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Der
Wandler ist fest an dem länglichen
Körper 20b befestigt,
der zum Teil mit einem zylindrischen länglichen deformierbaren elastomeren
Griff 20c bedeckt ist. Der Griff 20c endet in
einem Kegel 20d, der sich zwischen dem Griff 20c und
der betriebsfähigen
Behandlungsapplikationsspitze 20e befindet.
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Der
Einsatz 20 arbeitet gemäß der Prinzipien der
bekannten Ultraschalll-Dentalinstrumente,
wie vorstehend anhand der 1A beschrieben.
Der Einsatz 20 trägt
jedoch auch ein Drehlager 24, das einen Hohlzylinderstammabschnitt 24a aufweist.
Dieser umgrenzt einen zylindrischen Bereich 24b, welcher
einen Dichtungs-O-Ring 24c aufnimmt. Das Hohlteil 24a endet
an einer Scheibe 24d mit größerem Durchmesser. Eine ebene
Oberfläche 24d-1 von Scheibe 24 befindet
sich nächst
Stamm 24a.
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Wie
nachstehend erörtert
ist das Drehlagerbauteil 24 nach dem Einbau auf den länglichen
Körper 20b drehbar
gegenüber
Körper 20b,
Griffteil 20c und Spitze 20e. Ist das Bauteil 24 fest,
sind somit der Körper 20b,
das Griffteil 20c und die Spitze 20e leicht darin
drehbar.
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Die 2B veranschaulicht
ein vorher vorgeschlagenes Handstück 12a, Kabel 12b und
Generator 12c, wie vorstehend erörtert, einer in Zahnarztpraxen
gewöhnlich
gängigen
Bauart. Ein erfindungsgemäßer Einsatz 20 ist
in einer Richtung 16a im Hohlende 12a-2 des Handstücks 12a verschieblich
aufnehmbar.
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Der
zylindrische Stamm 24a des Drehlagers 24 gleitet
in das hohle Handstück 12a.
Der O-Ring 24c ergreift verschieblich den Innenrand des
Handstücks 12a,
schafft so eine Fluiddichtung und greift verlässlich den Einsatz 20 mit
dem Handstück 12a.
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Der
Einsatz 20 kann nach Einbau in Handstück 12a, wie in der 2B veranschaulicht,
gegenüber
dem Handstück 12a gedreht
werden, wobei Drehkräfte
auf das deformierbare Griffteil 20c zur Ausrichtung der
Spitze 20e gegenüber
einem Zahn, dessen Zahnstein entfernt werden soll, ausgeübt werden.
Wie in der 2B veranschaulicht, braucht der
Arzt das Handstück 12a nicht
zurückzuziehen, während er
den Einsatz 20 dreht. Zudem ist der Einsatz 20 gegenüber dem
Handstück 12a relativ
drehbar, wobei der Arzt nur 2 Finger verwendet. Somit kann die Ausrichtung
der Spitze 20e stetig verändert werden, wobei der Arzt
nur zwei Finger verwendet, so dass er nur eine Hand benötigt, während der Zahnsteinentfernungsvorgang
weiter läuft.
Dies senkt die Ermüdung
des Anwenders und verkürzt
die für
den Zahnsteinentfernungsprozess nötige Zeit erheblich. Das zum
Drehen von Einsatz 20 benötigte erwartete Drehmoment
ist vorzugsweise kleiner als 2,0 Inch-Oz.
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Hat
der Arzt den Zahnsteinentfernungsprozess beendet, kann der Einsatz 20 vom
Handstück entfernt
werden, indem es axial aus dem Handstück in einer Richtung 16b entfernt
wird und sterilisiert werden. Der gleiche Einsatz oder ein anderer
Einsatz kann dann anschließend
in das Handstück 12a eingeführt werden,
um den nächsten
Patienten zu behandeln. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung
bei Ultraschalleinsätzen einsetzbar
ist, die entweder magnetostriktive oder piezoelektrische Wandler
ohne Einschränkung
verwenden.
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Die 3A, 3B, 3C veranschaulichen
verschiedene Ansichten des Körpers 20b des Einsatzes 20.
Wie in den 3A und 3B veranschaulicht
ist der Körperabschnitt 20b an
einem ersten Ende 20a-1 des Wandlers 20a angebracht,
wie es dem Fachmann geläufig
ist. Eine längliche
zylindrische Verlängerung 20b-1 verläuft axial
von Wandler 20a zur Spitze 20e.
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Das
längliche
zylindrische Metallbauteil 20b-1, wie es dem Fachmann geläufig ist,
wird veranlasst, axial zu vibrieren, und zwar in Reaktion auf elektromagnetische
Signale, die vom Wandler 20a auf dem Handstück 12a aufgenommen
werden. Die Signale werden vom Generator 12c produziert.
Diese axiale Ultraschallvibration ist wiederum an die Spitze 20e gekoppelt,
die zur Durchführung
der Zahnsteinentfernung des entsprechenden Zahns T verwendet wird,
und zwar in einem Spray des Fluids M, wie es durch die durchsichtige
Darstellung in 3C veranschaulicht ist.
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Ein
Paar Kerben 20b-2, 20b-3 befindet sich auf dem
länglichen
Körperbauteil 20b-1 in
einem Bereich, der im Wesentlichen keine axiale Ultraschallvibration
aufweist. Es ist zwar ein Paar Kerben 20b-2, -3 in der 3B veranschaulicht,
jedoch ist es selbstverständlich,
dass eine einzelne Kerbe oder drei Kerben verwendet werden können, ohne
dass man vom Schutzumfang der Erfindung abweicht. Zudem ist die
genaue Form der im allgemeinen rechteckigen Einkerbungen 20b-2,
-3 keine Einschränkung der
Erfindung.
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Eine
Innen- oder Basisebene 20b-2', 20b-3' jeder Kerbe 20b-2,
-3 ist parallel zu einer Ebene durch die Mittelachse von Spitze 20e.
Die Einkerbungs- bzw. Spitzenkonfiguration erleichtert die Energieübertragung
entlang Einsatz 20, ohne dass die Gefahr eines mechanischen
Bruchs aufgrund von potentiellem Ermüdungsstress erhöht wird.
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Ein
länglicher
Fluidstromschlitz 20b-4 verläuft axial in dem Bereich, in
dem der Körper 20b-1 mit
der Spitze 20e eine Grenzfläche bildet. Wie nachstehend
erörtert
fließt
das Fluid für
das Spray dadurch.
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Die 4A,
B, C und D veranschaulichen verschiedene Ansichten und zusätzliche
Einzelheiten der Drehlagerung 24. Wie darin veranschaulicht
ist der zylindrische Stamm 24a hohl und umgrenzt eine Innenrandfläche 24e,
die sich nächst
dem länglichen Körperteil 20b befindet
(siehe 2A). Das Lagerbauteil 24 trägt einen
zweiten O-Ring 24c–1 in
einem zylindrischen Bereich 24d-2, der sich nächst einer Anzahl
von radial angeordneten federbelasteten Fingern befindet, die im
allgemeinen mit 24g angezeigt ist.
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Die
Finger 24g enden jeweils an einem mit Stacheln versehenen
freien Ende, wie 24g-1, -2, -3, wobei vorzugsweise 4 solcher
Finger radial um die ringförmige
Oberfläche 24d-2 angeordnet
sind. Weder die Zahl noch die genaue Form der Enden 24g-1, -2
... -n sind Einschränkungen
der Erfindung. Wie nachstehend eingehend erörtert lassen sich die Finger 24g-1,
-2, -3, -4 während
des Einbaus radial nach innen biegen, und sie werden radial nach
außen
gespannt, so dass sie in ihren ungebogenen Zustand wieder zurückkehren,
was in 4A, 4B gezeigt ist.
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Der
zweite O-Ring 24c-1, der sich nächst der ringförmigen Oberfläche 24d-2 befindet,
kooperiert mit O-Ring 24c, so dass ein dichter Fluidstrom
zwischen dem Handstück 12a und
Kegel 20d bereitgestellt wird. Das Kühlfluid fließt von Handstück 12a durch
die in 4c gezeigte Öffnung 24-1 und hinter die
Finger 24g-1, -2, -3, -4. Es versteht sich, dass die Anzahl
der Finger 24g die Erfindung nicht einschränkt.
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Die 5A bis 5D veranschaulichen verschiedene
Ansichten eines Drehmomentverschlusses 30, der ein Drehmoment
aufgrund der Kraft, die auf das deformierbare Greifbauteil 20c mit den
Fingern des Anwenders ausgeübt
wird, an den Körper 20b und
die Behandlungsspitze 20e ankoppelt. Der Drehmomentverschluss 30 ist
vorzugsweise aus einem sterilisierbaren Thermoplast geformt, der sich
während
des Zusammenbaus ohne Bruch deformieren kann.
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Der
Drehmomentverschluss 30 hat einen hohlen Körperabschnitt 32a mit
einem Außenrand 32b und
einem Innenrand 32c, wie in der 5C gezeigt.
Der Drehmomentverschluss ist mit einem Schlitz 34a geformt,
der sich in dem Körper 32a befindet,
welcher eine radiale Auswärts-Deformation der
Abschnitte 34b und 34c nächst dem Schlitz 34a ermöglicht,
wenn der Drehmomentschlitz 30 auf den länglichen Körperabschnitt 20b-1 geschoben
wird. Die Oberflächen 36a, 36b greifen
verschieblich in die Kerben 20b-2, -3 des länglichen
Bauteils 20b-1 ein. Werden die Kerbens so versperrt, bewegen
sich die deformierbaren Bauteile 34b, c radial nach innen
in einen nichtverformten Zustand. In diesem Zustand wird der Drehmomentverschluss 30 am
Körper 20b an
den Kerben 20b-2, -3 versperrt.
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Die
Wechselwirkung zwischen den Oberflächen 36a, b, in den
Schlitzen 20b-2, -3 hemmt die Drehung und die Umsetzung
des Drehmomentverschlusses 30 gegenüber dem Körperbauteil 20b-1. Somit
wird durch Drehen des Drehmomentverschlusses 30 auch der
Körper 20b des
Einsatzes gedreht.
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Sobald
der Drehmomentverschluss 30 auf dem Körperbauteil 20b-1 an
den Schlitzen 20n-2, -3 installiert ist, ist er fest an
einem Bereich lokalisiert, der im Wesentlichen keine axiale Ultraschallvibration aufweist.
Dies minimiert die Wärmeentstehung
zwischen dem vibrierenden Körper 20b-1 und
dem Drehmomentverschluss 30. Der Fachmann ist sich darüber bewusst,
dass neben der Lokalisierung der Kerben 20b-2, -3 in einem
Bereich mit minimaler axialer Ultraschallvibration, der sich vorzugsweise
auf den erwarteten Knotenpunkt ohne Vibration zentriert, der Querschnitt
des Verbindungskörperabschnitts 20b-1 durch
die Kerben 20b-2, -3 eine so große Fläche aufweist, dass er ohne
Einschränkung
Ultraschallvibrationen überträgt.
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Die 6A,
B, C veranschaulichen verschiedene Ansichten eines Gehäuses 40,
das im Presssitz über
den Drehmomentverschluss 30 gestülpt ist und das verschieblich
und versperrend in die mit Stacheln versehenen Finger 24g-1,
-2, -3 und -4 des Drehlagers 24 greift. Das Gehäuse 40 hat
einen länglichen,
im wesentlichen zylindrischen Körper 42a mit
einem glatten Außenrand 42b.
Der Körper 42a endet
mit einem Ende 42c nächst
einer ringförmigen Schulter 42d.
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Die
Schulter 42d wiederum hat eine Endoberfläche 42d-1.
Die Endoberfläche 42d-1 ist im installierten
Zustand nächst
der ringförmigen
Oberfläche 24d-3 des
Lagers 24 und dreht sich dieser gegenüber.
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Das
ringförmige
Bauteil 42d weist eine zylindrischen Innenrandfläche 42d-2 auf,
die den O-Ring 24c-1 in Position fängt, so dass eine Fluiddichtung mit
dem Lager 24 erhalten wird, wenn die Oberfläche 42d-1 nächst der
Oberfläche 24d-3 positioniert
wird. Das Gehäuse 40 kann
sich derart positioniert gegenüber
dem Lager 24 drehen, ist aber nicht axial demgegenüber beweglich.
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Wird
das Gehäuse 40 gegenüber dem
Lager 24 gedreht, gleitet die Oberfläche 42d-2 über den O-Ring 24c-1 ohne übermäßige Reibung,
wodurch der Arzt die Spitze 20e gegenüber dem Handstück 12a mit
der Kraft drehen kann, die er mit nur 2 Fingern auf das elastomere
Greifbauteil 20 ausübt.
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Das
Gehäuse 40 hat
eine zylindrische Innenrandfläche 42b-1,
die die mit Stacheln versehenen Finger 24g-1, -2, -3, -4
radial nach innen biegt, wenn das Gehäuse 40 auf die Finger 24g geschoben
wird. Die Finger 24g, die durch die Oberfläche 42b-1 radial nach
innen gebogen wurden, greifen über
einen Schnappverschluss n einen zylindrischen Schlitz 42b-2 ein.
Die radial zusammengepressten Finger 24g strecken sich
radial nach außen,
und die mit Stacheln versehenen Enden 24g-1, -2, -3, -4
greifen in den Schlitz 42b-2 und verhindern die axiale
Bewegung des Gehäuses 40 weg
von der Oberfläche 24d-4 des
Lagers 24.
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Wenn
das Gehäuse 40 verschieblich
die mit Stacheln versehenen Finger 24g-1, -2, -3, -4 greift, so
versperrt die zylindrische Innenrandfläche 42b-3 die zylindrische Außenrandfläche 32b des
Drehmomentverschlusses 30 mit einem Press-Sitz (press fit bzw.
interference fit). Der Presssitz zwischen dem Drehmomentverschluss 30 und
dem Gehäuse 40 verschließt diese
beiden Teile zusammen und verhindert die axiale Linearbewegung oder
die Drehbewegung dazwischen. Das Ende 42b des Gehäuses 40 trägt eine
Anzahl von Gewinden 42b-4.
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Der
Schnappverschluss zwischen dem Gehäuse 40 und dem Drehlager 24 in
Kombination mit dem O-Ring 24c-1 stellt einen dichten Fluidstromweg vom
Einstromrand 24e des Lagers 24 durch die Ausstromendfläche 42b-5 bereit,
der in 6C des Gehäuses 40 markiert ist.
Die Fluidstromdichtung verhindert wie oben erwähnt ein Austreten von Fluid.
Die zylindrische Außenseite 24g' von jedem der
Finger 24g greift drehbar in die zylindrische Innenseite 42b-1 des
Gehäuses 40.
Dies schafft ein Paar drehbarer Lageroberflächen die es erlauben, dass
man das deformierbare Bauteil 20c und die Behandlungsspitze 20e mit
2 Fingern drehen kann. Ein medizinisch verträgliches sterilisierbares Gleitmittel
wird vorzugsweise zwischen den Lageroberflächen bereitgestellt, so dass
die Drehung glatter läuft
und die Reibung und das erforderliche Drehmoment verringert werden.
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Die 7A und 7B sind
Ansichten von Kegel 20d, der vom drehbaren Gehäuse 40 getragen wird.
Der Kegel 20d hat einen inneren Fließweg 50a, der durch
O-Ring 50b abgedichtet ist. Der Kegel 20d enthält einen
Satz von Gewinden 52. Der Kegel 20d ist durch
die drehbare Einrastung der Gewinde 42b-4 des Gehäuses 40 und 52 von
Kegel 20d an das Gehäuse 40 gekoppelt.
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Der
O-Ring 50b verhindert eine Austreten zwischen einem Ende 50c und
einem Bereich des Körperabschnitts 20b-1,
der dadurch verläuft.
Das Fluid verlässt
den Kegel 20d über
einen Fluidstromkanal 20b-4 im Körperabschnitt 20b-1.
Das Fluid verlässt
den Kegel 20d im Kanal 20b-4 als Strom. Der Strom
des Fluids beeinträchtigt
die vibrierende Spitze 20e und erzeugt ein glattes Sprühmuster
M, das sich zum Kühlen
und Reinigen von Geweben eignet. Klebemittel, wie Epoxy, können verwendet
werden, um den Kegel 20d dauerhaft am Gehäuse 40 zu
befestigen.
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Die 8A, 8B und 8C veranschaulichen
die Schritte des Einbaus von Einsatz 20. Die Rille 20b'-1 in dem Körperabschnitt 20b' stellt eine
positive Greifoberfläche
bereit, die während
des Zusammenbaus verwendbar ist durch Herstellung von Befestigungen,
mit denen die axiale Bewegung des Einsatzes 20 blockiert
wird.
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Wie
in der 8A veranschaulicht umfassen die
anfänglichen
Schritte des Zusammenbaus des Einsatzes 20 das Verschieben
des Drehlagerbauteils 24 hinter die Arbeitsspitze 20e auf
den Körperabschnitt 20b-1.
Der Drehmomentverschluss 30 wird dann auf das Betriebsbauteil 20e geschoben
und entlang des länglichen
Körpers 20b-1 gepresst,
was wiederum die Bauteile 34b, c radial nach außen presst,
bis deren Oberflächen 36a,
b verschieblich die Schlitze 20b-2, -3 versperren. Diese
verschiebliche Einrastung mit den Schlitzen in dem Körperbauteil 20b verriegelt
den Drehmomentverschluss 30 am Körperbauteil 20b und
fängt das
Lagerbauteil 24 gegen einen Abschnitt 20b' des Körpers 20b,
was dessen axiale Bewegung verhindert. Das Lagerbauteil 24 ist
weiterhin drehbar gegenüber
dem länglichen Körperabschnitt 20b.
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Wie
in der 8B veranschaulicht wird das Gehäuse 40 dann
auf und hinter das Betriebsbauteil 20e geschoben und auf
das Drehlager 24 gepresst, wodurch die mit Stacheln versehenen
Finger 24g-1, -2, -3, -4 radial nach innen gebogen werden,
und auch in den Presssitz auf die Außenrandfläche 32b des Drehmomentverschlusses 30 nächst der
Scheibe 24d. Bei der Unterbringung auf dem Lagerbauteil 24 ragen
die einwärts
gebogenen Finger 24g in den radialen Schlitz 42b-2,
versperren axial das Gehäuse 40 am
Lager 24, wobei eine relative Drehbewegung zwischen ihnen
aber noch möglich
ist.
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Das
runde elastomere Griffbauteil 20c kann auf das Gehäuse 40 entweder
vor oder nach dem Versperren des Kegels 20d über das
Gewinde damit verschoben werden. Der Griffbereich 20c hat
einen Innendurchmesser, der etwas kleiner als der Außendurchmesser
des Gehäuses 40 ist.
Das Bauteil 20c versucht somit, sich elastisch um das Gehäuse 40 zusammenzuziehen,
was ein unvorgesehenes Gleiten des Griffs 20c gegenüber dem
Gehäuse
minimiert. Das Bauteil 20 kann auch dauerhaft mit einem Klebemittel
am Gehäuse 40 befestigt
werden.
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Die 9A veranschaulicht
einen Seitenschnitt eines zusammengebauten Einsatzes 20 gemäß dem Verfahren
der Schritte 8A, 8B und C.
Die 9B ist ein vergrößerter Seitenschnitt eines Abschnitts
von 9A, der weiter die Verhältnisse der verschiedenen Bauteile
darin veranschaulicht.
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Der
Fachmann ist sich darüber
bewusst, dass vorzugsweise die Spitze 20e vor dem Beginn des
in 8A gezeigten Zusammenbauverfahrens hergestellt
und wärmebehandelt
wird. Durch Formen von Gehäuse 40 als
getrenntes Bauteil aus dem Kern 20d sind ihre jeweiligen
Längen
jeweils kleiner als die gesamte Länge von 20d und 40.
Folglich kann jedes unabhängig über beispielhafte
gekrümmte
Spitze 20e geschoben werden, obschon die zusammengebaute
Kombination 20d und 40 nicht über die Spitze 20e gleitet.
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Die 10A veranschaulicht einen Kunststoff-Schnappadapter 70,
der mit einem Standard-Handstück,
wie einem Handstück 12a verwendet
werden soll. Wie in der 10A veranschaulicht umfasst
das Handstück 12a einen
ringförmigen
Eindruck 12c nächst
dem offenen Ende 12a-2. Der Adapter 70 schnappt
auf dem Handstück 12a an
der Rille 12c ein.
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Der
Adapter 70 hat einen Körperabschnitt 72a,
der einen ringförmigen
Verschlussvorsprung 72b trägt, der verschieblich den Schlitz 12c versperrt, so
dass der Adapter 70 daran angeschlossen wird. Der Adapter 70 umfasst
auch ein Lager 74a, das in einem Innenbereich 74b des
Körpers 72a gehalten wird.
Eine O-Ring-Dichtung 74c kann nächst dem Lager 74a positioniert
werden, so dass die Wahrscheinlichkeit des Austretens von Fluid
minimiert wird, das durch das Handstück 12a in einen daran
angeschlossenen Einsatz strömt.
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Der
Einsatz 70 umgrenzt einen Kanal 76a, der gemeinsam
mit dem Kanal 12d in Handstück 12a verläuft und
an diesen stößt. Die
Kanäle 76a und 12d erhalten
einen Standard-Einsatz, wie den vorstehend beschriebenen Einsatz 14,
der drehbar an dem Handstück 12a angeschlossen
werden soll und der dadurch mit Strom versorgt werden soll.
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Die 10B veranschaulicht zusätzliche Einzelheiten des Einsatzes 14,
der an dem Adapter 70 zum Drehen gegenüber dem Handstück 12a angekoppelt
ist. Bei der in 10B gezeigten Ausführungsform
bieten der Adapter 70 zusammen mit dem Handstück 12a und
dem Einsatz 14 einen dichten Fluidstromweg zwischen der
Innenrandfläche 12b des
Handstücks
und der Spitze 14b des Einsatzes. Bei dieser Konfiguration
kann ein Anwender den Einsatz 14 gegenüber dem Handstück 12a drehen,
indem Drehkräfte
auf den Griff 14c auf analoge Weise ausgeübt werden,
wie bei Griff 20c des vorstehend beschriebenen drehbaren
Einsatzes 20.
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Die
Verwendung von Einsatz 70, einem Standard-Handstück, in Kombination
mit Standard-Einsätzen,
wie Einsatz 14, kann kostengünstig Anwenderfreundlichkeit
für den
Arzt verschaffen. Es versteht sich, dass bei Bedarf der Einsatz 70 farbcodiert
ist. Der Einsatz 70 kann aus einem beliebigen sterilisierbaren
Kunststoff geformt sein, wie einem Thermoplastmaterial, das kommerziell
erhältlich
ist und das als Polyphenylsulfon bekannt ist. Es versteht sich,
dass eine Anzahl von Schnappverschluss-Fingern, wie die Finger 72b,
im Gehäuse 72a zum Zweck
der lösbaren
Befestigung des Adapters am Handstück 12a geformt werden
kann.
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Die 10C ist eine Gesamtansicht von Einsatz 14,
der über
Adapter 70 an Handstück 12a angeschlossen
ist.
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Die 11A und 11B veranschaulichen eine
alternative Form eines Adapters 80, der mit einem Handstück 82 verwendbar
ist. Der Adapter 80 umfasst einen zylindrischen Körperabschnitt 80a,
der ein Lager 80b trägt,
das als Kunststoffringlager verwendet werden kann. Das Lager 80b wird
in einem zylindrischen Schlitz 80c in Gehäuse 80a getragen.
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Das
Gehäuse 80a trägt auch
eine O-Ring-Dichtung 80d in einem zweiten Schlitz 80e. Schließlich endet
der Körper 80a an
einer Anzahl biegefähiger
Verschlussfinger 80f. Der Körper 80a ist hohl
und umgrenzt eine zylindrische Innenrandfläche 80g.
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Der
Adapter 80 kann verschieblich in Handstück 82 mit einem Schnappverschluss
aufgenommen werden. Die Außenflächen der
Finger 80f greifen verschieblich in einen Verschluss-Schlitz 82,
der sich in einer Innenrandfläche 82b des
Handstücks 82 befindet.
Die Innenrandfläche 82b umfasst
auch einen Schlitz 82c zur Aufnahme der O-Ringdichtung 80e und
einen Schlitz 82d, der das von Adapter 80 gehaltene
Drehlager 80b aufnimmt. Es versteht sich, dass der O-Ring 80d eine
Fluiddichtung zwischen Handstück 82 und
einem Einsatz bereitstellt, wie Einsatz 14, der teilweise
als durchsichtige Darstellung gezeigt ist, und der verschieblich
in den Adapter 80 in Kontakt mit der zylindrischen Innenrandfläche 80g eingeführt worden
ist. Derart eingeführt
kann der Einsatz 14 zusammen mit dem Adapter 80 gegenüber dem
Handstück 82 gedreht
werden, so dass die Bedienungsfreundlichkeit für den Arzt erhöht wird.
Eine Manschette 86 lässt
sich auf das Ende des Handstücks 82 schrauben,
so dass der Adapter 80 an Ort und Stelle eingefangen wird,
und seine axiale Bewegung verhindert wird.
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Die 12A bis C veranschaulichen Einzelheiten einer
bevorzugten Struktur von Stapel 20a. Durch Eindrücken einer "W"-Biegung 20a-1 an der Länge jedes
Stapelbauteils, kann wie gezeigt die Steife des Stapels gesteigert
werden. Dies wiederum fördert
eine fortgesetzte Ausrichtung des Stapels gegenüber der Mittelachse HP-A (siehe 2B),
während
der Einsatz 20 gedreht wird. Die verbesserte Ausrichtung
minimiert die Wahrscheinlichkeit, dass der Stapel 20 beim
Drehen gegen die Innenrandfläche 12d scheuert,
so dass eine mögliche
Quelle für Reibung
und Lärm
eliminiert wird.
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Die 13A bis 13F veranschaulichen verschiedene
Einzelheiten eines alternativen Drehmomentverschlusses 30'. Der Drehmomentverschluss 30' hat einen Hohlkörperabschnitt 32a' mit einem Außenrand 32b'. Der Drehmomentverschluss 30' ist mit einem
Schlitz 34a' versehen,
der sich im Körper 32a' befindet. Der
Schlitz 34a' ermöglicht eine radiale
Auswärtsdeformation
der Abschnitte 34b', 34c' nächst dem
Schlitz 34a',
wenn der Drehmomentverschluss 30' auf den länglichen Körperabschnitt 20b-1 geschoben
wird.
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Die
Oberflächen 36a', 36b' greifen verschieblich
in die Kerben 20b-2, -3 des länglichen Bauteils 20b-1.
Sind die Kerbens derart versperrt, bewegen sich die deformierbaren
Bauteile 34b',
c' radial nach innen
in einen nicht-deformierten Zustand. In diesem Zustand wird der
Drehmomentverschluss 30' am
Körper 20b an
den Kerben 20b-2', -3' verriegelt. Die
Kombination der Enden 34b', 34c' mit den Oberflächen 36a', b' in den Schlitzen 20b-2', -3' hemmt die Drehung
und die Umsetzung des Drehmomentverschlusses 30' gegenüber dem
Körperbauteil 20b-1. Somit
dreht die Drehung des Drehmomentverschlusses 30' auch den Körper 20b des
Einsatzes.
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Sobald
der Drehmomentverschluss 30' auf dem
Körperbauteil 20b-1 an
den Schlitzen 20b-2, -3 installiert ist, befindet er sich
dauerhaft an einem Bereich Z, der im Wesentlichen keine Ultraschallvibration
aufweist, was am besten aus der 16 hervorgeht.
Dies minimiert die Wärmeentstehung
zwischen dem vibrierenden Körper 20b-1 und dem Drehmomentverschluss 30'. Der Fachmann
ist sich darüber bewusst,
dass neben der Lokalisierung der Kerben 20b-2', -3' an einem Bereich
mit minimaler axialer Ultraschallvibration, vorzugsweise zentriert
am erwarteten Knotenpunkt ohne Vibration, der Querschnitt des Anschlusskörperabschnitts 20b-1 über die
Kerben 20b-2',
-3' weiterhin eine
so große
Fläche
aufweist, dass Ultraschallvibrationen ohne Einschränkung übertragen
werden.
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Der
Drehmomentverschluss 30' umfasst auch
radial deformierbare hülsenartige
Bauteile 30'-1, 30'-2, 30'-3 und 30'-4. Die hülsenartigen
Bauteile sind durch dazwischen befindliche Schlitze 30a, b,
c, d getrennt, die eine biegefähige
federartige Wirkung in Radialrichtung ermöglichen. Zwei der hülsenartigen
Bauteile 30'-1,
-3 tragen einen Anteil der Oberfläche 31-1, die an einem
Flansch 31-2 auf einer Seite und einem Flansch 31-3 auf
der anderen Seite endet. Zwei andere Bauteile 30'-2, -4 sind
ebenfalls lateral biegbar. Deren Außenrandflächen verlaufen zum Außenrand
von Flansch 31-2 (was am besten in der 13D ersichtlich ist) und verhindern eine Drehung
des Drehmomentverschlusses gegenüber
dem Gehäuse 40'.
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Die 14A, B, C veranschaulichen verschiedene Ansichten
eines Gehäuses 40', das im Presssitz über dem
Drehmomentverschluss 30' sitzt, und
das wiederum verschieblich und versperrend die mit Stacheln versehenen
Finger 24g-1, -2, -3 und -4 des Drehlagers 24 greift.
Das Gehäuse 40' hat einen im
Allgemeinen länglichen
zylindrischen Körper 42'a mit einem
glatten Außenrand 42'b. Der Körper 42'a endet an einem
Ende 42'c,
das nächst
der ringförmigen
Schulter 42'd liegt.
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Die
Schulter 42'd wiederum
hat eine Endfläche 42'd-1. Im installierten
Zustand ist die Endfläche 42'd-1 nächst der
ringförmigen
Oberfläche 24d-3 des Lagers 24 und
dreht sich ihr gegenüber.
Das Gehäuse 40' dreht sich
gegenüber
dem Lager 24 und ist drehbar daran angekoppelt, wie vorher
in Bezug auf das Gehäuse 40 und
das Lager 24 erörtert
wurde.
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Wenn
das Gehäuse 40' verschieblich
in die mit Stacheln versehenen Finger 24g-1, -2, -3, -4 greift,
greift die zylindrische Innenrandfläche 42'b-3 verschieblich in die hülsenartigen
Bauteile 30'-1,
-2, -3 und -4 ein. Die Wechselwirkung zwischen diesen beiden Sätzen von
Oberflächen
biegt die hülsenartigen
Bauteile 30'-1,
-2, -3, -4 radial nach innen, wenn die Oberfläche 42'b-3 daran entlang gleitet.
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Die
Oberfläche 42'b-3 gleitet
auf der zylindrischen Außenfläche 31-1 und
wird durch einen radial verlaufenden Flansch 31-2 und die
Stacheln 30'-1a, -1b
gefangen, die sich radial auswärts
bewegen, sobald die Oberfläche 42'b-3 an Flansch 31-2 stößt. Die Wechselwirkung
zwischen der Oberfläche 31-1,
der radial verlaufenden Flansche 31-2 und 31-3,
der Stacheln 30'-1a,
-1b, zusammen mit der Oberfläche 42'b-3, befestigt
den Drehmomentverschluss 30' an dem
Gehäuse 40' axial und auch
radial, so dsss eine Drehung zwischen ihnen verhindert wird.
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Die 15A bis 15E veranschaulichen verschiedene
Ansichten eines Nasenkegels 20d', der Gehäuse 40' geschraubt ist. Der Nasenkegel 20d' enthält auch
einen radialen Schlitz 20d'-1 zur
Aufnahme eines O-Dichtungsrings.
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Die 16 veranschaulicht
zusätzliche
Einzelheiten des Zusammenbaus, mit einem Drehmomentverschluss 30', Gehäuse 40', Nasenkegel 20d'. In 16 ist
der Einsatz 20b an Drehmomentverschluss 30' durch radiale
Klammerbauteile 34b',
c' verriegelt. Das
Gehäuse 40' ist wiederum
drehbar an das Drehlager 24 gekoppelt und ist an Drehmomentverschluss 30' an Bereich 31-1 versperrt.