JP5547852B2 - 圧縮ガスモータおよび洗浄システム - Google Patents

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Description

本発明は、気密形式で閉鎖される円筒形内部空間、少なくとも1つの第1のベース面、円筒形軸に沿って移動するように円筒形内部空間に配置され、内部空間を封止する少なくとも1つのプランジャ、プランジャに接続され、第2のベース面を超えて内部空間から突出するプランジャロッド、内部空間に圧縮ガスを供給するための第1の開口部、および内部空間の内側からガスを放出するための第2の開口部を備える、洗浄システムを作動するための圧縮ガスモータに関する。
本発明はまた、この種の圧縮ガスモータを有する洗浄システムのためのハンドルおよびこの種の圧縮ガスモータを有する洗浄システム、およびこの種の圧縮ガスモータを作動するための方法に関する。
したがって、本発明の主題は、洗浄システムの駆動手段として圧縮ガスの使用により振動直線運動を生成するための簡単な駆動装置である。さらに、駆動装置を有する洗浄システムのハンドルが本発明の主題である。駆動装置およびハンドルを有する洗浄システムもまた、本発明の主題である。
洗浄システムは組織領域を洗浄するために外科手術において広範に使用される。具体的には、関節人工器官の移植の間、および敗血症修復の間、洗浄システムは重要である(非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3、非特許文献4、非特許文献5)。組織領域は、等張食塩水などの適切なリンス液の噴霧パフ(噴霧気体の吹きかけ(spray puff))により洗浄の間に浄化される。1分あたり数千までの噴霧パフがこれに関して一般的である。
パルス洗浄システムは、昔から、例えば特許文献1、特許文献2および特許文献3から知られている。現在市場に出ている洗浄システムは、電気モータ(例えばStryker GmbH&Co.KGのInterPulse(登録商標)Jet lavage)または圧縮空気(例えばHeraeus Medical GmbHのPALAVAGA(登録商標))により駆動される。
例えば、バッテリーで作動される洗浄システムが有用であると証明されている。しかしながら、その性質に起因して制限された電荷容量のみを有する大きなバッテリーブロックが常に一緒に必要とされる。圧縮空気により駆動される洗浄システムは、圧縮空気が制限されていない量で手術室において利用可能であるので、エネルギー供給が制限されずに、任意の所望の時間にリンス液を噴霧できるという点で比較的有益である。
圧縮空気または他の圧縮ガスにより駆動されるシステムは通常、ドライブとして圧縮ガスモータを利用する。洗浄システムのためのほとんどの圧縮ガスモータは、層状圧縮ガスモータである。圧縮ガスモータは、後で振動直線運動に変換される回転運動を生成する。振動直線運動は運動量を少量のリンス媒体に伝えるために利用される。これに関して、パルスをリンス液に伝えることができるように、ドライブとリンス液の入口との間に少なくとも1つの膜を配置することが一般的である。これにより、噴霧パフが生成される。1分当たり、2,000〜3,000パルスの速いパルス速度において、数千ミリリットルの範囲のリンス液の量が噴霧される。これは、圧縮ガスモータが、このような高回転速度を許容するために高精度で製造されることを必要とすることを意味する。さらに、十分に安定な再充電が利用可能でなければならない。これらの理由のために、圧縮ガスモータは、一般的な圧縮空気により駆動される洗浄システムの最も高価なコンポーネントである。したがって、圧縮ガスモータは一般に、金属または他の耐久性のある材料から作製されたハンドルに配置されるので、このコンポーネントは適切な再処理および滅菌後に複数回、使用され得る。
一般的な圧縮ガスモータは、特許文献4から公知であり、円筒形の中間空間内で直線運動で可動するプランジャに隣接して横方向に配置される空気圧で駆動されるピンチバルブを有する。この設計において、ピンチバルブはプランジャを駆動する駆動圧縮空気を制御する。プランジャは、そのプランジャの直線振動運動を引き起こすために交互にその2つの側に付与される圧縮空気を有する。これは、ピンチバルブの設計が比較的複雑になり、それらを組み立てるのを困難にするので不都合である。したがって、この種の設計は高価で実施され得ない。
米国特許第4,583,531A号 米国特許第4,278,078A号 米国特許第5,542,918A号 欧州特許第0481208A1号
R.M.Shermanら、The role of lavage in preventing hemodynamic and blood−gas changes during cemented arthroplasty.J.Bone Joint.Surg.1983、65−A、500−506 S.J.Breuschら、Zementierte Huftendoprothetik:Verminderung des Fettembolierisikos in der zementierten Huftendoprothetik mittels gepulster Druckspulung.Orthopadie 2000、29:578−586 S.J.Breuschら、Lavage technique in THA:Jet−lavage Produces Better Cement Penetration Than Syringe−Lavage in the Proximal Femur.J.Arthroplasty.200、15(7):921−927 R.J.Byrickら、High−volume,high pressure pulsatile lavage during cemented arthroplasty.J.Bone Joint Surg.1989、81−A:1331−1336 J.Christieら、Medullary lavage reduces embolic phenomena and cardiopulmonary changes during cemented hemiarthroplasty.J.Bone Joint Surg.1995、77−B:456−459
本発明は、従来技術の不都合な点を克服するため、特に、最小の数の可能な部品からなり、圧縮ガスにより駆動され得る洗浄システムのための簡単な圧縮ガスモータを提供するための目的に基づく。前記駆動装置は、ほとんどが安価なコンポーネントからなる。これは、低い製造および組み立てコストで単一の使用のための駆動装置の提供を確実にする。正確な安定した保存を必要とする高価な部品は可能な限り避けるべきである。
本発明の目的は、開口部が円筒形内部空間の円筒形ジャケットに配置されることで満たされ、第1の開口部は第2の開口部と閉鎖された第1のベース面との間に配置され、プランジャは、互いに接続される第1のプランジャ部および第2のプランジャ部を備え、第1のプランジャ部は、第1のプランジャ部と、内部空間の円筒形壁との間の少なくとも1つの通路を備え、および/または少なくとも1つの通路を形成し、第2のプランジャ部は、気密であるように内部空間の内側を封鎖し、第1のプランジャ部の少なくとも1つの通路は、第1のプランジャ部と第2のプランジャ部との間の中間空間を、閉鎖された第1のベース面と第1のプランジャ部との間の内部空間領域に接続し、第1の開口部は第1のプランジャ部により閉鎖されることができ、第2の開口部は第2のプランジャ部により閉鎖されることができ、第2のプランジャ部が第2の開口部を完全に閉鎖しない場合、圧縮ガスモータは、少なくとも一部の時間、円筒形内部空間の第1のベース面の方向においてプランジャに力を与える復元具を備える。
本発明の範囲の中空円筒形は内部中空円筒形と称する。一般的ないずれかのモータに見られるような、円筒形、例えばモータブロックが提供され、それは円筒対称性でなくてもよい。さらに、本発明の範囲の中空円筒形は、簡単な円筒形状を有する本体のみでなく、その用語は、円形でない、例えば矩形またはさらに不規則な形状のベース面である中空円筒形も含むと理解されるべきである。中空円筒形は、プランジャが動く領域における円筒形軸に対して垂直である一定の断面形状、すなわちほぼ円筒形の全体の形状を有することを必要とする。
本発明によれば、中間空間は一定の容積を有するのに対して、内部空間領域の容積は、内部空間に対するプランジャ部の位置に依存する。
本発明は、内部空間の第1のベース面の端部の領域から第2の開口部の高さまで延び、第1のプランジャ部と内部空間の円筒形壁との間に少なくとも1つの通路を形成する溝を含むように内部空間の壁を提供するのに好都合であり得、その溝は開口部に接続されない。
次いで本発明はこれに関して、円筒形内部空間の第1ベース面の端部まで延びる溝を提供でき、第1のプランジャ部は好ましくは円筒体であり、特に好ましくはさらなる通路を備えない。
本発明に係る圧縮ガスモータはまた、第1のプランジャ部および第2のプランジャ部が、剛性連結部により、好ましくはロッドにより、特に好ましくはプランジャロッドの延長部により、特に円筒形軸に沿って互いに接続されるという点で特徴付けられ得る。
本発明は、開口される円筒形内部空間の第2のベース面を提供することが好都合であり得る。
さらに、本発明は、円筒形内部空間の第2のベース面に配置され、内部空間の円筒形軸の領域において好ましくはベアリングの中心におけるようにプランジャロッドを支持する、プランジャロッドのためのブラケットを提供できる。
本発明は、第1のプランジャ部分において特定のガス透過可能な孔を含む、少なくとも1つの通路を提供することが好都合であり得、特にこの種の孔である通路を提供する。
本発明の別の改良は、1mmより長い、好ましくは1mmから100mmの間、特に好ましくは5mmから10mmの間である、第1のプランジャ部と第2のプランジャ部との間の距離を提供する。
本発明は、内部空間の円筒形軸の方向において少なくとも第1のプランジャ部の高さと等しい閉鎖された第1のベース面からの第1の開口部の距離を提供することが好都合であり得る。
本発明に係る圧縮ガスモータはまた、第1のプランジャ部および/または第2のプランジャ部が円筒形であり、少なくともその領域において、円筒形内部空間の内壁に密接することが特徴付けられ得る。
本発明は、第1の開口部に接続され、圧縮ガスを含むリザーバおよび/または好ましくはガスの流れを妨げる管を有さずにガス透過可能な形式で圧縮ガスモータの周囲に接続される第2の開口部を提供できる。
さらに、本発明は、連結手段、特に第2のベース面の領域の外側に配置される洗浄連結具を連結するためのバヨネットキャッチを提供できる。
乳棒、特にマッシュルーム形状の乳棒を含む、プランジャロッドの端部が第2のベース面から突出することは有益であり得る。
本発明に係る圧縮ガスモータは特に、プランジャ部、プランジャ部の連結部、プランジャロッド、円筒形内部空間の壁、ベース面の端部、ブラケット、復元具、連結手段および/または乳棒が、プラスチック材料から作製される場合、特にそれらが射出成形コンポーネントである場合、コスト効率が高い。
本発明は、円筒管の内側である内部空間および少なくともその領域において、好ましくは本質的に円筒形外面を含む圧縮ガスモータを提供することが好都合であり得る。
特に有益には、本発明は内部空間においてプランジャの振動運動を提供し、第1の開口部および第2の開口部はそれぞれ、第1のプランジャ部および第2のプランジャ部により交互に完全に閉鎖されることができる。
本発明は、バネ、特に第2のプランジャ部と円筒形内部空間の第2のベース面との間に配置されるプラスチックバネ、鋼バネおよび/またはガススプリングを含む復元具を提供できる。
あるいは、本発明は、第3のプランジャ部、内部空間の内側からガスを放出するための第3の開口部、および内部空間に圧縮ガスを供給するための第4の開口部を含む復元具を提供でき、第3および第4の開口部は、円筒形内部空間の円筒形ジャケットに配置され、第4の開口部は、第2の開口部と円筒形内部空間の第2のベース面との間に配置され、第3の開口部は第2の開口部と第4の開口部との間に配置され、第3の開口部および第4の開口部はそれぞれ、第2のプランジャ部および第3のプランジャ部により閉鎖されることができ、第3のプランジャ部は、第2のプランジャ部と円筒形内部空間の第2のベース面との間のプランジャロッドに配置され、第2のプランジャ部に接続されるプランジャの一部であり、第3のプランジャ部は、第3のプランジャ部と内部空間の円筒壁との間の少なくとも1つの通路を備え、および/または少なくとも1つの通路を形成する。
これに関して、本発明は、この種の第1のプランジャ部のように構造化される第3のプランジャ部および/または第1のプランジャ部に対して構造化されるように第3のプランジャ部に対して構造化される中間空間の内壁を提供できる。
本発明に係る圧縮ガスモータはまた、剛性および動かないようにプランジャに接続される、特に円筒形軸の領域において好ましくは第2のプランジャまたは第3のプランジャ部に接続されるプランジャロッドを有するように提供され得る。
本発明の目的はまた、前記圧縮ガスモータを備え、バルブおよびそのバルブを制御するためのハンドルに配置される作動具を備える、洗浄システムのためのハンドルにより満たされ、バルブは管、特に第1の開口部および/または第2の開口部、好ましくは第1、特に好ましくは第1と第4の開口部に接続される圧縮ガス管に配置される。
本発明の目的はまた、前記圧縮ガスモータを備え、好ましくは前記ハンドルを備え、さらに、リンス液リザーバおよび/またはリンス液リザーバのためのコネクタを備える、洗浄システムにより満たされ、リンス液を含有する噴霧パフを生成するために、特に乳棒により第2のベース面を超えて突出するプランジャロッドの端部により、力の衝撃は、力伝達具、好ましくは膜に移されることができる。
最後に、この目的は、以下の工程:
第1のプランジャ部と第2のプランジャ部との間の中間空間に第1の開口部を通して圧縮ガスを供給する工程と、
中間空間内において正圧を増加させる工程と、
正圧に起因して圧縮ガスモータの内部空間においてプランジャ部を移動させる工程と、
プランジャ部の移動により、第1の開口部を閉鎖して、第2の開口部を開口する工程と、
中間空間から第2の開口部を通して膨張したガスを放出する工程と、
復元具により内部空間においてプランジャ部を復元する工程と、
を含む、前記圧縮ガスモータを作動する方法により満たされる。
Oリングなどの封止手段もまた、本発明に係る構造であるが、必ずしも不可欠ではない。
したがって、本発明は、簡単な手段により、圧縮空気プランジャモータを直線振動できる、および/またはプランジャが少なくとも2つのプランジャ部および可能な限り剛性である連結部から作製される、直線圧縮ガスプランジャモータを構築できるという驚くべき発見に基づく。非剛性の連結部はモータの性能を悪化させるが、機能的原理に完全に排除されなくてもよく、圧縮ガスモータの安定な作動についての一部のプラスの特性を生じる場合もある。モータが長時間、耐久性があることを望まない場合、この種の圧縮ガスモータは安価なコンポーネントから容易に製造され得るので、この種の圧縮ガスモータを有する洗浄システムは使い捨て製品として設計され得る。
したがって、洗浄システムのための本発明に係る駆動装置は、以下により特徴付けられ得る:
a)中空円筒形が配置され、
b)中空円筒形が気密形式で一端で閉鎖され、
c)中空円筒形が開口円筒形端部を有し、
d)ロッドが円筒形に存在し、
e)ロッドの一端が、軸方向において少なくとも1つの特定のガス透過可能な孔を有するロッドに配置され、ロッドに固定して接続される、第1のプランジャ部を有し、
f)第2のプランジャ部が第1のプランジャ部に隣接するロッドに配置され、第2のプランジャ部が、ガス通路を含まず、ロッドに固定して接続され、
g)少なくとも1.0mmの距離が、第1のプランジャ部と第2のプランジャ部との間に存在し、
h)第2のプランジャ部が第1のプランジャ部から離れた側でバネと接触し、そのバネは、ロッドを透過可能なプレートまたはフィンにより支持され、
i)第1の開口部は、少なくとも第1のプランジャ部の長さと等しい中空円筒形の閉鎖された端部からの距離を有し、
j)第1のプランジャ部が中空円筒形の閉鎖された端部を押し、それにより、第1の開口部は第1のプランジャ部に覆われず、第2のプランジャ部は第2の開口部を覆うようなバネの長さであり、
k)第1のプランジャ部および第2のプランジャ部は中空円筒形の内壁に密接し、
l)第1の開口部は圧縮ガスを含むリザーバに接続され、
m)第2の開口部は、ガスが透過可能な形式で周囲に接続され、周囲における圧力は、リザーバ内の圧縮ガスの圧力より低い。
本発明の機能による装置は、例えば、バネなどの復元具が、中空円筒形の閉鎖された端部に対してプランジャロッドの第1および第2のプランジャ部を押す。これに関して、第1の開口部が開口し、第2の開口部が覆われ、それにより、第2のプランジャ部により閉鎖される。圧縮ガスが円筒形内部空間に第1の開口部により誘導される場合、圧縮ガスは、第1のプランジャ部と第2のプランジャ部との間の中間空間内に進入する。次いで、ガスは内部空間の閉鎖された気密端部に到達するまで、第1のプランジャ部において少なくとも1つのガス透過可能な通路を通して移動する。ガスは膨張し、プランジャロッドが延びる内部空間の端部の方向において2つのプランジャ部を押す。これに関して、第1の開口部が第1のプランジャ部により覆われるまで、第1のプランジャ部は動く。第2のプランジャ部は同期して動き、第2の開口部を開口する。低い周囲圧力が第2の開口部に付与される場合、圧縮ガスは、2つのプランジャの間の領域および第1のプランジャ部と閉鎖された内部空間の端部との間の領域から、第1のプランジャ部における少なくとも1つのガス透過可能な通路を通して放出する。次いで内部空間における内圧が外圧と等しくなる。次いで復元要素が第2のプランジャ部を押し、それを、プランジャロッドならびに第1および第2のプランジャ部と一緒に開始位置まで移動させる。次いで新たなサイクルが開始する。
2つのプランジャ部およびプランジャロッド、適切な場合、連結部が、小さな質量、およびそれにより低い慣性を有する場合、すなわち、バネが適切に寸法決めされ、ガス圧が十分である場合、速いパルス速度および高い頻度がこの装置により達成され得る。次いでプランジャロッドは、パルスおよびそれによりリンス液を含む噴霧パフを生成するように、乳棒を介して適切な膜または他の伝達具にパルスを伝え得る。
第3のプランジャ部がプランジャロッドに固定して接続され、また第2のプランジャ部にも固定して接続される復元具のように、バネの代わりに、プランジャロッドに第3のプランジャ部を配置することも有益である。第3のプランジャ部は少なくとも1つの軸にガス透過可能な孔を含んでもよい。さらに、第3の開口部が、中空円筒形に配置され、また、圧縮ガスを含むリザーバに接続され、周囲に接続される第4の開口部は中空シリンダに配置される。この変形例において、駆動プロセスは乳棒の方向において交互に連続して進行し、次いで反対方向において第3のプランジャならびに第3および第4の開口部により復元運動が進行する。
本発明の範囲はまた、中空シリンダに配置される洗浄連結具のための連結手段を含む。具体的には、バヨネットキャッチが特に連結手段として十分に適している。
ハンドルも有益であり、そのハンドルに、圧縮ガスリザーバおよび第1の開口部、適切な場合、ガス透過形式で第3の開口部に接続されるバルブを制御する作動レバーが配置される。さらに、ハンドルはそれに設けられる放出されるガスのための放出開口部を有する。
圧縮ガスモータは、固定圧縮ガス具、好適にはガスカートリッジにより作動され得る。これに関して、二酸化炭素が有用である二酸化炭素カートリッジによる駆動は、生成するのに安価であり、非毒性であるので好ましい。
本発明の例示的な実施形態は7つの概略的な図面に基づいて以下に例示するが、本発明の範囲はそれらに限定されない。
乳棒(pestle)が格納されている本発明に係る圧縮ガスモータの概略的な断面図を示す。 乳棒が送り出されている図1による本発明に係る圧縮ガスモータの概略的な断面図を示す。 乳棒が格納されている本発明に係る第2の圧縮ガスモータの概略的な断面図を示す。 乳棒が中間位置にある図3による本発明に係る圧縮ガスモータの概略的な断面図を示す。 乳棒が送り出されている図3による本発明に係る圧縮ガスモータの概略的な断面図を示す。 本発明に係る洗浄システムの概略的な断面図を示す。 本発明に係る第3の圧縮ガスモータの断面図を示す。
図1は、内壁により円筒形内部空間2を収容する円筒形ハウジングを有する直線圧縮ガスモータ1を示す。(図1の左側における)円筒形内部空間2の第1のベース面3は、気密および圧密形式で閉鎖される。円筒形内部空間の第2のベース面4もまた閉鎖されるが、内部空間2の内側に延びるプランジャロッド5の通路を備える。プランジャロッド5は、移動できるように、すなわち、円筒形内部空間2の長手方向に可動できるように、内部空間2の内側に配置されるプランジャロッド5に接続される2つの円筒形プランジャ部6、7を有する。2つのプランジャ部6、7は接続ロッド8を通して互いに接続される。第1のプランジャ部6は孔(ボアホール)の形態の通路9を備えるのに対して、第2のプランジャ部7は通路を有さない。2つのプランジャ部6、7は、内部空間2の内壁を封止する。内部空間2の第2のベース面4と第2のプランジャ部7との間にバネ10が配置され、第1のベース面3の方向においてプランジャロッド5および接続ロッド8と共にプランジャ6、7を押す。
第1のプランジャ部6は第1のベース面3に密接して配置される。プランジャ6、7、接続ロッド8、およびプランジャロッド5からなるシステムのその位置は、圧力を付与していない状態でバネ10の圧力により位置が確立されるので、開始位置として規定される。2つの開口部11、12が内部空間2の円筒形ジャケット壁に配置され、それらに配置される管またはホース(図示せず)を取り付けるためのコネクタ13を有する。本発明によれば、圧縮ガス源は第1の開口部11において接続されるのに対して、第2の開口部12は、最も簡単な場合、周囲に対して単に開口しているだけであるが、放出管に接続するのに好都合であり得る。
衝撃を伝えるために、乳棒14が、圧縮ガスモータ1から突出しているプランジャロッド5の端部に配置される。2つのプランジャ部6、7は、接続ロッド8により互いから一定の距離で配置される。したがって、中間空間15がプランジャ部6、7の間に形成され、圧縮ガスモータの内部空間2においてプランジャ部6、7の動きと共に動く。第1のプランジャ部6が、図に示している開始位置においてベース面3に対して接触しているので、図1においては容積がない内部空間領域16が、第1のプランジャ部6と第1のベース面3との間に囲まれる。
圧縮ガスモータ1が図1に示した開始位置にある間に正圧が第1の開口部11に付与される場合、第1のプランジャ部6の方向を向いている第2のプランジャ部7の第1の側に作用する圧力が増大する。これにより、前記第2のプランジャ部7の第1の側に付与される力が増大する。乳棒14およびバネ10の方向を向いているプランジャ部7の第2の側に作用する大気圧は対抗力として作用する。さらに、バネ10は前記第2の側に力を与える。プランジャ部7の第1の側に圧縮空気または別の圧縮ガスにより付与される力は、プランジャ部の第2の側に作用する力および摩擦力に打ち勝ち、これにより、プランジャ部6、7、接続ロッド8、プランジャロッド5(図1においてハッチングをかけて示した領域)を含むプランジャシステムの運動が生じ、乳棒14は内部空間2の第1のベース面3から離れる。このプロセスにおいて、バネ10が圧縮され、次いで、運動の間、その運動に対して作用する力が増加する。内部空間2の第2のベース面4がまた、プランジャロッド5の気密通路を与える気密形式で閉鎖される場合、第2のプランジャ部7の第2の側により、および第2のベース面4により囲まれる内部空間2の前記部分に囲まれる空気、ならびに/または囲まれるガスは、内部空間2の前記部分の容積に反比例し、プランジャの動きに対して力を及ぼす。
圧縮空気または圧縮ガスは、第1のプランジャ部6の第1の側(図1の左側)と第1のベース面3の端部との間の通路9[空間内]を通る。これにより、第1の開口部11を通して供給される圧縮ガスのための内部空間2の容積が増加する。運動は出口に対する第2の開口部12まで進む。その出口は、開始位置において第2のプランジャ部7により覆われ、開口されると、圧縮ガスは、中間空間15および第1のプランジャ部6と第1のベース面3との間の空間から開口部12を通して放出する。プランジャシステムの運動の惰性および出て行く圧縮ガスに作用する流れ抵抗に起因して、運動は即座に停止せず、運動が反転する第2の位置まで継続する。正確に第2の位置の状態になるのは、構造の正確な形状、内部空間2の内壁におけるプランジャ部6、7の摩擦、バネ10のバネ定数、第1の開口部11におけるガス圧力、第2の開口部12の下流の流れ抵抗、および環境大気圧などの種々のパラメータに依存する。プランジャシステム5、6、7、8の運動は、遅くとも第2のベース面4で停止する。
図2は、プランジャシステム5、6、7、8の運動が反転する第2の位置を示す。第1のプランジャ部6は第1の開口部11を閉鎖する。圧縮ガスはまた、(図2の水平の矢印により示されるように)通路9を通して第1のプランジャ部6と第1のベース面3との間の内部空間領域16から最終的に第2の開口部12(その第2の開口部12はこの位置において第2のプランジャ部7により閉鎖されていない)まで出ていく。したがって、第2のプランジャ部7の第1の左側に作用する圧力は減少する。最終的に、バネ10に起因する対抗力により、反転する運動が生じ、プランジャシステム5、6、7、8は第1のベース面3の方向に促される。バネの力は第1のベース面3の方向における運動に起因して減少する。同時に、第2の開口部12は第2のプランジャ部7により閉鎖され、第1の開口部11は再び開き、それにより、圧力が、中間空間15および内部空間の第1のプランジャ部6と第1のベース面3との間の内部空間領域16において再び増加し得る。プランジャシステム5、6、7、8は図1による開始位置に戻り、運動が再び開始する。
圧縮ガスが第1の開口部11に付与され、このように循環的に供給される限り、第2の開口部12は正常圧領域または負圧領域に対して開口した状態になり、運動が循環的に継続する。乳棒14の生じる動きは、例えば、乳棒14が、後で1つまたは複数のノズルを通して出て行くことができる、膜の後ろに位置するリンス液に圧力衝撃を与える膜に対して衝突することで、リンス液の噴霧パフ(噴霧気体の吹きかけ(spray puff))を生じるのに利用される。
図3、4、および5は代替の圧縮ガスモータ21の概略的な断面図を示し、ここで、追加のプランジャドライブが、以前の例示的な実施形態のようなバネではない復元具として使用される。
圧縮ガスモータ21の円筒形の内部空間22は、気密形式で第1のベース面23および第2のベース面24において閉鎖される。プランジャロッド25は、第2のベース面24における気密開口部を通して内部空間22から突出する。プランジャロッド25は第2のベース面24を通して移動するように内部空間22の円筒形軸の方向に配置される。
3つのプランジャ部26、27、38がプランジャロッド25において配置される。第1のプランジャ部26は、第2のベース面24から対向しているプランジャシステム25、26、27、28、28’、38の端部に配置される。第2のプランジャ部27は接続ロッド28により第1のプランジャ部26に接続されるので、第2のプランジャ部27は第1のプランジャ部26から一定の距離で配置される。孔(ボアホール)の形態の通路29が第1のプランジャ部26に配置される。
圧縮ガスを供給するための第1の開口部31および第4の開口部31’ならびにガスを放出するための第2の開口部32および第3の開口部32’が、内部空間22の円筒形ジャケット壁に配置される。管またはホースを接続するためのコネクタ33が開口部31、31’、32、32’に配置される。
マッシュルーム形状の乳棒34が、圧縮ガスモータ21から第2のベース面24を通して突出するプランジャロッド25の端部に固定される。内部空間22におけるプランジャシステム25、26、27、28、28’、38が振動運動すると、図5に示した完全に送り出された位置における乳棒34は、洗浄システムのための噴霧パフを生成するために液体リザーバに衝撃を与える機能をする。
第1のプランジャ部26と第2のプランジャ部27との間の距離により、内部空間22に形成される第1の中間空間35が生じる。図3には容積がない第1の内部空間領域36は、第1のプランジャ部26と第1のベース面23との間に形成され、図4および5に係るプランジャシステム25、26、27、28、28’、38の他の位置において開口する。別の中間空間37は第2のプランジャ部27と第3のプランジャ部38との間に配置される。第3のプランジャ部38は通路39を備え、基本的に第1のプランジャ部26と同様に構造化される。第3のプランジャ部38は接続ロッド28’により第2のプランジャ部27に接続される。第2の内部空間領域40は、第3のプランジャ部38と閉鎖された第2のベース面24との間に形成され、プランジャシステム25、26、27、28、28’、38の開始位置(図3)において最大容積を有するのに対して、最終位置(図5)においては容積を有さない。2つの内部空間領域36、40の可変の容積と異なり、中間空間35、37は内部空間22内に一定の規定の容積を有する。
第1のプランジャ部26、第2のプランジャ部27、第3のプランジャ部38、および接続ロッド28、28’は、円筒形内部空間22の内側で円筒形軸の方向に移動できるプランジャ26、27、28、28’、38を形成する。第2の中間空間37、通路39を有する第3のプランジャ部38、第2の内部空間領域40、および気密であるように閉鎖される第2のベース面24は、この実施形態において、プランジャシステム25、26、27、28、28’、38のための復元具を形成するために、第3の開口部32’および第4の開口部31’と接続する。
プランジャ部26、27、38は、内部空間22の円筒形ジャケット壁に対して密接し、内部空間22内で誘導される。プランジャ26、27、28、28’、38の位置に応じて、第1のプランジャ部26は、第1の開口部31を覆うか、または圧縮ガスを供給するために開口したままにでき、第3のプランジャ部38は、第4の開口部31’を覆うか、または圧縮ガスを供給するために第4の開口部31’を開口したままにでき、第2のプランジャ部27は、第2の開口部32および第3の開口部32’を覆うか、またはガスを放出するためにそれらの1つを開口したままにできる。2つの流入開口部31、31’の1つおよび2つの流出開口部32、32’の1つのみが、いつでも開口できる。圧縮ガスを供給するための第1の開口部31が開口される場合、後で説明するように、ガスを放出するための第2の開口部32は閉鎖される。同じことが2つの他の開口部31’および32’に当てはまる。プランジャ部27は、第1のガスプランジャチャンバ29、35、36および第2のガスプランジャチャンバ37、39、40を互いに分離するので、それらは、通路29および39により、存在し得る別個のガスプランジャチャンバ、またはモータ部を形成する。
図3に示した開始位置において、圧縮ガスは、第1の中間空間35内および第1のプランジャ部26の第1の通路29内に開口部31を通して流れる。そこで、ガスは第1のベース面23を押す。同時に、ガスは、第3のプランジャ部38の通路39を通して第2の中間空間37から、また、第3の開口部32’を通して第2の内部空間領域40から放出する。第1のガスプランジャチャンバ29、35、36における圧力は、第2のガスプランジャチャンバ37、39、40における圧力より大きくなるので、プランジャ26、27、28、28’、38は、第2のベース面24の方向に動き、それにより、プランジャロッド25は、圧縮ガスモータ21の内部空間22から外部へ送り出される。
第1のプランジャ部26の動きにより、第1の開口部31が閉鎖され、次いで、プランジャ26、27、28、28’、38がさらに動くと、第2の開口部32が開口する。これにより、第1のガスプランジャチャンバ29、35、36における圧力が減少する。同時に、第3の開口部32’は、第2のプランジャ部27により閉鎖され、そのときに、第2の内部空間領域40の容積の減少により、第2のガスプランジャチャンバ37、39、40における圧力が増加する。この状況は図4に示す。しかしながら、第1のガスプランジャチャンバ29、35、36における圧力が放出するのにいくらか時間がかかり、乳棒34を含むプランジャシステム25、26、27、28、28’、38の惰性に起因するので、プランジャ26、27、28、28’、38は、図5に示した位置までその動きを継続する。プランジャ26、27、28、28’、38の動きは第2のベース面24で終端し、第2の開口部32がまだ広く開いている間、第4の開口部31’が開口する。したがって、圧縮ガスは、圧力が増加する第2のガスプランジャチャンバ37、39、40内に第4の開口部を通して流れ、一方、膨張したガスは、第2の開口部32を通して第1のガスプランジャチャンバ29、35、36から放出する。反転する兆候である圧力差が2つのガスプランジャチャンバ29、35、36および37、39、40で増加するので、プランジャ26、27、28、28’、38はここで、第1のベース面23の方向に促される。
プランジャは、図3に係る開始位置まで図4に示した位置を超えて戻る。反転する動きのプランジャ26、27、28、28’、38の惰性および圧力差がゆっくりのみで減少することに起因して、プランジャ26、27、28、28’、38は、開始位置まで戻る。次いでプランジャ26、27、28、28’、38の動きは、新たなサイクルで継続する。
図6は、洗浄システムのための本発明に係るハンドル50の概略的な構造の断面図を示す。本発明に係る圧縮ガスモータ51は前記ハンドル50に配置される。圧縮ガスモータは、圧縮空気を供給するための第1の開口部61およびガス放出のための第2の開口部62を備える。2つの開口部61、62は圧縮空気管63および放出管64に接続される。
バルブ65が圧縮空気管63に配置される。バルブ65は、それが回転できるようにヒンジ67によりハンドル50に接続される作動レバー66の形態の作動具により手動で作動され得る。圧縮空気管63はコネクタ68を備え、そのコネクタ68により、圧縮空気源に接続され得る。放出管64は周囲で終端するか、または第2のコネクタ69を介して排気空気システムもしくはさらに負圧を生成するための真空ポンプに接続される。
洗浄システム(図示せず)のためのバヨネット(銃剣(bayonet))キャッチ72を有するブラケット71が、圧縮ガスモータ51に配置される乳棒70の領域に配置される。洗浄システムは、ブラケット71およびバヨネットキャッチ72によりハンドル50に接続され得る。作動レバー66を駆動することにより、使用者はバルブ65を作動でき、それにより、圧縮空気管63を介して圧縮ガスモータ51に圧縮空気を供給する。これにより、圧縮ガスモータ51が、乳棒70を高い頻度で洗浄システムの液体リザーバに衝突させるように動く。これにより、高い頻度で噴霧パフが生成され、患者の組織領域を洗浄するために使用され得る。
図7は、本発明に係る圧縮ガスモータ81の第3の実施形態の概略的な断面図を示す。円筒形内部空間82は両方のベース面83、84において気密形式で閉鎖される。第2のベース面84はプランジャロッド85のための開口部を備える。プランジャロッド85は、第1のプランジャ部86、第2のプランジャ部87、および連結部88により形成されるプランジャ86、87、88に固定して動かないように取り付けられる。プランジャ86、87、88およびプランジャロッド85は内部空間82の長手方向において移動する。
通路89が第1のプランジャ部86に配置される。プランジャ86、87、88が内部空間82の内壁に対して密接するので、第2のプランジャ部87および第2のベース面により気密形式で閉鎖される内部空間22の領域はガススプリング90になる。ガススプリング90は圧縮ガスモータ81の復元具として作用する。
内部空間82の円筒形ジャケットは、圧縮ガスを供給するための第1の開口部91およびそこに提供されるガスを放出するための第2の開口部92を有する。管を接続するためのコネクタ93が開口部に配置される。連結部88の領域において、プランジャ86、87、88は、第1のプランジャ部86と第2のプランジャ部87との間に中間空間95を形成する。中間空間領域96(その容積は、圧縮ガスモータ81の内部空間82におけるプランジャ86、87、88の位置に応じる)は、第1のプランジャ部86と第1のベース面83との間に形成される。
ガススプリング90における圧力は、第1の開口部91を通して供給される圧縮ガスの圧力より小さくなるように適切に選択されなければならない。好ましくは、ガススプリング90における圧力は周囲圧力より高くなるように選択される。圧縮ガスモータ81の周期的運動は、図1および2に係る第1の例示的な実施形態に示したパターンに従って進行する。
上述の詳細な説明および特許請求の範囲、図面および例示的な実施形態に開示した本発明の特徴は、単独および任意の組み合わせの両方で本発明の種々の実施形態を実施するのに本質的であり得る。
1、21、51、81 圧縮ガスモータ
2、22、82 内部空間
3、23、83 第1のベース面
4、24、84 第2のベース面
5、25、85 プランジャロッド
6、26、86 第1のプランジャ部
7、27、87 第2のプランジャ部
8、28、28’ 接続ロッド
9、29、39、89 通路/孔
10、90 バネ
11、31、61、91 第1の開口部
12、32、62、92 第2の開口部
13、33、93 接続部/スリーブ
14、34、70 乳棒
15、35、37、95 中間空間
16、36、40、96 内部空間領域
31’ 第4の開口部
32’ 第3の開口部
38 第3のプランジャ部
50 ハンドル
63 圧縮空気管
64 排気空気管
65 バルブ
66 作動レバー
67 ヒンジ
68、69 コネクタ
71 ブラケット
72 バヨネットキャッチ
88 連結部

Claims (23)

  1. 少なくとも1つの第1のベース面(3、23、83)において気密形式で閉鎖される円筒形内部空間(2、22、82)と、
    円筒形軸に沿って移動できるように前記円筒形内部空間(2、22、82)に配置され、前記内部空間(2、22、82)を封止する少なくとも1つのプランジャと、
    前記プランジャに接続され、第2のベース面(4、24、84)を超えて前記内部空間(2、22、82)から突出するプランジャロッド(5、25、85)と、
    圧縮ガスを前記内部空間(2、22、82)に供給するための第1の開口部(11、31、61、91)と、
    前記内部空間(2、22、82)の内側からガスを放出するための第2の開口部(12、32、62、92)と、
    を備える、洗浄システムを作動するための圧縮ガスモータ(1、21、51、81)であって、
    前記開口部(11、12、31、32、61、62、91、92)は、前記円筒形内部空間(2、22、82)の円筒形ジャケットに配置され、
    前記第1の開口部(11、31、61、91)は、前記第2の開口部(12、32、62、92)と閉鎖された前記第1のベース面(3、23、83)との間に配置され、
    前記プランジャは、互いに接続される第1のプランジャ部(6、26、86)および第2のプランジャ部(7、27、87)を備え、
    前記第1のプランジャ部(6、26、86)は、前記第1のプランジャ部(6、26、86)と前記内部空間(2、22、82)の円筒形内壁との間に少なくとも1つの通路(9、29、89)を備え、および/または少なくとも1つの通路を形成し、
    前記第2のプランジャ部(7、27、87)は、封止するように前記内部空間(2、22、82)の内側を閉鎖し、
    前記第1のプランジャ部(6、26、86)の少なくとも1つの通路(9、29、89)は、前記第1のプランジャ部と前記第2のプランジャ部(7、27、87)との間の中間空間(15、35、95)を、閉鎖された前記第1のベース面(3、23、83)と前記第1のプランジャ部(6、26、86)との間の内部空間領域(16、36、96)に接続し、
    前記第1の開口部(11、31、61、91)は、前記第1のプランジャ部(6、26、86)により閉鎖されることができ、前記第2の開口部(12、32、62、92)は、前記第2のプランジャ部(7、27、87)により閉鎖されることができ、
    前記圧縮ガスモータ(1、21、51、81)は、前記第2のプランジャ部(7、27、87)が前記第2の開口部(12、32、62、92)を完全に閉鎖していない場合、少なくとも一部の時間の間、前記円筒形内部空間(2、22、82)の前記第1のベース面(3、23、83)の方向において前記プランジャに力を与える復元具(10、90)を備えることを特徴とする、圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  2. 前記内部空間(2、22、82)の壁は、前記内部空間(2、22、82)の前記第1のベース面(3、23、83)の端部の領域から前記第2の開口部(12、32、62、92)の高さの領域まで延び、前記第1のプランジャ部(6、26、86)と前記内部空間(2、22、82)の円筒形壁との間に少なくとも1つの通路を形成する溝を備え、前記溝は、前記開口部(11、12、31、32、61、62、91、92)と接続されないことを特徴とする、請求項1に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  3. 前記溝は、前記円筒形内部空間(2、22、82)の前記第1のベース面(3、23、83)の端部まで延び、前記第1のプランジャ部(6、26、86)は好ましくは、円筒体であり、特に好ましくは、さらなる通路(9、29、89)を備えないことを特徴とする、請求項2に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  4. 前記第1のプランジャ部(6、26、86)および前記第2のプランジャ部(7、27、87)は、剛性連結部(8、28、28’、88)により、好ましくはロッド(8、28、28’)により、特に好ましくは前記プランジャロッド(5、25、85)の延長部により、特に円筒形軸に沿って互いに接続されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  5. 前記円筒形内部空間(2、22、82)の前記第2のベース面(4、24、84)が開口することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  6. 前記プランジャロッド(5、25、85)のためのブラケットが、前記円筒形内部空間(2、22、82)の前記第2のベース面(4、24、84)に配置され、前記内部空間(2、22、82)の前記円筒形軸の領域において好ましくはベアリングの中心におけるように前記プランジャロッド(5、25、85)を支持することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  7. 前記少なくとも1つの通路(9、29、89)が、前記第1のプランジャ部(6、26、86)において特定のガス透過可能な孔(9、29)、特にこの種の孔(9、29)を備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  8. 前記第1のプランジャ部(6、26、86)と前記第2のプランジャ部(7、27、87)との間の距離が、1mmより長く、好ましくは1mmから100mmの間であり、特に好ましくは5mmから10mmの間であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  9. 閉鎖された前記第1のベース面(3、23、83)から前記第1の開口部(11、31、61、91)までの距離が、前記内部空間(2、22、82)の前記円筒形軸の方向における少なくとも前記第1のプランジャ部(6、26、86)の高さに等しいことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  10. 前記第1のプランジャ部(6、26、86)および/または前記第2のプランジャ部(7、27、87)が円筒形であり、少なくともその領域において、前記円筒形内部空間(2、22、82)の内壁に密接することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  11. リザーバが、前記第1の開口部(11、31、61、91)に接続され、圧縮ガスを含み、および/または前記第2の開口部(12、32、62、92)が、好ましくはガスの流れを妨げる管(64)を有さずにガス透過可能形式で前記圧縮ガスモータ(1、21、51、81)の周囲に接続されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  12. 洗浄連結具を連結するための連結手段(71、72)、特にバヨネットキャッチ(72)が、前記第2のベース面(4、24、84)の領域の外側に配置されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  13. 前記第2のベース面(4、24、84)から突出する前記プランジャロッド(5、25、85)の端部が、乳棒(14、34、70)、特にマッシュルーム形状の乳棒(14、34、70)を備えることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  14. 前記プランジャ部(6、7、26、27、38、86、87)、前記プランジャ部(6、7、26、27、38、86、87)の連結部(8、28、28’、88)、前記プランジャロッド(5、25、85)、前記円筒形内部空間(2、22、82)の壁、前記ベース面(3、4、23、24、83、84)の端部、ブラケット、復元具(10、90)、連結手段(71、72)および/または乳棒(14、34、70)が、プラスチック材料から作製され、特に射出成形コンポーネントであることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  15. 前記内部空間(2、22、82)が円筒形管の内側であり、前記圧縮ガスモータ(1、21、51、81)が、少なくともその領域において、好ましくは本質的に、円筒形外部面を備えることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  16. 前記内部空間(2、22、82)における前記プランジャの振動運動の間、前記第1の開口部(11、31、61、91)および前記第2の開口部(12、32、62、92)はそれぞれ、前記第1のプランジャ部(6、26、86)および前記第2のプランジャ部(7、27、87)により交互に完全に閉鎖されることができることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  17. バネ、特にプラスチックバネ、鋼バネ(10)および/またはガススプリング(90)を含む復元具(10、90)が、前記第2のプランジャ部(7、27、87)と前記円筒形内部空間(2、22、82)の前記第2のベース面(4、24、84)との間に配置されることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  18. 前記復元具が、第3のプランジャ部(38)と、
    前記内部空間(22)の内側からガスを放出するための第3の開口部(32’)と、
    前記内部空間(22)に圧縮ガスを供給するための第4の開口部(31’)と、を備え、
    前記第3および第4の開口部(32’、31’)は、前記円筒形内部空間(22)の円筒形ジャケットに配置され、
    前記第4の開口部(31’)は、前記第2の開口部(32)と前記円筒形内部空間(22)の前記第2のベース面(24)との間に配置され、
    前記第3の開口部(32’)は、前記第2の開口部(32)と前記第4の開口部(31’)との間に配置され、
    前記第3の開口部(32’)および前記第4の開口部(31’)はそれぞれ、前記第2のプランジャ部(27)および前記第3のプランジャ部(38)により閉鎖されることができ、
    前記第3のプランジャ部(38)は、前記第2のプランジャ部(27)と前記円筒形内部空間(22)の前記第2のベース面(24)との間の前記プランジャロッド(25)に配置され、前記第2のプランジャ部(27)に接続されるプランジャの一部であり、
    前記第3のプランジャ部(38)は、前記第3のプランジャ部(38)と前記内部空間(22)の円筒形壁との間に少なくとも1つの通路(39)を備え、および/または少なくとも1つの通路を形成することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  19. 前記第3のプランジャ部(38)が、請求項1〜18のいずれか一項に記載の前記第1のプランジャ部(2、26、86)のように構造化され、および/または前記内部空間(2、22、82)の内壁が、請求項2または3に記載の前記第1のプランジャ部(2、26、86)に対して構造化されるように前記第3のプランジャ部(38)に対して構造化されることを特徴とする、請求項18に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  20. 前記プランジャロッド(5、25、85)が、固定され、動かないように前記プランジャに接続され、好ましくは、前記プランジャロッド(5、25、85)が、特に前記円筒形軸の領域において、前記第2のプランジャ部(7、27、87)または第3のプランジャ部(38)に接続されることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)。
  21. 請求項1〜20のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)を備え、バルブ(65)およびハンドル(50)に配置される前記バルブ(65)を制御するための作動具(66)を備える、洗浄システムのためのハンドル(50)であって、前記バルブ(65)は、管(63、64)、特に前記第1の開口部(11、31、61、91)および/または第2の開口部(12、32、62、92)、好ましくは前記第1の開口部(11、31、61、91)、特に好ましくは前記第1の開口部(11、31、61、91)と第4の開口部(31’)に接続される圧縮ガス管(63)に配置される、ハンドル(50)。
  22. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータ(1、21、51、81)を備える洗浄システムであって、好ましくは請求項16に記載のハンドル(50)を備え、さらに、リンス液リザーバおよび/またはリンス液リザーバのためのコネクタを備え、前記リンス液を含有する噴霧パフを生成するために、特に乳棒(14、34、70)により前記第2のベース面(4、24、84)を超えて突出する前記プランジャロッド(5、25、85)の端部により、力の衝撃が、力伝達具、好ましくは膜に移されることができる、洗浄システム。
  23. 請求項1〜20のいずれか一項に記載の圧縮ガスモータを作動する方法であって、
    前記第1のプランジャ部と前記第2のプランジャ部との間の中間空間に前記第1の開口部を通して圧縮ガスを供給する工程と、
    前記中間空間において正圧を増加させる工程と、
    前記正圧に起因して前記圧縮ガスモータの内部空間において前記プランジャ部を移動させる工程と、
    前記プランジャ部の移動により、前記第1の開口部を閉鎖し、前記第2の開口部を開口する工程と、
    前記中間空間から前記第2の開口部を通して膨張したガスを放出する工程と、
    復元具により前記内部空間において前記プランジャ部を復元する工程と、
    を含む、方法。
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