ТРУБКА И МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РАЗЪЕМ ДЛЯ ПИТАНИЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЛИ ХИРУРГИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ
TUBE AND MULTIFUNCTIONAL SOCKET FOR FEEDING OF DENTAL OR SURGICAL INSTRUMENTS

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к трубке питания для соединения стоматологического или хирургического инструмента с блоком питания и управления, при этом трубка содержит каналы подачи текучей среды и электрические линии и содержит на своем переднем конце многофункциональный разъем для разъемного соединения различных типов инструмента с частью или со всеми каналами и линиями, при этом многофункциональный разъем содержит соединители подачи текучей среды, соединенные с каналами, и электрические соединители, соединенные с линиями, при этом каждый из соединителей занимает свое место на передней стороне многофункционального разъема.
Трубки и разъемы такого типа хорошо известны и описаны, в частности, в патентных публикациях СН 676081 и ЕР 745358, зарегистрированных на имя заявителя, согласно которым задний конец трубки питания соединен с блоком питания и управления, который подает через эту трубку различные виды текучей среды и различные электрические токи и сигналы для приведения в действие и/или управления различными приборами или инструментами, которые можно подсоединять по выбору к переднему концу трубки. Для этого передний конец оборудован многофункциональным разъемом, называемым также «креплением». Как правило, он содержит несколько соединителей для текучей среды и несколько электрических соединителей. В зависимости от типа и характера подсоединяемого инструмента могут быть задействованы все соединители разъема или только некоторые из них, которые соединяют с соответствующими соединителями инструмента или промежуточного разъема, как описано, в частности, в заявке ЕР 745358. Поэтому разъем или крепление называют многофункциональным. Аналогичные разъемы, но с другим расположением соединителей, описаны в патенте US 4080737.
На прилагаемой фиг.1, взятой из патента СН 676081, показана передняя сторона многофункционального разъема или крепления 4, выполненного на переднем конце трубки питания. Разъем 4 содержит корпус 5 из изоляционного материала, на котором устанавливают резьбовую вращающуюся муфту 10, которая позволяет осуществить разъемное крепление разъема 4 на соответствующих разъемах. Корпус 5 содержит четыре соединителя 6-9 для текучей среды и четыре электрических соединителя 20-23, выполненных стандартными с возможностью использования с инструментами разных изготовителей. В описанном примере, который относится к товарам, выпускаемым под обозначением 4VLM компанией «Бьен-Эр Дентал СА», Бьенна, Швейцария, соединитель 6 связан с каналом подачи воздуха под давлением на турбину ручного держателя, тогда как соединитель 7 связан с каналом обратной циркуляции этого воздуха. Соединитель 8 связан с каналом подачи воды в инструмент, тогда как соединитель 9 связан с каналом подачи пульсирующего потока воздуха в инструмент, при этом вода и воздух предназначены для стерилизации, сушки и охлаждения рабочей зоны. Пара электрических соединителей 20 и 21 обслуживает цепь питания электрического двигателя ручного держателя или электрического устройства другого типа, или лампочки, или, например, прибора для удаления зубного камня ультразвуком. Известно также использование цепи питания, проходящей через соединители 22 и 23, для передачи электрических сигналов управления или измерения в виде закодированных импульсов.
Представленная на фиг.1 конструкция широко применяется уже давно, в частности, благодаря своей многофункциональности и стандартизации разъемов, поставляемых основными изготовителями. Вместе с тем в некоторых случаях такая стандартизация имеет недостаток, поскольку в такой разъем практически невозможно установить дополнительные соединители, так как почти все места на передней стороне заняты обычными соединителями. Однако вследствие усовершенствования техники и, в частности, ручных держателей для стоматологических или хирургических инструментов желательно, а иногда и необходимо использовать дополнительные или другие соединения между держателем и блоком питания и управления, и эти соединения желательно осуществлять, не внося изменений в большинство разъемов инструментов, в настоящее время используемых врачами. Типичным примером такого дополнительного соединения является заземление некоторых приборов или инструментов, электрические цепи которых могут представлять опасность для пациента. Для такого заземления, являющегося в некоторых случаях обязательным, можно было бы использовать один из четырех соединителей 20-23, показанных в примере на фиг.1, что привело бы к выведению из работы одной из электрических цепей. Поэтому необходимо искать другое решение этой проблемы.
В других областях техники проводящие цепи были встроены в трубопроводы подачи текучей среды и в их соединители, чтобы реализовать линию заземления. Например, в решении, представленном на фиг.6-8 патентной заявки ЕР 1310721, для рассеяния возможных электростатических зарядов используют трубки с электропроводящим слоем и соединители с контактными деталями, расположенными внутри канала текучей среды.
Другой пример представлен в патенте US 1890290, в котором описаны разъемы для трубопроводов пожарных насосов, стенки которых содержат пару проводов, образующих цепь передачи электрического сигнала. Соединение одного из этих проводов осуществляется непосредственно при помощи резьбовых металлических втулок разъемов, тогда как соединение второго провода осуществляют через контактные детали, расположенные в канале текучей среды. Использование такой конструкции не представляется надежным, если иметь в виду, что, по меньшей мере, одна из электрических линий должна быть изолирована по всей своей длине от внешней среды и от воды, содержащейся в трубопроводе.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание конструкции трубки питания, в частности ее многофункционального разъема, которая позволяет увеличить число электрических связей, чтобы предоставить другие возможности комбинирования линий и каналов питания или управления и, следовательно, позволить подсоединять по мере необходимости новые типы стоматологических или хирургических инструментов, не обязательно меняя обычное расположение соединителей в многофункциональном разъеме и его размеры.
В связи с настоящим изобретением предусмотрена трубка питания, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, одну дополнительную электрическую линию, содержащую дополнительный проводник, который соединяют не с одним из электрических соединителей, а с одним из соединителей для подачи текучей среды многофункционального разъема, при этом данный так называемый соединитель двойного назначения выполнен с возможностью обеспечения по выбору соединения для подачи текучей среды, электрического соединения или одновременно обоих соединений.
Таким образом, изобретение позволяет не только действительно увеличить число необходимых электрических связей, сохраняя при этом расположение и размер многофункционального разъема, но и увеличить число различных вариантов конструкции соединителей в разъемах, подключаемых к этому многофункциональному разъему, в частности, в разъемах различных инструментов, для которых необходимо осуществить питание от связанных с ними трубки и блока.
В первом варианте выполнения соединитель двойного назначения содержит трубчатую металлическую часть, электрически связанную с дополнительным проводником и соединенную с гибким шлангом, находящимся в трубке, образуя с этим шлангом канал подачи текучей среды, при этом указанная трубчатая часть одновременно образует орган электрического контакта и орган соединения в паз для взаимодействия с трубчатой частью соединителя, являющегося частью второго разъема, соединенного с инструментом. Благодаря изобретению этот второй разъем, предназначенный для разъемного соединения с многофункциональным разъемом, может иметь более разнообразную конструкцию, чем разъемы из предшествующего уровня техники, так как, чтобы взаимодействовать с каждым соединителем двойного назначения многофункционального разъема, он может содержать в соответствующем месте либо соединитель для подачи текучей среды, либо электрический соединитель, либо соединитель двойного назначения.
В другом варианте выполнения соединитель двойного назначения может содержать цилиндрическое расточное отверстие, выполненное в изолирующем корпусе многофункционального разъема, и контактный охватываемый, охватывающий или комбинированный элемент, расположенный в центре цилиндрического отверстия и связанный электрически с дополнительным проводником.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид передней стороны известного разъема трубки питания стоматологических элементов, в котором можно применить настоящее изобретение.
Фиг.2 - схематичный вид первого варианта выполнения настоящего изобретения, где часть (а) фигуры - вид в продольном разрезе, например, по линии II-II на фиг.1, охватывающего разъема, установленного на трубке питания, а часть (b) фигуры - вид в продольном разрезе охватываемого разъема, выполненного с возможностью взаимодействия с охватывающим разъемом.
Фиг.3 - схематичный вид второго варианта выполнения, аналогичный фиг.2, с частичным продольным разрезом охватываемого разъема (а) и охватывающего разъема (b).
Фиг.4 - схематичный вид, аналогичный фиг.3, третьего варианта выполнения.
Фиг.5 - схематичный вид, аналогичный фиг.3, четвертого варианта выполнения.
Подробное описание вариантов выполнения изобретения
Первый вариант выполнения будет описан в качестве примера со ссылками на фиг.2, где на части (а) показан многофункциональный разъем 4, установленный своим передним концом на трубке 1 питания, идущей от блока питания и управления, а на части (b) схематично показана часть заднего разъема 2, выполненного с возможностью подсоединения к разъему 4. Задний разъем 2 может входить в состав промежуточной детали или ручного держателя, или другого прибора, питаемого и/или управляемого через трубку 1, например, прибора, содержащего электрический двигатель или воздушную турбину.
Разъем 4 выполнен аналогично разъему, описанному выше со ссылками на фиг.1, но модифицирован путем добавления дополнительной электрической линии, в данном случае линии заземления. На чертеже показан его корпус 5 из изоляционного синтетического материала, содержащий, в частности, охватывающий соединитель 6 для канала 12 сжатого воздуха и охватывающий соединитель 7 для канала 13 обратной циркуляции воздуха. Корпус 5 вставлен в кожух 14, на котором установлена вращающаяся муфта 10 и задний конец которого охватывает трубку 1 питания. Последняя содержит четыре гибких шланга для текучей среды, а именно шланг 16, соединяемый в паз с задней частью соединителя 6, шланг 17, соединяемый в паз с задней частью соединителя 7, и два других шланга, соединяемых с соединителями 8 и 9 подачи текучей среды, и, кроме того, четыре изолированные электрические линии, соединенные соответственно с электрическими соединителями 20-23. Предпочтительно трубка 1 содержит мягкую оболочку 18, охватывающую все шланги и линии.
В трубке 1 питания линия заземления образована гибким проводником 24, свободно установленным внутри шланга 17 обратной циркуляции воздуха, например, в виде жгута неизолированных медных проводов. Разумеется, что можно использовать и изолированный проводник, если рассматриваемая линия не является заземлением или если канал, где она находится, может содержать электропроводящую текучую среду. В данном случае линия заземления установлена в шланге 17, так как он является самым толстым, поэтому уменьшение проходного сечения для воздуха соответственно является минимальным. Проводник 24 механически и электрически соединен, например, путем запрессовки и/или пайки с задним концом соединителя 7, выполненным в виде небольшой центральной втулки 25 внутри воздушного канала 13. Коническая часть 26, содержащая несколько отверстий 27 для циркуляции воздуха, соединяет втулку 25 с главной трубчатой частью 30 соединителя 7, содержащей цилиндрическое отверстие 28, выходящее на переднюю сторону 11 разъема 4. Разумеется, что соединитель 7 выполнен из хорошо проводящего электричество материала, предпочтительно металла, и наружная поверхность 29 его трубчатой части 30 герметично заходит в шланг 17, поэтому он может выполнять одновременно или поочередно функцию воздушного соединителя и/или электрического соединителя, не требуя дополнительного места на уровне передней стороны 11 разъема 4.
Учитывая, что линия заземления, содержащая проводник 24 и соединитель 7, все время имеет нулевой потенциал относительно земли, ее компоненты не нуждаются в электрической изоляции и могут, следовательно, входить в контакт с воздухом, который возвращается по каналу 13 и может содержать капельки воды, отсасываемые из рабочей зоны. Вместе с тем линия заземления может быть скомбинирована с каким-либо другим из шлангов трубки 1, включая шланг, по которому проходит проводящая текучая среда, например вода.
В этом примере соединитель 6 канала 12 сжатого воздуха выполняют традиционно, но, разумеется, он может быть адаптирован для выполнения двойной пневматической и электрической функции, как соединитель 7, в сочетании с электрической линией управления или питания, проходящей в шланге 16, где сжатый воздух является сухим, как в случае проводника 24 в другом шланге. Таким образом, можно получить новую электрическую цепь, содержащую две линии в трубке 1. Но в этом случае соединитель 6 должен быть изолирован.
На части (b) фиг.2 показаны только элементы разъема 2, которые могут быть применены для реализации настоящего изобретения. Для взаимодействия с охватывающим соединителем 7 пневматический и электрический охватываемый соединитель 32 двойного назначения установлен в корпусе 33 разъема и содержит трубчатую часть 34, выходящую за пределы передней стороны 35 этого корпуса, чтобы ее можно было вставить в отверстие 28 соединителя 7 и соединить, таким образом, ее внутреннее отверстие 36 с каналом 13 обратной циркуляции воздуха. Для взаимодействия с поверхностью отверстия 28 наружная поверхность части 34 содержит уплотнительные тороидальные прокладки 36 и выступы 37, обеспечивающие хороший электрический контакт. Другой конец соединителя 32, находящийся со стороны, которая в данном случае может считаться передней, можно выполнить аналогично концу соединителя 7 с небольшой центральной втулкой 40, закрепленной на конце проводника 41, установленного в шланге 42, отводящем воздух из соединенного инструмента. Перфорированная коническая часть 43 неподвижно соединяет втулку 40 и трубчатую часть 34 охватываемого соединителя, предпочтительно выполненную из металла.
В соединителе 7 положение втулки 25 и конической части 26 за пределами заднего конца трубчатой части 30 имеет два преимущества. С одной стороны, это позволяет легко запрессовать или запаять втулку 25 на проводнике 24, и, с другой стороны, элементы 25 и 26 не мешают охватываемому соединителю 32, заходящему в трубчатую часть 30. За счет этого последняя не является более длинной, чем в традиционном варианте выполнения, показанном на фиг.1, то есть изобретение не требует удлинения многофункционального разъема 4.
Разъем 2 дополнительно содержит другие охватываемые (или охватывающие, или комбинированные, в зависимости от случая) соединители для взаимодействия со всеми или с частью соединителей многофункционального разъема 4 в зависимости от потребностей подсоединяемого инструмента. Если бы, например, охватывающий соединитель 6 был пневматическим и электрическим соединителем двойного назначения, как соединитель 7, то в канал 45 корпуса 33 можно было бы установить соответствующий охватываемый соединитель, аналогичный соединителю 32.
В современных стоматологических инструментах с разъемом типа разъема 2 корпус 33, как правило, выполняют металлическим. Он может быть также металлическим в представленным примере, поскольку электрическая линия, проходящая через соединитель 32, является линией заземления. Однако корпус 33 необходимо выполнять из изоляционного материала, если соединитель 32 или другой аналогичный соединитель, находящийся в разъеме 2, является частью электрической линии с не нулевым потенциалом.
Из предшествующего описания несложно понять, что в зависимости от инструмента, питаемого через трубку 1, в соединитель 7 двойного назначения можно по выбору устанавливать пневматический и электрический соединитель двойного назначения, такой как соединитель 32, или только пневматический соединитель, как в известных технических решениях, или только электрический соединитель, если речь идет о питании инструмента, не требующего наличия обратной циркуляции воздуха, например, хирургического инструмента с электрическим двигателем. Таким образом, повышается многофункциональность разъема 4.
Следует отметить, что в большинстве случаев дополнительную электрическую линию, проходящую через соединитель двойного назначения, можно использовать по выбору для передачи сигналов и/или электрической мощности питания.
На фиг.3 и 4 показаны два других варианта выполнения, которые существенно не отличаются от первого за исключением положения дополнительной электрической линии по отношению к соответствующему каналу подачи текучей среды. Поэтому чертежи показаны упрощенно, описание будет касаться только нижеследующих отличий.
В варианте, показанном на фиг.3, проводники 24 и 41 погружены в толщу стенок соответствующих шлангов 17 и 42, а не находятся в воздушном канале 13. Их соответствующие концы спаяны в 50, 51 с наружной поверхностью трубчатой части 30, 34 соответствующего соединителя. Такой проводник может быть выполнен в виде гибкой металлической полосы или уплощенного жгута и может быть включен в стенку во время изготовления шланга путем экструзии. Таким образом, проводники 24 и 41 не соприкасаются с текучей средой, циркулирующей внутри трубки питания, что позволяет избежать некоторых проблем коррозии. Кроме того, они не уменьшают сечение прохождения воздуха в канале 13.
В варианте, показанном на фиг.4, проводники 24 и 41 расположены снаружи соответствующих шлангов 17 и 42 и предпочтительно содержат изолирующую оболочку. Их соответствующие концы оголены и закреплены пайкой в 50, 51 на наружной поверхности трубчатой части 30, 34 соответствующего соединителя, как в примере, показанном на фиг.3. Изолированный проводник 24 устанавливают в трубке 1 питания так же, как и обычные электрические проводники, соединенные с соединителями 20-23 таким образом, чтобы его можно было точно так же, как и эти проводники, подсоединить к блоку питания и управления.
Необходимо отметить, что любой из охватываемых соединителей 32, показанных на фиг.2b, 3b и 4b, можно вставить в любой из охватывающих соединителей 7, показанных на фиг.2а, 3а и 4а. Иначе говоря, расположение дополнительного проводника не обязательно должно быть одинаковым в двух соединенных разъемах 2 и 4.
На фиг.5 частично и схематично показан вариант конструкции, показанной на фиг.2, отличающийся другим выполнением электрических контактных органов. Кроме того, в этом примере шланг 17 обратной циркуляции воздуха, показанный на фиг.2, отсутствует, поскольку в этом случае трубка 1 питания предусмотрена для инструментов, не нуждающихся в наличии канала обратной циркуляции воздуха, в частности, для ручных держателей с электрическим двигателем. Зато эти ручные держатели должны иметь дополнительную электрическую линию для передачи сигналов измерения или управления, например, сигнала, отражающего крутящий момент двигателя, или для передачи тока питания двигателя или другого органа. Эта линия образована дополнительными проводниками 24 и 41, описанными в предыдущих примерах и соединенных между собой охватывающим соединителем 7 и охватываемым соединителем 32.
Охватывающий соединитель 7 содержит цилиндрическое отверстие 52, выполненное в изолирующем корпусе 5, в которое вставляют цилиндрический наконечник 53 охватываемого соединителя 2. Внутри отверстия 52 корпус 5 содержит полый кронштейн 54, на котором в центре отверстия 52 устанавливают контактную металлическую втулку 55, передняя часть которой содержит щели 56, ограничивающие упругие пластинки 57. В случае необходимости полый кронштейн 54 содержит каналы 58 для циркуляции воздуха. Предпочтительно передний конец втулки 55 отстоит от передней части 11 изолирующего корпуса. Конец проводника 24 зачищают от его изолирующей оболочки и закрепляют в задней части втулки 55. В случае если в трубке 1 питания нет шланга обратной циркуляции воздуха, проводник 24 устанавливают непосредственно внутри оболочки 18 трубки вместе с другими электрическими линиями.
В охватываемом соединителе 32 проводник 41 соединяют с контактным штырем 60, установленным на не показанном элементе изолирующего корпуса 33 разъема 2. Этот штырь находится в центре канала, образованного наконечником 53, и при соединении двух разъемов 2 и 4 его вставляют во втулку 55 для обеспечения электрического соединения между проводниками 24 и 41.
Разумеется, что электрическая система со штырем и втулкой, показанная на фиг.5, может быть помещена в канал 13 обратной циркуляции воздуха, показанный на фиг.2 и образованный шлангами 17 и 12, или в другой из соединителей двойного назначения описанных выше разъемов 2 и 4.