BRPI1006377B1

BRPI1006377B1 - botão de comando, método para fabricar um botão de comando e peça de manipulação médica

Info

Publication number: BRPI1006377B1
Application number: BRPI1006377-3A
Authority: BR
Inventors: Beller Jürgen; Hagg Martin; Schnitzler Uwe
Original assignee: Erbe Elektromedizin
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2019-10-29
Also published as: US8907238B2; EP2406803A1; US20120000756A1; EP2406803B1; JP5902482B2; WO2010102754A1; PL2406803T3; CN102356444B; JP2012519946A; RU2497219C2; DE102009022687B3; BRPI1006377A2; RU2011141184A; CN102356444A

Description

BOTÃO DE COMANDO, MÉTODO PARA FABRICAR UM BOTÃO DE COMANDO E PEÇA DE MANIPULAÇÃO MÉDICA

Descrição [0001] A invenção refere-se a um botão de comando, especialmente como parte de uma peça de manipulação médica, como de um instrumento médico ou de um manípulo deste. Ela refere-se além disso a um método para a fabricação de um botão de comando assim como a uma peça de manipulação médica.

[0002] Com a crescente aplicação da cirurgia de alta frequência por um lado e de instrumentos de diagnóstico e de terapia operados ou acionados eletricamente, tem havido uma forte expansão da aplicação de instrumentos e equipamentos médicos operados manualmente cujo manuseio compreende a ativação de funções de comutação. No caso de instrumentos e equipamentos desse tipo ou das peças de manipulação respectivas são utilizados interruptores

contato	por	toque	elétricos	(doravante	designados
botão).
[0003]	Neste caso,	existe o pr	oblema de	através	da
infiltração c	ie líquidos, através da	aplicação,	mas também
através	da	limpeza,	desinfecção	e esterilização	dos
produtos	os	botões	de comando	empregados	podem	ser

danificados com isso, ao penetrar umidade nele, provocando uma falha dos botões/contatos, não sendo assim mais assegurada a funcionalidade do produto.

[0004] Pontos de manipulação desse tipo são vedados nas interfaces, tais como saída de cabo, seção de encaixe de contato, área de teclas (por meio de anéis vedantes, filmes, colas, etc) de forma a impedir uma infiltração de

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 9/24

2/11 líquidos a fim de proteger os elementos de toque e sua função. Adicionalmente os botões de comando são executados a prova de respingos d'água, isso oferece porém apenas uma proteção sob determinadas condições, devido às condições ambientes com relação à esterilização por meio de aquecimento úmido.

[0005] Com a aplicação disseminada de peças de manipulação do tipo citado surgiram certos problemas. Por um lado, é necessário um esforço grande de projeto para vedar todas as interfaces dos elementos de manipulação, por outro, existe o risco de um vazamento após múltipla preparação. Se ocorrer umidade em um ponto, as outras vedações ficarão sem função, de forma que a umidade pode chegar até o interior do manipulo.

[0006] É por essa razão tarefa da presente invenção, indicar um botão de comand melhorado com relação às exigências de aplicação acima referidas, que apresente especialmente uma vida útil longa e elevada confiabilidade de serviço. Além disso é apresentada uma peça de manipulação correspondentemente melhorada.

[0007] Essa tarefa é solucionada através de um botão com as características da reivindicação 1 ou através de uma peça de manipulação com as características da reivindicação 12. Além disso, é apresentado um método para a fabricação de um botão melhorado do tipo citado, que apresenta as características da reivindicação 9. Aperfeiçoamentos convenientes da idéia inventiva são objeto das reivindicações dependentes respectivas.

[0008] A invenção também inclui à idéia de indicar um botão que não precisa de meios de vedação adicionais (que

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 10/24

3/11 são deficientes de modo lantente) , o qual apresenta um número mínimo de peças vedadas hermeticamente entre si unicamente devido à sua construção. Ela alem disso inclui a idéia de projetar uma mola de comutação do botão como segmento integral de uma de suas peças de carcaça e forma que possa ser totalmente dispensada uma vedação entre cada peça de carcaça e da mola de comutação. Além disso, a invenção inclui a idéia de, além daquela primeira peça de carcaça, ser prevista para a formação da carcaça ainda uma segunda peça de carcaça que contém pelo menos um contato do botão de comando. Finalmente, faz parte da presente invenção incorporar de forma hermeticamente vedada todo contato ou aqueles contatos na segunda peça de carcaça sem meios de vedação separados.

[0009] Os botões de comando do tipo de acordo com a invenção podem ser especialmente vantajosamente utilizados em peças de manipulação médicos, mas também em outros aparelhos e especialmente naquelas que podem ser expostos a elevados esforços térmicos ou climáticos.

[0010] Entende-se por de forma hermeticamente vedada neste caso um grau de umidade e de hermet icidade à pressão com relação às exigências comuns no caso de esterilização (esterilização a vapor especial) de instrumentos médicos assim como no caso de sua aplicação, inclusive no caso de esforço térmico de choque e carga alternante. Hermeticidade a alto vácuo, neste caso, também neste caso é pouco exigida como hermeticidade em caso de temperaturas baixas extremas.

[0011] Em uma concretização da invenção é previsto que a segunda peça de carcaça seja feita de vidro pelo menos

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 11/24

4/11 por segmento e o contracontato seja fundido na seção de vidro. A fusão de uma peça metálica em vidro é uma técnica de iluminação conhecida a décadas, para realizar vedações herméticas de modo simples, a baixo custo e segura com uma duração prolongada.

[0012] Em uma outra concretização é previsto que a primeira peça de carcaça seja feita de metal elástico flexível especialmente de aço inox ou titânio ou de uma liga de titânio e especialmente projetada como peça de repuxo profundo. Desse modo, a concretização integral da mola de comutação com a primeira peça de carcaça pode ser também realizada facilmente como realizada com também uma resistência duradoura à corrosão e hermeticidade do botão de comando também sob as condições exigidas de métodos de esterilização médicos.

[0013] Em uma combinação das duas concretizações, provê-se uma configuração vantajosa na qual a segunda peça de carcaça é totalmente feita de vidro e seu perímetro que fica em contato com a parede da primeira peça de carcaça forma com esta parede uma união vidrometal físico-química. Também neste caso, são convenientemente empregados conhecidos disponíveis e tecnologias provenientes da técnica de vidro e de iluminação para a concretização da presente invenção.

[0014] Isso se aplica também para uma concretização modificada na qual a segunda peça de carcaça é composta de um anel metálico e de uma peça central de vidro, sendo que o perímetro da peça central de vidro forma com uma parede circunferencial interna do anel metálico uma união vidro-metal físico-química. A união vedada hermeticamente

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 12/24

5/11 a ser realizada entre a parede externa do anel metálico mencionado e a primeira peça de carcaça pode ser criada por exemplo através de um método de solda a laser. Métodos de solda desse tipo são a muito tempo executados na técnica médica e podem ser úteis para a concretização da invenção.

[0015] Enquanto os aspectos acima referidos da invenção resultam até certo ponto em uma concretização High-End, a invenção também pode ser realizada a princípio com as peças plásticas de baixo custo. Neste caso, a primeira peça de carcaça é feita de um material plástico condutivo, especialmente resistente a elevadas temperatura e/ou um material plástico com um revestimento condutivo e é projetada especialmente como peça moldada por sopro. A propósito, a segunda peça de carcaça também pode ser composta de plástica e ser projetada especialmente como peça moldada por injeção. Neste caso, pode ser feita uma concretização Low-Cost da invenção, de uma certa forma para reivindicações menores. Mas também é possível combinar peças de carcaça de metal e/ou de vidro com peças de carcaça de plástico.

[0016] Enquanto no caso de uma concretização do botão de comando com um contra contato individual na segunda peça de carcaça, a primeira peça de carcaça serve ao mesmo tempo como condução interna de botão para um contato de conexão externo, o botão de comando pode ser previsto com dois contra contatos (ou mais), que são incorporados na segunda peça de carcaça e as molas de comutação incorporadas integralmente na primeira peça de carcaça podem ser eletricamente ligadas entre si. Nesta

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 13/24

6/11 concretização, um segmento metálico ou a primeira peça de carcaça revestida integralmente de metal ou executada integralmente em metal faz uma ligação em ponte em relação à distância entre os contracontatos, porém não está ligada como tal a um outro contato de conexão externo. Para executar a função de botão é suficiente também uma metalização no lado interno de uma peça plástica não condutiva como primeira peça de carcaça.

[0017] Dependendo da execução de material do botão de comando proposto a etapa de tratamento térmico característica para a união hermeticamente vedada dos pontos de contato dos componentes de botão individuais é projetada ou como etapa de fusão vidro-metal ou de sinterização, especialmente a uma temperatura acima de 900°C, ou como etapa de processamento térmico plástico. Nesta última versão, é uma etapa de encaixe a quente da primeira peça de carcaça sobre a segunda peça de carcaça ou uma etapa de solda de material plástico com temperaturas e tempos adaptados às propriedades de processamento do material plástico concretamente utilizado (termoplastos).

[0018] A peça de manipulação de acordo com a invenção compreende especialmente contatos de conexão com a primeira peça de carcaça ou com os ou cada um dos contracontatos do botão de comando, que foram crimpados através de técnicas convencionais. Para o estabelecimento das conexões porém podem ser também empregados métodos de união, como uma colagem com substância adesiva condutiva ou métodos de soldagem, ou ainda uniões simples de encaixe. Os contatos de conexão podem ser

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 14/24

7/11 também elementos de uma configuração SMD, sendo que o botão de comando é adaptado no formato e tamanho à configuração concreta.

[0019] Em uma configuração conveniente é previsto além disso que no interior do botão de comando seja colocado um componente de função do arranjo e que suas conexões sejam conduzidas de forma hermeticamente vedada através da segunda peça de contato em relação aos contatos de conexão na peça de manipulação.

[0020] As vantagens e conveniências da invenção constam a propósito da descrição a seguir de exemplos de concretização com base nas figuras, onde:

[0021] A figura 1 mostra uma ilustração de seção longitudinal esquemática de um botão de comando de acordo com uma primeira forma de concretização da invenção;

[0022] A figura 2 mostra uma ilustração de seção longitudinal esquemática de acordo com uma segunda forma de concretização da invenção;

[0023] A figura 3 mostra uma ilustração de seção longitudinal esquemática de um botão de comando de acordo com uma terceira forma de concretização da invenção; e [0024] A figura 4 mostra uma ilustração de seção longitudinal esquemática de acordo com uma quarta forma de concretização da invenção.

[0025] A figura 1 mostra um botão de comando 10, conectado a dois contatos de conexão externos Cl e C2, que podem ser dispostos especialmente sobre uma platina (não ilustrada) de uma peça de manipulação médica. O botão de comando 10 é composto de uma primeira peça de carcaça 11 na forma de um copo com fundo alargado no

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 15/24

8/11 formato de segmento esférico lia e uma parede cilíndrica Ilb, uma segunda peça de carcaça de formato anular 12 feita de vidro e de uma peça de contato (contra contato) 13 utilizada na peça de carcaça de vidro 12 centralmente. A segunda peça de carcaça é dimensionada em seu diâmetro externo de tal forma que ela se ajusta praticamente livre de folga à parede cilíndrica Ilb da primeira peça de carcaça 11, à execução cilíndrica em seu centro também livre de folga se ajusta um segmento de pino 13a da peça de contato 13.

[0026] Através de uma etapa de processamento térmico (vida mais abaixo) é criada respectivamente uma selagem hermeticamente vedada TS nas superfícies de contato das referidas peças. A peça de contato 13 é colocada no botão de comando 10 de tal forma que uma placa de contato de formato circular 13b em sua extremidade interna chega a se apoiar em um compartimento oco 14 entre a superfície frontal no lado interno da segunda peça de carcaça 12 e o fundo da primeira peça de carcaça 11, na verdade com uma distância tal abaixo da convexidade lia no fundo da primeira peça de carcaça, que esta fica em contato durante o abaixamento de mola com a placa de contato 13b. Desse modo, é estabelecida uma união elétrica (temporária) entre o contato de conexão Cl, ao qual a peça de contato 13 está conectada, e o contato de conexão C2, ao qual a primeira peça de carcaça 11 condutiva está

conectada	. A	convexidade lia serve	portanto	comc	> mola	de
comutação	do	botão de comando 10.
[0027]	Um	botão de comando 20	ilustrado	na	figura	2
apresenta	em	grande parte a mesma	estrutura	do	botão	de

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 16/24

9/11 comando 10 da figura 1, e neste aspecto suas partes serão designadas com o número de referência correspondente e não serão novamente esclarecidas aqui. Diferentemente da primeira forma de concretização, a estrutura da segunda peça de carcaça é composta de um anel interno de vidro 22, que retém e conduz a peça de contato 23, e de um anel externo metálico que circunda este outro 25, que se estende até a parede interna da primeira peça de carcaça 21. Através do dimensionamento adequado e tratamento térmico nesta concretização são projetadas três áreas de selagem hermeticamente vedadas (até 2,5 bar) TS1 (entre a primeira peça de carcaça 21 e o anel externo 25), TS2 (entre o anel interno 22 e o anel externo 25) e TS3 (entre o anel interno 22 e a peça de contato 23).

[0028] A figura 3 um outro botão de comando 30 como outra concretização modificada em relação à figura 2. Também neste caso, peças conforme a concretização da figura 2 novamente são designadas através dos números de referência correspondentes à figura 2 e não serão aqui esclarecidas. As diferenças essenciais residem em um outro arranjo dos contatos de conexão externos Cl' e C2 ' e na previsão a isso associada de duas peças de contato. (Contracontatos) 33 e 36, suas placas de contato 33b ou 36b situam-se respectivamente abaixo da mola de comutação 31a da primeira peça de carcaça 31 no compartimento interno 34 do botão de comando. Através do abaixamento da mola de comutação 31a esta entra em contato com as duas placas de contato 33b, 36b, simultaneamente e estabelece uma ligação elétrica entre as peças de contato externas Cl' e C2'.

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 17/24

10/11 [0029] A figura 4 mostra como outra forma de concretização da invenção um botão de comando 40 com uma função adicional, que corresponde basicamente ao botão de comando 20 da figura 2. O compartimento interno 44 do botão de comando 40 neste caso, apresenta dimensões maiores na verdade pelo fato de a espessura dos anéis 41 e 45 que formam em conjunto a segunda peça de carcaça ser reduzida em relação à segunda forma de concretização. Desse modo, o plocal é criado para um componente eletrônico E, que é montado de forma protegida no compartimento interno e cujos pinos de conexão PE são conduzidos pelas segunda peça de carcaça de forma hermeticamente vedada. O anel externo metálico 45 apresenta um furo, no qual um bujão de vidro 47 é inserido, no qual os pinos de conexão PE do componente E foram previamente fundidos.

[0030] A concretização das etapas a alta temperatura necessárias para as selagens é feita em um forno a uma temperatura na faixa entre 900 e 1000°C, na qual o vidro empregado para as peças de vidro dos botões de comando respectivos estabelece uma uniãovidro-metal físicoquimica com as peças metálicas respectivamente contíguas (aqueles principalmente feitas de aço inox). Os botões de comando neste caso são colocados sobre uma placa de grafite e lá levados aos fornos e ali mantidos por um intervalo de tempo pré-determinado sob a temperatura necessária. A fusão das peças de contato ou (no caso da concretização de acordo com a figura 4) também dos pinos de contato do componente na peça de vidro respectiva pode ser feita previamente em um processo térmico separado. A

Petição 870190017867, de 21/02/2019, pág. 18/24

11/11 conexão do botão de comando pronto nos contatos de conexão externos é feita através de um método de solda convencional, mas também pode ser empregado um método de união positiva como a crimpagem ou uma união de encaixe, se os segmentos de união estiverem adequadamente configurados (como no caso da concretização da figura 3). [0031] A concretização da invenção não é limitada aos exemplos aqui descritos e aspectos relevantes mas sim exequível em uma pluralidade de modificações, pertencentes ao procedimento técnico.

Claims

1. Botão de comando, particularmente uma peça de manipulação médica, tendo:

- uma primeira peça de carcaça do tipo copo, casca ou caixa (11; 21; 31; 41), tendo pelo menos em alguns segmentos com material condutivo, com uma mola de comutação integralmente moldada (11a; 21a; 31a; 41a) e uma parede continua, sendo que a primeira peça de carcaça compreende um primeiro contato de comutação;

- uma segunda peça de carcaça (12; 22; 25; 32; 35; 42; 45) , que é adaptada em seu formato à parede da primeira peça de carcaça e é inserida nesta de forma

hermeticamente vedada de tal forma que uma cavidade é formada entre a primeira e a segunda peça de carcaça sob a mola de comutação e pelo menos um contra contato de mola de comutação (13; 23; 33; 36; 43) conduzido de forma hermeticamente vedada e eletricamente isolado a partir da primeira peça de carcaça através da segunda peça de carcaça, e se estendendo para dentro da cavidade abaixo da mola de comutação, sendo que, em uma comutação, o contra contato contata diretamente a primeira peça de carcaça, caracterizado pelo fato de a primeira peça de carcaça ser feita de metal resiliente, especialmente aço inox ou titânio ou de uma liga de titânio, e é executada especialmente com peça de repuxo profundo, e a segunda peça de carcaça é totalmente feita de vidro (12), o contra contato é fundido no segmento de vidro e a circunferência da segunda peça de carcaça contatando a parede da primeira peça de carcaça (11) forma uma união vidro-metal fisico-quimica com cada parede, ou a segunda

Petição 870190074882, de 05/08/2019, pág. 11/13

2/3 peça de carcaça é feita de um anel metálico (25; 35; 45) e uma peça intermediária de vidro (22; 32; 42) e a circunferência da peça intermediária de vidro forma uma união vidro-metal fisico-quimica com uma parede circunferencial interna do anel metálico.

2. Botão de comando, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar dois contra contatos (33; 36), cujas extremidades se estendem para dentro da cavidade serem posicionadas de tal forma que a mola de comutação (31a) se contata com elas mutualmente durante o acionamento.

3. Método para produzir um botão de comando, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ter uma etapa de tratamento térmico para a união hermeticamente vedada entre a parede da primeira peça de carcaça (11; 21; 31; 41) e a circunferência da segunda peça de carcaça (12; 22; 25; 32; 35; 42; 45) e/ou entre o ou cada contra contato (13; 23; 33; 36; 43) e a parede da bucha prevista na segunda peça de carcaça.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a etapa de tratamento térmico ser realizada como etapa de fusão vidro-metal ou de sinterização, especialmente acima de 900°C.

5. Peça de manipulação médica, particularmente um instrumento ou manipulo, caracterizada pelo fato de apresentar um botão de comando (10; 20; 30; 40), conforme definido nas reivindicações 1 ou 2, particularmente sem meios de vedação adicionais, e dois contatos de conexão (Cl; C2; Cl'; C2'), os quais são conectados à primeira

Petição 870190074882, de 05/08/2019, pág. 12/13

3/3 peça de carcaça (11; 21; 31, 41) e ao contra contato (13; 23; 43) ou a dois contra contatos (33; 36) do botão de comando.

6. Peça de manipulação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de os contatos de conexão (Cl; C2; Cl'; C2') serem soldados ou crimpados à primeira peça de carcaça (11; 21; 31, 41) ou ao ou a cada contra contato (13; 23; 33; 36; 43) do botão de comando.

7. Peça de manipulação, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de os contatos de conexão (Cl; C2; Cl'; C2') serem elementos de uma configuração SMD e de o botão de comando (10; 20; 30; 40) ser adaptado no formato e tamanho corresponde.

8. Peça de manipulação, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 5 a 7, caracterizada pelo fato de no interior do botão de comando (40) ser colocado um componente funcional (E) do arranjo e cujas conexões (PE) serem conduzidas de forma hermeticamente vedada através da segunda peça de carcaça (40) em relação a contatos de conexão na peça de manipulação.