DE102017120569A1 - Device for sterilization-parameter-dependent mechanical actuation or activation of functional units - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum sterilisationsparameterabhängigen mechanischen Betätigen oder Aktivieren von Funktionseinheiten (2) mit einem Stellelement bzw. Aktor (3), welches/welcher aus einem Grundzustand in einen Betätigungszustand überführbar ist, um eine Betätigungsbewegung auszuführen und zumindest einer Funktionseinheit (2), die derart mit dem Stellelement (3) zusammenwirkt, dass sie durch die Betätigungsbewegung des Stellelements (3) und/oder durch ein Verweilen des Stellelements (3) im Betätigungszustand betätigt oder aktiviert wird.
Erfindungsgemäß ist das Stellelement (3) dazu ausgebildet, ausschließlich innerhalb eines vordefinierten Druck- und Temperaturzustandsbereichs aus dem Grundzustand in den Betätigungszustand zu wechseln und außerhalb des vordefinierten Druck- und Temperaturbereichs in den Grundzustand zurückzukehren.
The present invention relates to a device (1) for sterilization-parameter-dependent mechanical actuation or activation of functional units (2) with an actuating element or actuator (3) which can be converted from a basic state into an actuated state in order to carry out an actuating movement and at least one functional unit (2) cooperating with the actuator (3) so as to be actuated or activated by the actuating movement of the actuator (3) and / or by the actuator (3) staying in the operating state.
According to the invention, the adjusting element (3) is designed to change from the ground state to the operating state only within a predefined pressure and temperature state region and to return to the ground state outside the predefined pressure and temperature range.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum sterilisationsparameterabhängigen mechanischen Betätigen oder Aktivieren von Funktionseinheiten mit einem Stellelement, welches aus einem Grundzustand in einen Betätigungszustand überführbar ist, um eine Betätigungs- oder Auslösebewegung auszuführen und zumindest einer Funktionseinheit, die derart mit dem Stellelement zusammenwirkt, dass sie durch die Betätigungs- oder Auslösebewegung des Stellelements betätigt oder ausgelöst wird.The present invention relates to a device for sterilization parameter-dependent mechanical actuation or activation of functional units with an actuating element, which is convertible from a ground state into an operating state to perform an actuation or triggering movement and at least one functional unit which interacts with the actuator in such a way that the actuating or triggering movement of the actuating element is actuated or triggered.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
In Krankenhäusern, Kliniken, Labors oder ähnlichen Einrichtungen ist es oft notwendig diverse Behälter, Güter oder Geräte einer Sterilisation zu unterziehen. Zur Qualitätssicherung können diese mit sterilisationsparameterabhängigen Funktionseinheiten ausgestattet werden, wie beispielsweise Indikatorelementen zum Anzeigen eines sterilen Zustands, Zählwerken zum Zählen von Sterilisiervorgängen oder Ventilen zum Entlüften von Behältern oder Geräten. Diese sterilisationsparameterabhängigen Funktionseinheiten werden in der Regel so ausgelegt, dass sie sich die bei einer Sterilisation herrschenden Umgebungsbedingungen zu Nutze machen und abhängig von einem Sterilisationsparameter schalten und/oder sich die im Sterilisationsprozess freiwerdende Energie zu Nutze machen.In hospitals, clinics, laboratories or similar facilities, it is often necessary to subject various containers, goods or equipment to sterilization. For quality assurance, these can be equipped with sterilization parameter-dependent functional units, such as indicator elements for indicating a sterile condition, counters for counting sterilization processes or valves for venting containers or devices. These sterilization-parameter-dependent functional units are generally designed so that they make use of the ambient conditions prevailing during sterilization and switch depending on a sterilization parameter and / or make use of the energy released during the sterilization process.
Stand der TechnikState of the art
Da bei der gebräuchlichen Dampf-Sterilisation hohe Temperaturen und Drücke zum Abtöten von (pathogenen) Mikroorganismen verwendet werden, werden in entsprechenden Vorrichtungen in der Regel temperatur- oder druckabhängige Stellelemente verwendet, um die Funktionseinheit in einem bestimmten Druckbereich oder einem bestimmten Temperaturbereich zu betätigen/aktivieren. So sind dem Stand der Technik temperaturabhängige Stellelemente zum Aktivieren von Funktionseinheiten bekannt, die bspw. auf Bimetallen oder Formgedächtnismetallen basieren. Weiter sind dem Stand der Technik druckabhängige Stellelemente zum Aktivieren von Funktionseinheiten bekannt, wie bspw. Membranen oder Überdruckventile.Since common steam sterilization uses high temperatures and pressures to kill (pathogenic) microorganisms, temperature- or pressure-dependent actuators are typically used in corresponding devices to actuate / activate the functional unit in a particular pressure range or temperature range , Thus, the prior art temperature-dependent control elements for activating functional units are known, for example, based on bimetallic or shape memory metals. Further, the prior art pressure-dependent actuators for activating functional units are known, such as, membranes or pressure relief valves.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass ein solches Umschaltverhalten (eine solche Auslösecharakteristik), das auf einem singulären Sterilisationsparameter basiert, sehr fehleranfällig ist. Eine reine Druckerfassung ist insbesondere dadurch nachteilhaft, dass während eines Sterilisationszyklus mehrere Phasen mit schwankenden Druckverhältnissen durchlaufen werden, sodass ein Risiko einer ungewollten Mehrfachbetätigung/-aktivierung besteht. Rein temperaturabhängige Stelleinheiten sprechen dagegen nicht nur in der Sterilisationsphase sondern auch bspw. bei der Trocknung, in der Reinigung oder bei einer zusätzlichen Verweilzeit im Sterilisator an. Zudem lässt die hohe Trägheit solcher Systeme oftmals keinen klaren Schaltpunkt erkennen, sodass vor allem die hohe Temperatur von Sterilcontainern direkt nach der Sterilisation einige Systeme nicht sicher in ihren Grundzustand springen lässt.However, it has been found that such a switching behavior (such a tripping characteristic), which is based on a singular sterilization parameter, is very error-prone. A pure pressure detection is particularly disadvantageous in that during a sterilization cycle several phases are passed through with fluctuating pressure conditions, so that there is a risk of unwanted multiple actuation / activation. On the other hand, purely temperature-dependent actuators respond not only in the sterilization phase but also, for example, during drying, during cleaning or during an additional residence time in the sterilizer. In addition, the high inertia of such systems often does not reveal a clear switching point, so that, in particular, the high temperature of sterile containers directly after sterilization does not allow certain systems to safely jump to their ground state.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Funktionseinheit einfach, sicher, fehlerfrei und automatisch in Abhängigkeit bestimmter Sterilisationsparameter betätigt bzw. aktiviert werden kann.Against this background, the object of the present invention is to provide a device with which a functional unit can be actuated or activated simply, safely, without error and automatically as a function of specific sterilization parameters.
Kurzbeschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Untergeordnete Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Die Ansprüche 11 und 12 betreffen einen Sterilgutbehälter bzw. ein medizintechnisches Gerät mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.This object is achieved according to the present invention by a device having the features of
Der Begriff sterilisationsrelevante Funktionseinheit eines medizinischen Gerätes soll im Rahmen dieser Anmeldung alle Funktionseinheiten beinhalten, die in einem funktionalen Zusammenhang mit einem Sterilisationsprozess stehen (bspw. Ventile, Verschlüsse, Sterilisationszähler, Sterilanzeigen) und an einem medizintechnischen Gerät (bspw. Sterilgutbehälter, chirurgische Instrumente, Implantate, Sterilisatoren) angeordnet sind oder dazu vorgesehen sind an einem solchen Geräten angeordnet zu werden.The term sterilization-relevant functional unit of a medical device is intended to include in the context of this application all functional units which are in a functional relationship with a sterilization process (eg valves, closures, sterilization counters, sterile displays) and on a medical device (eg sterile goods containers, surgical instruments, implants , Sterilizers) are arranged or intended to be arranged on such a device.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist grundsätzlich zumindest eine aktive und/oder passive sterilisationsrelevante Funktionseinheit eines medizinischen Gerätes sowie ein Stellelement/Aktor zum Betätigen/Aktivieren/Auslösen/Umschalten der besagten Funktionseinheit(en) auf. Zu diesem Zweck ist das Stellelement aus einem Grundzustand in einen Betätigungszustand, in welchem das Stellelement/Aktor (oder zumindest ein Abschnitt oder eine Teilkomponente desselben) eine andere Form (Geometrie) und/oder Position als im Grundzustand besitzt, überführbar, um so eine Betätigungsbewegung auszuführen oder zuzulassen. Die zumindest eine Funktionseinheit wirkt derart mit dem Stellelement zusammen, dass sie durch die Betätigungsbewegung des Stellelements/Aktors und/oder durch ein Verweilen des Stellelements/Aktors im Betätigungszustand betätigt/betätigbar oder aktiviert/aktivierbar wird und/oder bleibt. Erfindungsgemäß ist das Stellelement/Aktor dazu ausgebildet, ausschließlich innerhalb eines vordefinierten Druck- und Temperaturzustandsbereichs aus dem Grundzustand in den Betätigungszustand zu wechseln und/oder in diesem zu verweilen und außerhalb des vordefinierten Druck- und Temperaturbereichs in seinen Grundzustand zurückzukehren. Der Begriff Druck- und Temperaturzustandsbereich ist dabei als Unterraum eines zweidimensionalen topologischen Raums aus Druck- und Temperaturwerten definiert. Dabei kann es sich auch um einen nicht zusammenhängenden Unterraum handeln, d.h. es können mehrere separate Druck- und Temperaturzustandsbereiche existieren, in welchen das Stellelement/Aktor die Betätigungsbewegung ausführt. In anderen Worten reagiert die erfindungsgemäße Vorrichtung nur auf eine oder mehrere bestimmte Kombination(en) von Wärme und Druck, wobei die Ansprechparameter konstruktiv genau auf den Anwendungsfall eingestellt werden können bzw. eingestellt sind. Auf diese Weise lassen sich Funktionseinheiten sterilisationsparameterabhängig zuverlässig und selbstständig betätigen/aktivieren.A device according to the invention basically has at least one active and / or passive sterilization-relevant functional unit of a medical device and an actuator / actuator for actuating / activating / triggering / switching over said functional unit (s). For this purpose, the actuator is from a ground state in an operating state in which the actuator / actuator (or at least a portion or a sub-component thereof) has a different shape (geometry) and / or position than in the ground state, transferable, so as an actuating movement to execute or to allow. The at least one functional unit cooperates with the actuating element in such a way that it is actuated / actuated or activated / activatable by the actuating movement of the actuating element / actuator and / or by a lingering of the actuating element / actuator in the actuation state and / or remains. According to the actuator / actuator is designed exclusively within a predefined pressure and Change temperature state range from the ground state in the actuation state and / or dwell in this and return outside the predefined pressure and temperature range in its ground state. The term pressure and temperature state area is defined as a subspace of a two-dimensional topological space of pressure and temperature values. It may also be a non-contiguous subspace, ie there may be several separate pressure and temperature state areas in which the actuator / actuator performs the actuating movement. In other words, the device according to the invention reacts only to one or more specific combination (s) of heat and pressure, wherein the response parameters can be set or adjusted constructively exactly to the application. In this way, functional units can be reliably and independently actuated / activated depending on sterilization parameters.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung also im Wesentlichen eine Vorrichtung mit einer Funktionseinheit und einem Stellelement/Aktor zum selbstständigen und mechanischen Betätigen/Aktivieren oder Freigeben für ein Betätigen/Aktivieren der Funktionseinheit bei bestimmten Druck- und Temperatur-Umgebungsbedingungen zu einem bestimmten Zeitpunkt (oder mehreren bestimmten Zeitpunkten) während eines Sterilisationsprozesses.In summary, therefore, the invention essentially relates to a device with a functional unit and an actuator / actuator for autonomous and mechanical actuation / activation or release for actuation / activation of the functional unit at certain pressure and temperature environmental conditions at a specific time (or several specific times ) during a sterilization process.
Vorzugsweise kann das Stellelement/Aktor derart ausgebildet sein, dass es sich unter Normaldruckbedingungen (bspw. der atmosphärische Druck auf Meereshöhe) bei einer erhöhten Temperatur nach einer Sterilisation im Grund-/Normalzustand befindet. Insbesondere kann sich das Stellelement demnach bei einem beispielhaften Druck von ungefähr 1 bar bei Temperaturen kleiner oder gleich 50 °C, insbesondere kleiner als 90 °C, im Grund-/Normalzustand befinden. Auf diese Weise lässt sich eine ungewollte Betätigung/Aktivierung der Funktionseinheit durch das Stellelement/Aktor infolge von Restwärme unterbinden.Preferably, the actuator / actuator can be designed such that it is under normal pressure conditions (eg, the atmospheric pressure at sea level) at an elevated temperature after sterilization in the normal / normal state. In particular, the actuator can therefore be at an exemplary pressure of about 1 bar at temperatures less than or equal to 50 ° C, in particular less than 90 ° C, in the basic / normal state. In this way, an unwanted actuation / activation of the functional unit by the actuator / actuator due to residual heat can be prevented.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Stellelement/Aktor dazu ausgebildet sein, bei hohen Drücken und hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen zwischen 110° und 140° in Kombination mit Drücken größer oder gleich als 2 bar, bevorzugt auch Drücken größer oder gleich 1,5 bar, im Grundzustand zu verbleiben und bei einer Kombination niedriger Drücke (kleiner 0,5 bar, bevorzugt kleiner 0,2 bar, weiter bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 bar) mit moderaten Temperaturen (höher als 40 °C) die Betätigungsbewegung auszuführen.According to one embodiment, the actuating element / actuator may be designed, at high pressures and high temperatures, in particular at temperatures between 110 ° and 140 ° in combination with pressures greater than or equal to 2 bar, preferably also pressures greater than or equal to 1.5 bar, to remain in the ground state and at a combination of low pressures (less than 0.5 bar, preferably less than 0.2 bar, more preferably less than or equal to 0.1 bar) with moderate temperatures (higher than 40 ° C) to carry out the actuation movement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Stellelement/Aktor zumindest eine fluiddichte Kammer aufweisen, die mit einer Aktorfüllung gefüllt ist und deren Volumen von einer Kammerwandung definiert wird, welche wiederum zumindest einen beweglichen Aktorabschnitt aufweist, der infolge einer Volumenänderung der Aktorfüllung relativ zu den restlichen Wandungsabschnitten der Kammer beweglich ist, um eine Betätigungs- oder Freigabebewegung auszuführen. Bei einer solchen Ausführungsform treibt demzufolge eine durch einen oder mehrere Sterilisationsparameter erzwungene Ausdehnung der Aktorfüllung die Betätigungs- oder Freigabebewegung des Aktorabschnitts des Stellelements/Aktors an.According to a preferred embodiment, the actuator / actuator may have at least one fluid-tight chamber, which is filled with an actuator filling and whose volume is defined by a chamber wall, which in turn has at least one movable actuator portion which due to a change in volume of Aktorfüllung relative to the remaining wall sections of Chamber is movable to perform an actuation or release movement. In such an embodiment, therefore, an expansion of the actuator filling forced by one or more sterilization parameters drives the actuation or release movement of the actuator section of the actuator / actuator.
Gemäß einem weiteren Aspekt können das Stellelement/Aktor, die Kammer, die Aktorfüllung und der Aktorabschnitt derart konstruktiv aufeinander abgestimmt sein, dass der Aktorabschnitt die Betätigungs- oder Freigabebewegung ausschließlich infolge eines Phasenübergangs zumindest eines Teils der Aktorfüllung, vorzugsweise eines Phasenübergangs von einer flüssigen in eine gasförmige Phase, ausführt. Da ein solcher Phasenübergang immer vom Umgebungsdruck und der Umgebungstemperatur abhängt, lässt sich so mit einfachen Mitteln ein Stellelement/Aktor umsetzen, der nur auf bestimmte Kombinationen von Wärme und Druck reagiert. Ein so ausgeführtes Stellelement/Aktor hat zusätzlich den Vorteil, dass es keine interne Energieversorgung benötigt sondern seine für die Betätigungs- oder Freigabebewegung benötigte Energie aus der Umgebung (also mittelbar von Sterilisator/Autoklaven) bezieht.According to a further aspect, the actuating element / actuator, the chamber, the actuator filling and the Aktorabschnitt can be designed such that the Aktorabschnitt the actuation or release movement exclusively due to a phase transition of at least a portion of Aktorfüllung, preferably a phase transition from a liquid into a gaseous phase, performs. Since such a phase transition always depends on the ambient pressure and the ambient temperature, an actuator / actuator can be implemented with simple means that reacts only to certain combinations of heat and pressure. A control element / actuator designed in this way additionally has the advantage that it does not need an internal power supply but instead draws its energy from the environment (ie indirectly from sterilizer / autoclave) required for the actuation or release movement.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Aktorfüllung im Wesentlichen aus einer bioverträglichen Flüssigkeit, insbesondere aus Wasser oder einem Kohlenwasserstoff, bestehen. Generell ist eine Ausführung mit anderen Flüssigkeiten aber genauso denkbar. Durch die Auswahl der Aktorfüllung kann die Auslösecharakteristik des Stellelements/Aktors eingestellt werden. Eine bioveträgliche Aktorfüllung reduziert Risiken, die durch ein Austreten der Aktorfüllung entstehen könnten. Durch die Verwendung von Wasser als Aktorfüllung lässt sich erreichen, dass das Stellelement/Aktor bei einer Kombination von höheren Temperaturen und niedrigeren Drücken die Funktionseinheit betätigt/aktiviert bzw. für eine Betätigung freigibt. Ein beispielhaftes Anwendungsgebiet, wäre demnach eine Funktionseinheit, die ausschließlich in der Trocknungsphase eines Sterilisationszyklus selbstständig und zuverlässig auslöst (mit geringer Hysterese auf eine Kombination von Wärme und Vakuum reagiert).According to an advantageous embodiment, the actuator filling may consist essentially of a biocompatible liquid, in particular of water or a hydrocarbon. In general, however, a design with other liquids is just as conceivable. By selecting the Aktorfüllung the tripping characteristic of the actuator / actuator can be adjusted. Biofeed actor satisfaction reduces risks that could arise from the withdrawal of actor fulfillment. By using water as actuator filling, it is possible to achieve that the actuator / actuator actuates / activates the functional unit or releases it for actuation in the event of a combination of higher temperatures and lower pressures. An exemplary field of application would therefore be a functional unit which triggers independently and reliably only in the drying phase of a sterilization cycle (with low hysteresis reacting to a combination of heat and vacuum).
Ebenso kann ein Gemisch verschiedener Flüssigkeiten oder ein Gemisch aus einer Flüssigkeit und Luft oder einer Flüssigkeit und einem anderen Gas/Gasgemisch als Aktorfüllung verwendet werden, um die Auslösecharakteristik des Stellelements/Aktors noch genauer bzw. für andere Anwendungsgebiete einzustellen.Likewise, a mixture of different liquids or a mixture of a liquid and air or a liquid and another gas / gas mixture can be used as Aktorfüllung to the tripping characteristic of the actuator / Actors even more accurate or set for other applications.
Gemäß einem weiter bevorzugten Aspekt kann die fluiddichte Kammer vorteilhafter Weise permanent fluiddicht versiegelt sein. In anderen Worten kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Stellelement/Aktor vorteilhafter Weise um ein geschlossenes System handeln. In anderen Worten kann die Kammer bei einer bevorzugten Ausführungsform nur unter Zerstörung der Kammer oder der Versiegelung geöffnet werden. Dies beugt einem unbeabsichtigten Öffnen der Kammer und einem damit verbundenen unbeabsichtigten Austreten der Aktorfüllung vor.According to a further preferred aspect, the fluid-tight chamber may advantageously be permanently sealed in a fluid-tight manner. In other words, the actuator / actuator according to the invention can advantageously be a closed system. In other words, in a preferred embodiment, the chamber can only be opened by destroying the chamber or seal. This prevents inadvertent opening of the chamber and an associated unintentional leakage of Aktorfüllung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Aktorabschnitt der Kammerwandung als Kolben, insbesondere als Hub- oder Tauchkolben, ausgebildet sein, dessen Kolbengehäuse die restliche Kammerwandung ausbildet. In anderen Worten kann die Kammerwandung bei einer solchen Ausführungsform starr ausgebildet sein und der durch den Kolben gebildete Wandungsabschnitt kann relativ zu den restlichen Wandungsabschnitten axialbeweglich gelagert sein, um infolge einer Volumenänderung der Aktorfüllung die Betätigungsbewegung auszuführen.According to a preferred embodiment, the actuator portion of the chamber wall may be formed as a piston, in particular as a lifting or plunger, whose piston housing forms the remaining chamber wall. In other words, in such an embodiment, the chamber wall may be rigid and the wall section formed by the piston may be mounted axially movable relative to the remaining wall sections in order to carry out the actuating movement as a result of a volume change of the actuator filling.
Gemäß einem weiter bevorzugten Aspekt kann der Aktorabschnitt der Kammerwandung oder ein anderer Wandungsabschnitt als flexibler Wandungsabschnitt ausgebildet sein, welcher sich infolge einer Volumenänderung der Aktorfüllung reversibel dehnt und/oder krümmt und auf diese Weise die Betätigungsbewegung bewirkt.According to a further preferred aspect, the actuator section of the chamber wall or another wall section can be formed as a flexible wall section, which reversibly expands and / or bends as a result of a volume change of the actuator filling and thus effects the actuating movement.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Kammer durch eine radial aufweitbare/biegeflexible aber in Längsrichtung zugstarre im Wesentlichen schlauchförmige Membran gebildet sein. Durch eine derart ausgeführte Kammer kann eine Volumenzunahme der Aktorfüllung in eine Zugbewegung umgewandelt werden.According to a further embodiment, the chamber may be formed by a radially expandable / bendable but in the longitudinal direction tensile rigid substantially tubular membrane. By means of such a chamber, an increase in volume of the actuator filling can be converted into a pulling movement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Vorspannelement zum Aufbringen eines Vorspanndruckes auf die Aktorfüllung aufweisen. In anderen Worten kann unabhängig vom Umgebungsdruck ein bestimmter Vorspanndruck auf die Aktorfüllung aufgebracht werden. Auf diese Weise lässt sich die Auslösecharakteristik des Stellelements/Aktors genauer bspw. auf einen ganz bestimmten Punkt während der Dampfsterilisation, einstellen. Weiter bevorzugt können als derartige Vorspannelemente Temperatur-, Feuchtigkeits- oder Drucksensible Bauteile (z.B. NiTi-Formgedächtnisbauteile oder Bimetallteile) verwendet werden, um die Auslösecharakteristik des Stellelements/Aktors weiter zu verfeinern.According to a preferred embodiment, the device according to the invention may have a biasing element for applying a biasing pressure to the actuator filling. In other words, regardless of the ambient pressure, a certain biasing pressure can be applied to the actuator filling. In this way, the tripping characteristic of the actuator / actuator can be more accurately, for example. Set to a specific point during steam sterilization. More preferably, as such biasing elements, temperature, humidity or pressure sensitive components (e.g., NiTi shape memory devices or bimetal parts) may be used to further refine the tripping characteristic of the actuator / actuator.
Gemäß einem weiter bevorzugten Aspekt kann ausschließlich der Aktorabschnitt der Kammer dem Umgebungsdruckzustand ausgesetzt sein, während die restlichen Abschnitte der Kammerwandung konstruktiv vom Umgebungsdruckzustand entkoppelt sind. Vorzugsweise wird diese Entkoppelung durch ein druckstabiles Gehäuse erreicht. Auf diese Weise kann die Berechenbarkeit der Auslösecharakteristik des Stellglieds/Aktors verbessert werden.According to a further preferred aspect, only the actuator section of the chamber can be exposed to the ambient pressure state, while the remaining sections of the chamber wall are structurally decoupled from the ambient pressure state. Preferably, this decoupling is achieved by a pressure-stable housing. In this way, the predictability of the tripping characteristic of the actuator / actuator can be improved.
Ein weiterer ggf. unabhängig zu beanspruchender Aspekt der Erfindung betrifft einen Sterilbehälter oder Sterilisierkorb mit einer obenstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung.Another optionally independently claimable aspect of the invention relates to a sterile container or sterilization basket with a device according to the invention described above.
Ein weiterer ggf. unabhängig zu beanspruchender Aspekt der Erfindung betrifft ein medizintechnisches Gerät, vorzugsweise ein chirurgisches Gerät oder einen Sterilisator mit einer obenstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung.Another optionally independently claimable aspect of the invention relates to a medical device, preferably a surgical device or a sterilizer with a device according to the invention described above.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert.The invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures.
Es zeigen
-
1a bis1c : Skizzen zum physikalischen Hintergrund der vorliegenden Erfindung; -
2a und2b : Skizzen einer kolbenartigen Ausführungsform eines Stellelements in einem Grundzustand und in einem Betätigungszustand; -
3a bis3d : Skizzen verschiedener Ausführungsform zur Versiegelung bzw. Einkapselung einer Aktorfüllung in einem Stellelement gemäß der vorliegenden Erfindung; -
4 : eine Detailansicht der kolbenartigen Ausführungsform des Stellelements gemäß der vorliegenden Erfindung; -
5 : eine Detailansicht der Dichtung der kolbenartigen Ausführungsform des Stellelements gemäß der vorliegenden Erfindung; -
6a bis6f : Skizzen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung bei denen die Funktionseinheit als Ventil ausgebildet ist; -
7 eine schlauchartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
8 die schlauchartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Grundzustand und im Betätigungszustand; und -
9a und9b eine bevorzugte Lagerung für eine schlauchartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Grundzustand und im Betätigungszustand.
-
1a to1c : Sketches of the physical background of the present invention; -
2a and2 B : Sketches of a piston-like embodiment of an actuating element in a ground state and in an operating state; -
3a to3d : Sketches of various embodiments for sealing or encapsulating an actuator filling in an actuator according to the present invention; -
4 a detail view of the piston-like embodiment of the actuating element according to the present invention; -
5 a detail view of the seal of the piston-like embodiment of the actuating element according to the present invention; -
6a to6f : Sketches of various embodiments of the invention in which the functional unit is designed as a valve; -
7 a hose-like embodiment of the present invention; -
8th the tubular embodiment of the present invention in the ground state and in the operating state; and -
9a and9b a preferred storage for a hose-like embodiment of the present invention in the ground state and in the operating state.
Diverse medizinische bzw. medizintechnische Artikel wie z.B. Sterilgutbehälter, Siebkörbe, Sterilisatoren oder chirurgische Instrumente sind mit Funktionseinheiten
Deshalb ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
Die
Grundsätzlich wird der absolute Volumenzuwachs in der Kammer
- - (voreingestellter) Druck in
der Kammer 31 ; - - Menge an Aktorfüllung F in
der Kammer 31 ; - - andere/zusätzliche Medien im Stellelement/
Aktor 3 bzw. der Kammer3 (z.B. Luft), - - äußerer Druck;
- - äußere Temperatur;
- - (mechanischer)
Widerstand der Kammer 31 gegenüber einer Volumenänderung; und - - zur Betätigung/Arbeitsverrichtung benötigte Kraft.
- - (preset) pressure in the
chamber 31 ; - - Quantity of actuator filling F in the
chamber 31 ; - - Other / additional media in the actuator /
actuator 3 or the chamber3 (eg air), - - external pressure;
- - external temperature;
- - (mechanical) resistance of the
chamber 31 against a volume change; and - - For the operation / Arbeitsverrichtung required force.
Bei der Auslegung eines erfindungsgemäßen Stellelements/Aktors
Die
Gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform kann die Aktorfüllung
Eine auf Wasser basierende Aktorfüllung F würde z.B. bei einem Luftdruck, der dem atmosphärischen Druck auf Meereshöhe entspricht, bei etwa 100 °C zu sieden beginnen. Die bei einer Dampfsterilisation eingesetzten Temperatur- und Druckzustände sind in der Regel 134 °C bei 3 bar oder 121 °C bei 2 bar. Ein mit Wasser gefülltes Stellelement würde demnach bei diesen Umgebungsbedingungen nicht in den Betätigungszustand übergehen, da aufgrund der hohen herrschenden Drücke keine bzw. kaum Verdampfung stattfindet. In der Trocknungsphase eines Sterilisationszyklus herrschen dagegen starke Unterdrücke, bis hin zu 0,1 bar. Bei einem beispielhaften Temperatur- und Druckzustand während einer solchen Trocknungsphase von 45,8 °C bei 0,1 bar käme es zu einem Dampfanteil von 15,5% mit einer als Wasser ausgeführten Aktorfüllung F, wodurch ausreichend Energie bereitgestellt wird, um bspw. ein Ventil zu öffnen. Das oben beschriebene Beispiel zeigt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Funktionseinheit
Die
Die
Während bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen das Ventil
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der
Wie in
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Claims (11)
Priority Applications (2)
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PCT/EP2018/073983 WO2019048536A1 (en) | 2017-09-07 | 2018-09-06 | Method for sterilization-parameter-dependent mechanical actuation or activation of functional units |
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---|---|---|---|
DE102017120569.1A DE102017120569A1 (en) | 2017-09-07 | 2017-09-07 | Device for sterilization-parameter-dependent mechanical actuation or activation of functional units |
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Also Published As
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---|---|---|---|
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