WO2007143977A1 - Piston-cylinder unit for a water-jet device for separating a biological structure and method for producing the piston-cylinder unit - Google Patents

Piston-cylinder unit for a water-jet device for separating a biological structure and method for producing the piston-cylinder unit Download PDF

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WO2007143977A1
WO2007143977A1 PCT/DE2007/001028 DE2007001028W WO2007143977A1 WO 2007143977 A1 WO2007143977 A1 WO 2007143977A1 DE 2007001028 W DE2007001028 W DE 2007001028W WO 2007143977 A1 WO2007143977 A1 WO 2007143977A1
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WO
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piston
cylinder unit
cylinder
housing
support sleeve
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Application number
PCT/DE2007/001028
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French (fr)
Inventor
Konrad-Wenzel Winkler
Original Assignee
Human Med Ag
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Publication date
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/3203—Fluid jet cutting instruments

Definitions

  • Piston-cylinder unit for a water jet device for separating a biological structure and method for producing the piston-cylinder unit
  • the invention relates to a piston-cylinder unit according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 7.
  • Such water jet separation devices are used in human medicine, in particular in plastic surgery.
  • Such a water jet separator is known from WO 2004/112623 A2.
  • This water jet separator consists of a reservoir for the separating liquid to be used, a piston-cylinder unit for conveying the separating liquid and a surgical handpiece for discharging the separating liquid. Connected to each other are the reservoir, the piston-cylinder unit and the surgical handpiece via corresponding fluid lines, wherein the compounds are preferably designed as plug-in connections.
  • the surgical handpiece 3 consists in its simplest embodiment of a handpiece with a pressure cannula, wherein the pressure cannula has at its distal end a special outlet nozzle. Due to the many different types of application, the surgical handpiece is designed differently.
  • the surgical handpiece for liposuction is equipped with an additional suction tube, which surrounds the pressure cannula and thus forms an annular suction channel due to the difference in diameter.
  • At the periphery of the suction tube there are a plurality of radial suction openings for receiving the separated tissue particles and the accumulated separating liquid.
  • the piston-cylinder unit consists of a cylinder housing with a cylinder chamber and a piston fitted with play in the cylinder chamber.
  • This cylinder chamber is closed by a cylinder cover, wherein the piston penetrates the cylinder cover and is connected via a plug-in coupling with the actuating tappet of an eccentric drive device.
  • the tightness to the outside takes over a membrane which is attached on the one hand to the piston and on the other hand to the cylinder housing to prevent ingress of external influences in the cylinder chamber.
  • the piston At its end lying in the cylinder chamber, the piston is formed with a sealing lip, which forms a volume variable suction and pressure chamber by the functional interaction between the piston and the cylinder chamber.
  • This suction and pressure chamber is connected via a located in the region of its smallest volume suction port to the reservoir and a arranged in the same area pressure port to the surgical handpiece. In the suction port, a suction valve is used.
  • the cylinder housing, the cylinder cover and the piston of the piston-cylinder unit consist of a tissue-compatible plastic.
  • a polyamide plastic PA
  • PA polyamide plastic
  • polyamides have only relatively low strength properties, so that the cylinder housing must be equipped to accommodate the relatively high pressures in the suction and pressure chamber with an oversized wall thickness.
  • additional stiffening ribs are also provided on the circumference of the cylinder housing. But the large wall thickness and the stiffening ribs lead to a large-scale piston-cylinder unit, which is thus unwieldy and expensive to manufacture.
  • the invention is therefore based on the object to improve the stability and the sliding behavior of the piston-cylinder unit, while reducing the external dimensions of the piston-cylinder unit.
  • a new manufacturing process for the piston-cylinder unit to be developed.
  • the new piston-cylinder unit and the new manufacturing method eliminate the aforementioned disadvantages of the prior art.
  • the piston-cylinder unit can be manufactured by injection molding, without the adverse shrinkages and the associated functional disadvantages occur. This saves considerable production costs.
  • the dimensions for the inner slide housing and for the outer support sleeve can be minimized, whereby the entire piston-cylinder unit can be downsized. This saves costs and improves the handling and thus in turn the performance characteristics.
  • the Einstecksaugventil and the suction port and the pressure port are divided between the two cylinder housing parts.
  • the existing space can be better utilized, because now the directions of the suction port and the pressure port can be chosen freely and no longer have to be arranged opposite each other.
  • suction port the pressure port and the inner support sleeve are made in one piece, which facilitates the injection process and saves manufacturing costs.
  • connection between the inner slide housing and the outer support sleeve takes place by a form fit, because it allows larger axial forces can be absorbed.
  • a frictional connection which may for example be an axial forces receiving press fit.
  • a piston-cylinder unit could be produced in the required quality so far only by way of machining.
  • the now possible injection molding process makes production more efficient and thus reduces manufacturing costs. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
  • Fig. 5 the piston of the piston-cylinder unit in longitudinal section
  • Fig. 6 the cylinder housing in another execution.
  • the piston-cylinder unit consists of an outer cylinder housing 1 with a cylinder chamber and a piston 2 fitted in the cylinder chamber with a piston rod 3.
  • the piston rod 3 passes through a cylinder cover 4, wherein the cylinder cover 4 closes the cylinder chamber of the cylinder housing 1 and the piston rod 3 is connected at its outer end with a drive means.
  • the piston rod 3 has at its outer end a coupling element 5.
  • the cylinder housing 1 has a radially arranged Saugan- circuit 6, which is connected via a coupling element 7 with leading to the reservoir suction line.
  • an installation space 8 is provided for a spring-loaded Einstecksaugventil 9, which is connected to the cylinder chamber of the cylinder housing 1.
  • radially a pressure port 10 is arranged, which is connected via a pressure-resistant connecting element with a leading to the surgical handpiece pressure line.
  • the connecting element is a clamping sleeve 11.
  • the cylinder space of the cylinder housing 1 has a cylindrical suction and pressure chamber 12 and a conical parking position space 13, both of which are hydraulically separated from each other by the piston 2.
  • the piston 2 is equipped with a sealing lip 14, which results from the outer diameter of the piston 2 and a frontal and cylindrical recess 15.
  • the suction and pressure chamber 12 is connected to both Suction port 6 and connected to the pressure port 10.
  • the axial lengths of the cylindrical suction and pressure chamber 12 and the piston 2 are coordinated so that the sealing lip 14 is always in the cylindrical region of the suction and pressure chamber 12 during the suction and pressure movement of the piston 2. Only for the time before the first startup of the piston 2 relative to the cylinder cover 4 is shifted so that the sealing lip 14 is located in the conical parking position room 13.
  • the sealing lip 14 is relieved during this time and on the other hand, the sealing function of the sealing lip is released, so that a sterilizing gas can penetrate into the parking position 13, hu parking position 13 is a sealing membrane 16, on the one hand on the piston 2 and on the other hand between the Cylinder housing 1 and the cylinder cover 4 is clamped and the parking lot 13 finds sufficient free space for their Walk movements.
  • the cylinder housing 1 is now formed according to FIGS. 2 to 5 in a special way.
  • the cylinder housing 1 includes an inner sliding housing 17, as shown in FIG. 4.
  • This inner sliding housing 17 accommodates all functional elements already described, such as the suction and pressure chamber 12, the parking position space 13, the installation space 8 for the plug-in 9 and possibly also the connecting element for receiving the cylinder cover 4.
  • the inner slide housing 17 has a outer contour that fits with a largely uniform wall thickness of the cylindrical suction and pressure chamber 12, the conical parking position space 13 and the transverse installation space 8 for the Einstecksaugventil 9.
  • the outer peripheral surface of the inner slide housing 17 is provided with a plurality of circumferential pass and stiffening ribs 18 and the end face of the cylinder housing 1 with a plurality of circular fitting and stiffening ribs 19.
  • an outer support sleeve 20 which is matched in the main thing with its inner contour fit to the outer contour of the inner slide housing 17 and thereby has a largely equal wall thickness.
  • the inner contour thus results from a plurality of circumferential and circular passport grooves that fit in number and shape to the outer circumferential fitting and stiffening ribs 18 and the end-side circular fitting and stiffening ribs 19 of the inner slide housing 17.
  • the outer support sleeve 20 further carries the radial suction port 6 and the radial pressure port 10.
  • the outer support sleeve 20 is further provided on its outer peripheral surface with circumferential stiffening ribs 21, wherein the circumferential stiffening ribs 21 are arranged so that each outer circumferential stiffening rib 21 of an inner fitting groove opposite. This results in a uniform wall thickness.
  • the piston-cylinder unit consist of a sprayable plastic material, whereby different plastics are used.
  • the piston consists of a plastic with predominantly good sliding properties, for which preferably a polyamide (PA) is used.
  • the inner slide housing 17 is made of a gleit stricten plastic, for which in this case, preferably a polyoxymethylene methylene (POM) is used.
  • a plastic having high strength properties is used, such as a combination of a polyoxymethylene (POM) and a glass fiber reinforced polyoxymethylene (POM-GFK).
  • the suction port 6 shows an alternative embodiment of the inner slide housing 17 and the outer support sleeve 20.
  • the suction port 6 is not formed on the outer support sleeve 20, but on the inner slide housing 17.
  • the outer support sleeve 20 has a radial opening through which the suction port 6 is passed. This embodiment is required whenever the plastic material used for the outer support sleeve 20 has incompatible properties for human health. This is true, for example, for a glass fiber reinforced plastic.
  • the piston 2 with its piston rod 3 and the inner slide housing 17 are injected in appropriate injection molds to their finished dimensions.
  • the inner slide housing 17 is then equipped with the plug-in suction valve 9, in which the installation space 8 of the interior neren slide housing 17 equipped with the Einstecksaugventil 9 and is then closed by the nozzle of the pressure port 10.
  • the thus preassembled slide housing 17 is placed as a core in another mold and molded around by the outer support sleeve 20, wherein at the same time the suction port 6 is formed and the inserted pressure port 10 is fixed.
  • the connecting element for the pressure line in the form of the clamping sleeve 11 is pushed over the pressure port 10 and pressed into the outer support sleeve 20.
  • the piston 2 is then inserted with the sealing membrane 16 and the cylinder cover 4 in the inner slide housing 17 and connected to the inner slide housing 17 or the outer support sleeve 20.

Abstract

The problem is to improve the stability and the sliding behavior of a piston-cylinder unit for water-jet separation, and at the same time to reduce the outside dimensions of the piston-cylinder unit. Moreover, a new production method is to be developed. On the device side, this is achieved by the cylinder housing (1) being embodied as a slide housing (17) that is encased by a support sleeve (20). On the method side, the problem is solved by the slide housing (17) with clearance (8) being sprayed, and by the insert suction valve (9) being integrated in the clearance (8) and fixed by pressure connection (10), and enclosed by the support sleeve (20).

Description

Beschreibungdescription
Kolben-Zylindereinheit für eine Wasserstrahleinrichtung zum Trennen einer biologischen Struktur und Verfahren zur Herstellung der Kolben-ZylindereinheitPiston-cylinder unit for a water jet device for separating a biological structure and method for producing the piston-cylinder unit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylindereinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Derartige Wasserstrahltrenneinrichtungen werden in der Humanmedizin, insbesondere in der plastischen Chirurgie eingesetzt.The invention relates to a piston-cylinder unit according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 7. Such water jet separation devices are used in human medicine, in particular in plastic surgery.
Eine derartige Wasserstrahltrenneinrichtung ist aus der WO 2004/112623 A2 bekannt. Diese Wasserstrahltrenneinrichtung besteht aus einem Vorratsbehälter für die zu verwendende Trennflüssigkeit, einer Kolben-Zylindereinheit zum Befördern der Trennflüssigkeit und einem Operationshandstück zum Austritt der Trennflüssigkeit. Miteinander verbunden sind der Vorratsbehälter, die Kolben-Zylindereinheit und das Operationshandstück über entsprechende Flüssigkeitsleitungen, wobei die Verbindungen vorzugsweise als Steckverbindungen ausgeführt sind.Such a water jet separator is known from WO 2004/112623 A2. This water jet separator consists of a reservoir for the separating liquid to be used, a piston-cylinder unit for conveying the separating liquid and a surgical handpiece for discharging the separating liquid. Connected to each other are the reservoir, the piston-cylinder unit and the surgical handpiece via corresponding fluid lines, wherein the compounds are preferably designed as plug-in connections.
Das Operationshandstück 3 besteht in seiner einfachsten Ausführung aus einem Handstück mit einer Druckkanüle, wobei die Druckkanüle an ihrem distalen Ende eine spezielle Austrittsdüse aufweist. Auf Grund der vielen unterschiedlichen Applikationsarten ist das Operationshandstück unterschiedlich ausgeführt. So ist das Operationshandstück zum Beispiel für das Fettabsaugen mit einem zusätzlichen Absaugrohr ausgerüstet, das die Druckkanüle ummantelt und so auf Grund der Durchmesserunterschiede einen ringförmigen Absaugkanal ausbildet. Am Umfang des Absaugrohres befinden sich mehrere radiale Absaugöffnungen zur Aufnahme der abgetrennten Gewebeteilchen und der angesammelten Trennflüssigkeit. Die Kolben-Zylindereinheit besteht aus einem Zylindergehäuse mit einem Zylinderraum und einem mit Spiel im Zylinderraum eingepassten Kolben. Dieser Zylinderraum ist durch einen Zylinderdeckel verschlossen, wobei der Kolben den Zylinderdeckel durchdringt und über eine Steckkupplung mit dem Betätigungsstößel einer exzentrischen Antriebseinrichtung verbunden ist. Die Dichtheit nach Außen übernimmt eine Membran, die einerseits am Kolben und andererseits am Zylindergehäuse befestigt ist, um ein Eindringen von äußeren Einflüssen in den Zylinderraum zu verhindern. An seinem im Zylinderraum liegenden Ende ist der Kolben mit einer Dichtlippe ausgebildet, die durch das funktionelle Zusammenspiel zwischen dem Kolben und dem Zylinderraum einen volumenveränderlichen Saug- und Druckraum ausbildet. Dieser Saug- und Druckraum ist über einen im Bereich seines kleinsten Volumens befindlichen Sauganschluss mit dem Vorratsbehälter und über einen im gleichen Bereich angeordneten Druckanschluss mit dem Operationshandstück verbunden. In dem Sauganschluss ist ein Saugventil eingesetzt.The surgical handpiece 3 consists in its simplest embodiment of a handpiece with a pressure cannula, wherein the pressure cannula has at its distal end a special outlet nozzle. Due to the many different types of application, the surgical handpiece is designed differently. Thus, for example, the surgical handpiece for liposuction is equipped with an additional suction tube, which surrounds the pressure cannula and thus forms an annular suction channel due to the difference in diameter. At the periphery of the suction tube there are a plurality of radial suction openings for receiving the separated tissue particles and the accumulated separating liquid. The piston-cylinder unit consists of a cylinder housing with a cylinder chamber and a piston fitted with play in the cylinder chamber. This cylinder chamber is closed by a cylinder cover, wherein the piston penetrates the cylinder cover and is connected via a plug-in coupling with the actuating tappet of an eccentric drive device. The tightness to the outside takes over a membrane which is attached on the one hand to the piston and on the other hand to the cylinder housing to prevent ingress of external influences in the cylinder chamber. At its end lying in the cylinder chamber, the piston is formed with a sealing lip, which forms a volume variable suction and pressure chamber by the functional interaction between the piston and the cylinder chamber. This suction and pressure chamber is connected via a located in the region of its smallest volume suction port to the reservoir and a arranged in the same area pressure port to the surgical handpiece. In the suction port, a suction valve is used.
Das Zylindergehäuse, der Zylinderdeckel und der Kolben der Kolben-Zylindereinheit bestehen aus einem gewebeverträglichen Kunststoff. Es gibt nun Probleme bei der Auswahl des richtigen Kunststoffmaterials. So muss der Kunststoff für das Zylindergehäuse und den Kolben sehr gute Gleiteigenschaften aufweisen, damit dem Kolben bei seinen Bewegungsabläufen nur ein geringster Reibungswiderstand entgegengebracht wird. Daher kommt hierfür vorzugsweise ein Polyamidkunststoff (PA) zum Einsatz. Polyamide verfügen aber nur über relativ geringe Festigkeitseigenschaften, sodass das Zylindergehäuse zur Aufnahme der relativ hohen Drücke im Saug- und Druckraum mit einer überdimensionierten Wandstärke ausgestattet werden muss. Zur Verbesserung der Stabilität des Zylindergehäuses sind außerdem am Umfang des Zylindergehäuses zusätzliche Versteifungsrippen vorgesehen. Die große Wandstärke und die Versteifungsrippen führen aber zu einer groß bauenden Kolben-Zylindereinheit, die damit unhandlich und auch teuer in der Herstellung wird.The cylinder housing, the cylinder cover and the piston of the piston-cylinder unit consist of a tissue-compatible plastic. There are now problems in choosing the right plastic material. Thus, the plastic for the cylinder housing and the piston must have very good sliding properties, so that the piston is given in his movements only a slight frictional resistance. Therefore, a polyamide plastic (PA) is preferably used for this purpose. But polyamides have only relatively low strength properties, so that the cylinder housing must be equipped to accommodate the relatively high pressures in the suction and pressure chamber with an oversized wall thickness. To improve the stability of the cylinder housing additional stiffening ribs are also provided on the circumference of the cylinder housing. But the large wall thickness and the stiffening ribs lead to a large-scale piston-cylinder unit, which is thus unwieldy and expensive to manufacture.
Zur Senkung der Herstellungskosten wurde bereits versucht, das Zylindergehäuse im Spritzverfahren herzustellen, um Material und Arbeitszeit einzusparen. Dabei wurde festgestellt, dass es am Zylindergehäuse wegen der erheblichen Unterschiede in den Wandstärken und wegen der erheblichen Wanddicke des Zylindergehäuses im Bereich des Saug- und Druckraumes zu starken Materialschrumpfungen kommt. Diese Materialschrumpfungen beeinflussen aber auch die Innenwandung des Saug- und Druckraumes, sodass die Führungsfläche des Saug- und Druckraumes uneben wird. Darunter leiden zwangsläufig das Dichtverhalten am Kolben und damit die Leistungsfähigkeit der Kolben-Zylindereinheit.In order to reduce the manufacturing cost has already been trying to produce the cylinder housing by spraying to save material and labor. It was determined that it comes to the cylinder housing due to the considerable differences in the wall thicknesses and because of the considerable wall thickness of the cylinder housing in the region of the suction and pressure chamber to severe material shrinkage. However, these material shrinkages also affect the inner wall of the suction and pressure chamber, so that the guide surface of the suction and pressure chamber is uneven. This inevitably affects the sealing behavior on the piston and thus the performance of the piston-cylinder unit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Stabilität und das Gleitverhalten der Kolben-Zylindereinheit zu verbessern und dabei gleichzeitig die äußeren Abmessungen der Kolben-Zylindereinheit zu verringern. Außerdem soll ein neues Herstellungsverfahren für die Kolben-Zylindereinheit entwickelt werden.The invention is therefore based on the object to improve the stability and the sliding behavior of the piston-cylinder unit, while reducing the external dimensions of the piston-cylinder unit. In addition, a new manufacturing process for the piston-cylinder unit to be developed.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Zweckdienliche Ausgestaltungsrαöglichkeiten ergeben sich aus den Un.teran.spru- chen 2 bis 8 und 10 bis 12.This object is solved by the characterizing features of claims 1 and 8. Expedient Ausgestaltungsrαöglichkeiten result from the Un.teran.spru- Chen 2 to 8 and 10 to 12.
Die neue Kolben-Zylindereinheit und das neue Herstellungsverfahren beseitigen die genannten Nachteile des Stands der Technik.The new piston-cylinder unit and the new manufacturing method eliminate the aforementioned disadvantages of the prior art.
Mit der neuen Kolben-Zylindereinlieit und dem neuen Herstellungsverfahren wird es erstmals möglich, den sich gegenseitig ausschließenden Anforderungen an eine Kolben- Zylindereinheit auf Gleitfähigkeit und Festigkeit gerecht zu werden. Das ist darauf zurückzufuhren, dass das Zylindergehäuse zweigeteilt mit einem Gleitgehäuse und einer, das Gleitgehäuse ummantelnden Stützhülse ausgeführt ist. Dadurch wird es möglich, eine Materialauswahl zu treffen, die für jede Anforderung am vorteilhaftesten ist. So wird für das innere Gleitgehäuse ein gleitfahiges Material ausgewählt, dass für den Kolben die besten Gleiteigenschaften realisiert, während die Stützhülse aus einem Material mit hohen Festigkeitseigenschaften geschaffen wird. Das wirkt sich auf die Funktion der Kolben-Zylindereinheit aus und erhöht damit die Gebrauchseigenschaften. Dabei sind alle Kombinationen von Metallen und Kunststoffen denkbar, wobei sehr vorteilhaft die Verwendung von zwei verschiedenen Kunststoffen ist.With the new piston-cylinder inlet and the new manufacturing process it becomes possible for the first time to meet the mutually exclusive requirements for a piston-cylinder unit for lubricity and strength. This is due to the fact that the cylinder housing is made in two parts with a sliding housing and a, the slide housing sheathing support sleeve. This makes it possible to make a material selection that is most advantageous for each requirement. Thus, for the inner slide housing, a lubricious material is selected that achieves the best sliding properties for the piston while providing the support sleeve of a material having high strength properties. This affects the function of the piston-cylinder unit and thus increases the performance characteristics. There are All combinations of metals and plastics conceivable, with the use of two different plastics is very advantageous.
Mit der Verwendung von zwei Kunststoffen eröffnet sich ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren. So kann die Kolben-Zylindereinheit im Spritzgießverfahren hergestellt werden, ohne dass die nachteiligen Schrumpfungen und die damit zusammenhängenden funktionellen Nachteile eintreten. Das erspart erhebliche Herstellungskosten. Mit der Einführung dieser zweiteiligen Ausführung des Zylindergehäuses können die Abmessungen für das innere Gleitgehäuse und für die äußere Stützhülse minimiert werden, wodurch die gesamte Kolben-Zylindereinheit verkleinert werden kann. Das spart Kosten und verbessert die Handlichkeit und damit wiederum die Gebrauchseigenschaften. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Einstecksaugventil und der Sauganschluss und der Druckanschluss auf die beiden Zylindergehäuseteile aufgeteilt werden. Damit kann das vorhandene Raumangebot besser ausgenutzt werden, weil jetzt die Richtungen des Sauganschlusses und des Druckanschlusses frei gewählt werden können und nicht mehr gegenüberliegend angeordnet werden müssen.The use of two plastics opens up an advantageous manufacturing process. Thus, the piston-cylinder unit can be manufactured by injection molding, without the adverse shrinkages and the associated functional disadvantages occur. This saves considerable production costs. With the introduction of this two-part embodiment of the cylinder housing, the dimensions for the inner slide housing and for the outer support sleeve can be minimized, whereby the entire piston-cylinder unit can be downsized. This saves costs and improves the handling and thus in turn the performance characteristics. It is expedient if the Einstecksaugventil and the suction port and the pressure port are divided between the two cylinder housing parts. Thus, the existing space can be better utilized, because now the directions of the suction port and the pressure port can be chosen freely and no longer have to be arranged opposite each other.
Es ist auch von Vorteil, wenn der Sauganschluss, der Druckanschluss und die innere Stützhülse aus einem Stück bestehen, dass erleichtert den Spritzvorgang und spart Herstellungskosten.It is also advantageous if the suction port, the pressure port and the inner support sleeve are made in one piece, which facilitates the injection process and saves manufacturing costs.
Von einem besonderen Vorteil ist es, wenn die Verbindung zwischen dem inneren Gleitgehäuse und der äußeren Stützhülse durch einen Formschluss erfolgt, weil damit größere axiale Kräfte aufgefangen werden können. Es ist aber gleichermaßen möglich, die beiden Gehäuseteile durch einen Kraftschluss zu verbinden, der beispielsweise eine die axialen Kräfte aufnehmende Presspassung sein kann. Es ist weiterhin zweckmäßig, die äußere Stützhülse mit zusätzlichen Versteifungsrippen auszurüsten, weil damit eine Erhöhung der Stabilität erreicht wird. Außerdem ermöglicht diese Maßnahme wiederum eine Minimierung der Wandstärke der äußeren Stützhülse.Of particular advantage is when the connection between the inner slide housing and the outer support sleeve takes place by a form fit, because it allows larger axial forces can be absorbed. However, it is equally possible to connect the two housing parts by a frictional connection, which may for example be an axial forces receiving press fit. It is also expedient to equip the outer support sleeve with additional stiffening ribs, because thus an increase in stability is achieved. In addition, this measure in turn allows minimization of the wall thickness of the outer support sleeve.
Eine Kolben-Zylindereinheit konnte in der erforderlichen Qualität bisher lediglich auf dem Wege der Zerspanung hergestellt werden. Das jetzt mögliche Spritzgießverfahren macht die Fertigung rationeller und verringert damit die Herstellungskosten. Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.A piston-cylinder unit could be produced in the required quality so far only by way of machining. The now possible injection molding process makes production more efficient and thus reduces manufacturing costs. The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Dazu zeigen:To show:
Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht der Kolben-Zylindereinheit,1 is a perspective view of the piston-cylinder unit,
Fig. 2: die Kolben-Zylindereinheit im Längsschnitt,2: the piston-cylinder unit in longitudinal section,
Fig. 3: das Zylindergehäuse der Kolbenzylindereinheit im Längsschnitt,3: the cylinder housing of the piston-cylinder unit in longitudinal section,
Fig. 4: eine innere Gleithülse des Zylindergehäuses im Längsschnitt,4: an inner sliding sleeve of the cylinder housing in longitudinal section,
Fig. 5: den Kolben der Kolben-Zylindereinheit im Längsschnitt undFig. 5: the piston of the piston-cylinder unit in longitudinal section and
Fig. 6: das Zylindergehäuse in einer anderen Ausfuhrung.Fig. 6: the cylinder housing in another execution.
Nach den Fig. 1 und 2 besteht die Kolben-Zylindereinheit aus einem äußeren Zylindergehäuse 1 mit einem Zylinderraum und einem im Zylinderraum eingepassten Kolben 2 mit einer Kolbenstange 3. Die Kolbenstange 3 durchdringt einen Zylinderdeckel 4, wobei der Zylinderdeckel 4 den Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 verschließt und die Kolbenstange 3 an ihrem außen liegende Ende mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist. Dazu besitzt die Kolbenstange 3 an ihrem äußeren Ende ein Kupplungselement 5. Auf seiner Bodenseite hat das Zylindergehäuse 1 einen radial angeordneten Saugan- schluss 6, der über ein Kupplungselement 7 mit einer zum Vorratsbehälter fuhrenden Saugleitung verbunden ist. Im Bereich dieses Sauganschlusses 6 ist ein Einbauraum 8 für ein federbelastetes Einstecksaugventil 9 vorgesehen, der mit dem Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 verbunden ist. Ebenfalls radial ist ein Druckanschluss 10 angeordnet, der über ein druckfestes Verbindungselement mit einer zum Operationshandstück führenden Druckleitung verbunden ist. Bei dem Verbindungselement handelt es sich um eine Klemmhülse 11.1 and 2, the piston-cylinder unit consists of an outer cylinder housing 1 with a cylinder chamber and a piston 2 fitted in the cylinder chamber with a piston rod 3. The piston rod 3 passes through a cylinder cover 4, wherein the cylinder cover 4 closes the cylinder chamber of the cylinder housing 1 and the piston rod 3 is connected at its outer end with a drive means. For this purpose, the piston rod 3 has at its outer end a coupling element 5. On its bottom side, the cylinder housing 1 has a radially arranged Saugan- circuit 6, which is connected via a coupling element 7 with leading to the reservoir suction line. In the region of this suction port 6, an installation space 8 is provided for a spring-loaded Einstecksaugventil 9, which is connected to the cylinder chamber of the cylinder housing 1. Also radially a pressure port 10 is arranged, which is connected via a pressure-resistant connecting element with a leading to the surgical handpiece pressure line. The connecting element is a clamping sleeve 11.
Der Zylinderraum des Zylindergehäuses 1 besitzt einen zylindrischen Saug- und Druckraum 12 und einen konischen Parkstellungsraum 13, die beide durch den Kolben 2 hydraulisch voneinander getrennt sind. Dazu ist der Kolben 2 mit einer Dichtlippe 14 ausgestattet, die sich aus dem Außendurchmesser des Kolbens 2 und einer stirnseitigen und zylindrischen Ausnehmung 15 ergibt. Der Saug- und Druckraum 12 ist sowohl mit dem Sauganschluss 6 als auch mit dem Druckanschluss 10 verbunden. Die axialen Längen des zylindrischen Saug- und Druckraumes 12 und des Kolbens 2 sind so aufeinander abgestimmt, dass sich die Dichtlippe 14 während der Saug- und Druckbewegung des Kolbens 2 immer im zylindrischen Bereich des Saug- und Druckraumes 12 befindet. Nur für die Zeit vor der ersten Inbetriebnahme ist der Kolben 2 gegenüber dem Zylinderdeckel 4 so verschoben, dass sich die Dichtlippe 14 im konischen Parkstellungsraum 13 befindet. Damit wird einerseits die Dichtlippe 14 während dieser Zeit entlastet und andererseits ist die Dichtfunktion der Dichtlippe aufgehoben, sodass ein sterilisierendes Gas auch in den Parkstellungsraum 13 eindringen kann, hu Parkstellungsraum 13 befindet sich eine Dichtmembran 16, die einerseits am Kolben 2 eingelassen und andererseits zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Zylinderdeckel 4 eingespannt ist und die im Parkstellungsraum 13 einen ausreichenden Freiraum für ihre Walkbewegungen vorfindet.The cylinder space of the cylinder housing 1 has a cylindrical suction and pressure chamber 12 and a conical parking position space 13, both of which are hydraulically separated from each other by the piston 2. For this purpose, the piston 2 is equipped with a sealing lip 14, which results from the outer diameter of the piston 2 and a frontal and cylindrical recess 15. The suction and pressure chamber 12 is connected to both Suction port 6 and connected to the pressure port 10. The axial lengths of the cylindrical suction and pressure chamber 12 and the piston 2 are coordinated so that the sealing lip 14 is always in the cylindrical region of the suction and pressure chamber 12 during the suction and pressure movement of the piston 2. Only for the time before the first startup of the piston 2 relative to the cylinder cover 4 is shifted so that the sealing lip 14 is located in the conical parking position room 13. Thus, on the one hand the sealing lip 14 is relieved during this time and on the other hand, the sealing function of the sealing lip is released, so that a sterilizing gas can penetrate into the parking position 13, hu parking position 13 is a sealing membrane 16, on the one hand on the piston 2 and on the other hand between the Cylinder housing 1 and the cylinder cover 4 is clamped and the parking lot 13 finds sufficient free space for their Walk movements.
Das Zylindergehäuse 1 ist nun gemäß der Fig. 2 bis 5 in besonderer Weise ausgebildet. So gehört zum Zylindergehäuse 1 ein inneres Gleitgehäuse 17, so wie es die Fig. 4 zeigt. Dieses innere Gleitgehäuse 17 nimmt alle bereits beschriebenen Funktionselemente auf, wie den Saug- und Druckraum 12, den Parkstellungsraum 13, den Einbauraum 8 für das Einstecksaugventil 9 sowie möglicherweise auch das Verbindungselement zur Aufnahme des Zylinderdeckels 4. In besonderer Weise besitzt das innere Gleitgehäuse 17 eine äußere Kontur, die sich mit einer weitestgehenden gleichmäßigen Wandstärke an den zylindrischen Saug- und Druckraum 12, den konischen Parkstellungsraum 13 und den querliegenden Einbauraum 8 für das Einstecksaugventil 9 an- passt. Dabei ist die äußere Umfangsfläche des inneren Gleitgehäuses 17 mit mehreren umlaufenden Pass- und Versteifungsrippen 18 und die Stirnseite des Zylindergehäuses 1 mit mehreren kreisförmigen Pass- und Versteifungsrippen 19 ausgestattet. Über diesem inneren Gleitgehäuse 17 befindet sich eine äußere Stützhülse 20, die in der Hauptsache mit ihrer Innenkontur passgerecht auf die Außenkontur des inneren Gleitgehäuses 17 abgestimmt ist und dabei eine weitestgehend gleiche Wandstärke aufweist. Die Innenkontur ergibt sich somit aus mehreren umlaufenden und kreisförmigen Pass- nuten, die in der Anzahl und der Form zu den äußeren umlaufenden Pass- und Versteifungsrippen 18 und den stirnseitig kreisförmigen Pass- und Versteifungsrippen 19 des inneren Gleitgehäuses 17 passen. Die äußere Stützhülse 20 trägt weiterhin den radialen Sauganschluss 6 und den radialen Druckanschluss 10. Die äußere Stützhülse 20 ist weiterhin an ihrer äußeren Umfangsfläche mit umlaufenden Versteifungsrippen 21 ausgestattet, wobei die umlaufenden Versteifungsrippen 21 so angeordnet sind, dass jede äußere umlaufende Versteifungsrippe 21 einer inneren Passnut gegenüberliegt. Damit ergibt sich eine gleichmäßige Wandstärke.The cylinder housing 1 is now formed according to FIGS. 2 to 5 in a special way. Thus, the cylinder housing 1 includes an inner sliding housing 17, as shown in FIG. 4. This inner sliding housing 17 accommodates all functional elements already described, such as the suction and pressure chamber 12, the parking position space 13, the installation space 8 for the plug-in 9 and possibly also the connecting element for receiving the cylinder cover 4. In a special way, the inner slide housing 17 has a outer contour that fits with a largely uniform wall thickness of the cylindrical suction and pressure chamber 12, the conical parking position space 13 and the transverse installation space 8 for the Einstecksaugventil 9. In this case, the outer peripheral surface of the inner slide housing 17 is provided with a plurality of circumferential pass and stiffening ribs 18 and the end face of the cylinder housing 1 with a plurality of circular fitting and stiffening ribs 19. About this inner slide housing 17 is an outer support sleeve 20 which is matched in the main thing with its inner contour fit to the outer contour of the inner slide housing 17 and thereby has a largely equal wall thickness. The inner contour thus results from a plurality of circumferential and circular passport grooves that fit in number and shape to the outer circumferential fitting and stiffening ribs 18 and the end-side circular fitting and stiffening ribs 19 of the inner slide housing 17. The outer support sleeve 20 further carries the radial suction port 6 and the radial pressure port 10. The outer support sleeve 20 is further provided on its outer peripheral surface with circumferential stiffening ribs 21, wherein the circumferential stiffening ribs 21 are arranged so that each outer circumferential stiffening rib 21 of an inner fitting groove opposite. This results in a uniform wall thickness.
Alle Einzelteile der Kolben-Zylindereinheit bestehen aus einem spritzfähigen Kunststoffmaterial, wobei unterschiedliche Kunststoffe zum Einsatz kommen. So besteht der Kolben aus einem Kunststoff mit überwiegend guten Gleiteigenschaften, wofür vorzugsweise ein Polyamid (PA) verwendet wird. Auch das innere Gleitgehäuse 17 besteht aus einem gleitfälligen Kunststoff, wofür in diesem Fall vorzugsweise ein Polyoxid- methylen (POM) verwendet wird. Für die äußere Stützhülse 20 wird ein Kunststoff mit hohen Festigkeitseigenschaften eingesetzt, wie beispielsweise eine Kombination von einem Polyoxidmethylen (POM) und einem glasfaserverstärkten Polyoxidmethylen (POM-GFK).All individual parts of the piston-cylinder unit consist of a sprayable plastic material, whereby different plastics are used. Thus, the piston consists of a plastic with predominantly good sliding properties, for which preferably a polyamide (PA) is used. Also, the inner slide housing 17 is made of a gleitfälligen plastic, for which in this case, preferably a polyoxymethylene methylene (POM) is used. For the outer support sleeve 20, a plastic having high strength properties is used, such as a combination of a polyoxymethylene (POM) and a glass fiber reinforced polyoxymethylene (POM-GFK).
Die Fig.6 zeigt eine alternative Ausführung des inneren Gleitgehäuses 17 und der äußeren Stützhülse 20. Im Gegensatz zur Darstellung gemäß der Fig. 3 ist der Sauganschluss 6 nicht an der äußeren Stützhülse 20, sondern am inneren Gleitgehäuse 17 angeformt. Dazu besitzt die äußere Stützhülse 20 einen radialen Durchbruch, durch die der Sauganschluss 6 hindurchgeführt ist. Diese Ausführungsform ist immer dann erforderlich, wenn das für die äußere Stützhülse 20 verwendete Kunststoffmaterial für die Gesundheit des Menschen unverträgliche Eigenschaften besitzt. Das trifft zum Beispiel für einen glasfaserverstärkten Kunststoff zu.6 shows an alternative embodiment of the inner slide housing 17 and the outer support sleeve 20. In contrast to the illustration of FIG. 3, the suction port 6 is not formed on the outer support sleeve 20, but on the inner slide housing 17. For this purpose, the outer support sleeve 20 has a radial opening through which the suction port 6 is passed. This embodiment is required whenever the plastic material used for the outer support sleeve 20 has incompatible properties for human health. This is true, for example, for a glass fiber reinforced plastic.
Der Kolben 2 mit seiner Kolbenstange 3 und das innere Gleitgehäuse 17 werden in entsprechenden Spritzformen auf ihre Fertigmaße gespritzt. Das innere Gleitgehäuse 17 wird dann mit dem Einstecksaugventil 9 ausgestattet, in dem der Einbauraum 8 des in- neren Gleitgehäuses 17 mit dem Einstecksaugventil 9 bestückt und anschließend durch den Stutzen des Druckanschlusses 10 verschlossen wird. Danach wird das so vormontierte Gleitgehäuse 17 als Kern in eine andere Spritzform gelegt und von der äußeren Stützhülse 20 umspritzt, wobei gleichzeitig der Sauganschluss 6 ausgeformt und der eingelegte Druckanschluss 10 fixiert wird. Anschließend wird das Verbindungselement für die Druckleitung in Form der Klemmhülse 11 über den Druckanschluss 10 geschoben und in die äußere Stützhülse 20 eingepresst. In herkömmlicher Weise wird dann der Kolben 2 mit der Dichtmembran 16 und dem Zylinderdeckel 4 in das innere Gleitgehäuse 17 eingesetzt und mit dem inneren Gleitgehäuse 17 oder der äußeren Stützhülse 20 verbunden.The piston 2 with its piston rod 3 and the inner slide housing 17 are injected in appropriate injection molds to their finished dimensions. The inner slide housing 17 is then equipped with the plug-in suction valve 9, in which the installation space 8 of the interior neren slide housing 17 equipped with the Einstecksaugventil 9 and is then closed by the nozzle of the pressure port 10. Thereafter, the thus preassembled slide housing 17 is placed as a core in another mold and molded around by the outer support sleeve 20, wherein at the same time the suction port 6 is formed and the inserted pressure port 10 is fixed. Subsequently, the connecting element for the pressure line in the form of the clamping sleeve 11 is pushed over the pressure port 10 and pressed into the outer support sleeve 20. In a conventional manner, the piston 2 is then inserted with the sealing membrane 16 and the cylinder cover 4 in the inner slide housing 17 and connected to the inner slide housing 17 or the outer support sleeve 20.
Die Wirkungsweise der Kolben-Zylindereinheit und ihre Funktion innerhalb der chirurgischen Wasserstrahltrenneinrichtung sind hinreichend bekannt, sodass sich eine diesbezügliche Beschreibung erübrigt. The operation of the piston-cylinder unit and its function within the surgical water jet separator are well known, so that a description thereof is unnecessary.
Liste der BezugszeichenList of reference numbers
1 Zylindergehäuse1 cylinder housing
2 Kolben2 pistons
3 Kolbenstange3 piston rod
4 Zylinderdeckel4 cylinder covers
5 Kupplungselement5 coupling element
6 Sauganschluss6 suction connection
7 Kupplungselement7 coupling element
8 Einbauraum8 installation space
9 Einstecksaugventil9 plug-in suction valve
10 Druckanschluss10 pressure connection
11 Klemmhülse11 clamping sleeve
12 Saug- und Druckraum12 suction and pressure chamber
13 Parkstellungsraum13 parking space
14 Dichtlippe14 sealing lip
15 stirnseitige Ausnehmung15 frontal recess
16 Dichtmembran16 sealing membrane
17 Gleitgehäuse17 sliding housing
18 umlaufende äußere Versteifungsrippe18 circumferential outer stiffening rib
19 kreisförmige äußere Versteifungsrippe19 circular outer stiffening rib
20 Stützhülse20 support sleeve
21 äußere Versteifungsrippe 21 outer stiffening rib

Claims

Patentansprtiche Patentansprtiche
1. Kolben-Zylindereinheit für eine Wasserstrahleinrichtung zum Trennen einer biologischen Struktur, bestehend aus Zylindergehäuse (1), antreibbarem Kolben (2), Saugventil und mit ausgebildetem Saug- und Druckraum (12), welcher mit einem Vorratsbehälter und einem Operationshandstück verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindergehäuse (1) als ein Gleitgehäuse (17) ausgebildet ist, welches von einer Stützhülse (20) ummantelt ist.1. piston-cylinder unit for a water jet device for separating a biological structure, consisting of cylinder housing (1), drivable piston (2), suction valve and with trained suction and pressure chamber (12), which is connected to a reservoir and a surgical handpiece, characterized in that a cylinder housing (1) is designed as a sliding housing (17), which is encased by a support sleeve (20).
2. Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitgehäuse (17) und Stützhülse (20) aus Kunststoff bestehen.2. Piston-cylinder unit according to claim 1, characterized in that slide housing (17) and supporting sleeve (20) consist of plastic.
3. Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gleitgehäuse (17) Einstecksaugventil (9) und in Stützhülse (20) Sauganschluss (6) und Druckanschluss (10) integriert sind.3. Piston-cylinder unit according to claim 1 and 2, characterized in that in the sliding housing (17) Einstecksaugventil (9) and in support sleeve (20) suction port (6) and pressure port (10) are integrated.
4. Kolben-Zylindereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Sauganschluss (6) Stützhülse (20) durchdringt.4. piston-cylinder unit according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the suction port (6) penetrates the support sleeve (20).
5. Kolben-Zylindereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Stützhülse (20) und Gleitgehäuse (17) mit Sauganschluss (6) und Druckanschluss (10) einteilig ausgeführt ist.5. Piston-cylinder unit according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that support sleeve (20) and sliding housing (17) with suction port (6) and pressure port (10) is made in one piece.
6. Kolben-Zylindereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitgehäuses (17) und Stützhülse (20) formschlüssig verbunden sind. 6. piston-cylinder unit according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that sliding housing (17) and supporting sleeve (20) are positively connected.
7. Kolben-Zylindereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Gleitgehäuse (17) äußere Versteifungsrippen (18, 19) angeordnet und an der Stützhülse (20) innere Passnuten vorgesehen sind.7. Piston-cylinder unit according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the sliding housing (17) outer stiffening ribs (18, 19) and arranged on the support sleeve (20) inner fitting grooves are provided.
8. Kolben-Zylindereinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an Stützhülse (20) äußere und Versteifungsrippen (21) umlaufend angeordnet sind.8. piston-cylinder unit according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that on support sleeve (20) outer and stiffening ribs (21) are arranged circumferentially.
9. Verfahren zur Herstellung einer Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1 und 2, bei dem Zylindergehäuse (1), Kolben (2) mit Kolbenstange (3) und Zylinderdeckel (4) mit Dichtmembran (16) sowie Einstecksaugventil (9), Sauganschluss (6) und Druck- anschluss (10) eine Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, dass Gleitgehäuse (17) mit Einbauraum (8) gespritzt, Einstecksaugventil (9) in Einbauraum (8) integriert und durch Druckanschluss (10) fixiert, von Stützhülse (20) umschlossen ist.9. A method for producing a piston-cylinder unit according to claim 1 and 2, wherein the cylinder housing (1), piston (2) with piston rod (3) and cylinder cover (4) with sealing membrane (16) and Einstecksaugventil (9), suction port (6 ) and pressure connection (10) form a unit, characterized in that sliding housing (17) with installation space (8) injected, plug-in suction valve (9) integrated in the installation space (8) and fixed by pressure port (10) of supporting sleeve (20) is enclosed.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Kolben (2) und Gleitkörper (17) aus gleitfähigem und Stützhülse (20) aus stützfähigem Kunststoff bestehen.10. The method according to claim 9, characterized in that the piston (2) and sliding body (17) made of slidable and supporting sleeve (20) consist of plastic stützfähigem.
11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitgehäuse (17) mit Sauganschluss (6) und integriertem Einstecksaugventil (9) und Druckanschluss (10) in eine Form eingesetzt und von der Stützhülse (20) und Sauganschluss (6) umspritzt wird.11. The method according to claim 9 and 10, characterized in that the sliding housing (17) with suction port (6) and integrated Einstecksaugventil (9) and pressure port (10) inserted into a mold and by the support sleeve (20) and suction port (6) is overmoulded.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Kolben (2) und Gleitgehäuse (17) aus Polyamid (PA) und/oder Polyoxidmethylen (POM), und Stützhülse (20) aus einem Gemisch von PoIy- oxidmethylen (POM) und glasfaserverstärktem Polyoxidmethylen (POM-GFK) besteht. 12. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the piston (2) and sliding housing (17) made of polyamide (PA) and / or polyoxymethylene (POM), and support sleeve (20) made of a mixture of poly- oxide-methylene (POM) and glass-fiber reinforced polyoxymethylene (POM-GFK).
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