DE19926690A1

DE19926690A1 - Operationsleuchte mit Entladungslampen

Info

Publication number: DE19926690A1
Application number: DE19926690A
Authority: DE
Inventors: Manfred Scholz
Original assignee: Gebrueder Berchtold GmbH and Co KG
Current assignee: Gebrueder Berchtold GmbH and Co KG
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-14
Also published as: JP2001015277A; US6361189B1; EP1061780A3; EP1061780A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Operationsleuchte mit wenigstens zwei ein- und ausschaltbaren Entladungslampen (11), die mittels Zündgerät (12, 16) zündbar und alternativ einschaltbar sind sowie über optische Mittel, insbesondere wenigstens einen Reflektor (13, 13') ein Operationsfeld (14) beleuchten. Die Erfindung besteht darin, daß mehrere, insbesondere zwei mit individuellen Zündgeräten (12, 16) ausgestattete Entladungslampen (11, 15) unterschiedlicher Leistungen vorgesehen sind, wodurch bei Umschaltung von einer auf eine andere Entladungslampe (11, 15) die Beleuchtungsstärke im Operationsfeld (14) verändert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Operationsleuchte mit wenigstens einer ein- und ausschaltbaren Entladungslampe nach dem Oberbegriff der Patent ansprüche 1 und 3.

Mit Entladungslampen arbeitende Operationsleuchten sind mehrfach be kannt (siehe z. B. US-PS 5,861,706). Weiter ist es schon bekannt, in einem Leuchtenkörper Entladungslampen mit Glühlampen zu kombinieren (DE- OS 31 39 425, EP-PS 819 836, DE-OS 36 11 138, DE-OS 195 05 925).

Operationsleuchten mit Glühlampen haben den Nachteil, daß die Wärme entwicklung innerhalb des Leuchtenkörpers erheblich ist, was nicht nur einen erhöhten Energieverbrauch bedeutet, sondern auch das Problem mit sich bringt, daß die innerhalb des Leuchtenkörpers erzeugte Wärme ab geführt werden muß.

Demgegenüber ist der Wirkungsgrad von Entladungslampen wesentlich höher, und ihre Wärmeabgabe ist gegenüber der von Glühlampen erheb lich reduziert. Ein Problem bei der Verwendung von Entladungslampen in Operationsleuchten besteht jedoch darin, daß eine kontinuierliche oder stufenweise Helligkeitssteuerung praktisch nicht möglich ist, sowie bei Ausfall der Entladungslampe allenfalls ein Reservelicht durch eine hitzeer zeugende Glühlampe zur Verfügung steht.

Weiter ist bereits eine Leuchte mit zwei elektrodenlosen Hochintensitäts entladungslampen bekannt (US-A 5 861 706), wobei im Betrieb jeweils nur eine im Brennpunkt eines Reflektors angeordnete Lampe brennt, wäh rend die andere gezündet wird, wenn es zu einem kurzen Stromausfall kommt, der die gerade brennende Entladungslampe zum Erlöschen bringt. Da diese bei der anschließenden Wiederherstellung der Netzspan nung wegen ihrer starken Erhitzung nicht sofort wieder zünden kann, muß die außerhalb des Brennpunktes angeordnete zweite Entladungs lampe gezündet werden und zumindest zeitweise die Funktion der eigent lichen Betriebslampe übernehmen.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Operationsleuchte der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der ohne das Erfordernis von zusätz lichen Glühlampen eine Helligkeitssteuerung im Operationsfeld möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 vorgesehen.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß die Helligkeitssteue rung im Operationsfeld dadurch erfolgt, daß wahlweise zwei oder mehrere Entladungslampen unterschiedlicher Leistung eingeschaltet werden. Auf diese Weise kann zwar keine stetige, jedoch eine stufenweise Helligkeits verstellung im Operationsfeld erfolgen, welche für praktische Zwecke voll ausreichend ist.

Eine bevorzugte Leistungsabstufung entnimmt man Anspruch 2.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, bei Ausfall der gerade bren nenden Entladungslampe ein für die Fortführung der Operation voll brauchbares Reservelicht zur Verfügung zu stellen.

Dies kann sowohl bei einer Leuchte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 als auch nach dem des Anspruches 3 durch die Maßnahme des kenn zeichnenden Teils des Anspruches 3 erfolgen.

Im Gegensatz zu der Anordnung nach der US-A-5 861 706 dienen jedoch die zusätzlichen Entladungslampen gleicher oder unterschiedlicher Lei stung dazu, die Beleuchtung des Operationsfeldes in dem Fall zu über nehmen, daß die gerade brennende Entladungslampe das Ende ihrer Le bensdauer erreicht hat oder kurz vor dem Ende der Lebensdauer steht. In diesem Fall übernimmt die andere oder übernimmt eine der anderen Ent ladungslampen die Funktion der Betriebs-Entladungslampe.

Auch bei der Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 2 ist beim Ausfall einer Entladungslampe für ein geeignetes Reservelicht gesorgt. Zwar än dert sich bei dieser Ausführungsform im Falle der Ersetzung einer ausge fallenen Entladungslampe durch eine andere, im gleichen Gehäuse be indliche die Beleuchtungsstärke im Operationsfeld, doch steht auf jeden Fall noch ausreichend Licht zur Verfügung, um eine im Gang befindliche Operation zu Ende zu führen. Auch in diesem Fall sind nach dem Ausfall einer Entladungslampe sämtliche der im Leuchtenkörper befindlichen Entladungslampen auszuwechseln.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Anspruch 4, weil hier durch erreicht wird, daß alle Entladungslampen gleichmäßig abgenutzt werden, so daß nach dem Ende der Lebensdauer einer der Entladungs lampen es Sinn macht, gleich sämtliche Entladungslampen durch neue zu ersetzen, wodurch die Operationsleuchte wieder voll betriebsfähig gemacht wird. Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform nach Anspruch 4 be steht darin, daß die Lebensdauer entsprechend der Zahl der verwendeten Entladungslampen vergrößert wird. Hierdurch verdoppelt sich nicht nur das für das Auswechseln einer Lampe vorgesehene Serviceintervall auf bis zu 10 Jahre, sondern es steht für den Fall eines Ausfalls einer der mehre ren, insbesondere zwei Entladungslampen ständig ein Reservelicht zur Verfügung, welches von völlig gleicher Qualität wie das gerade einge schaltet gewesene Lampenlicht ist. Es ist nämlich äußerst unwahrschein lich, daß alle der im Leuchtenkörper vorgesehenen mehreren Entla dungslampen gleichzeitig ausfallen, so daß beim Ausfall einer Entla dungslampe die zweite bzw. eine andere im Leuchtenkörper befindliche an die Stelle der ausgefallenen Entladungslampe gebracht werden kann, um deren Funktion zu übernehmen.

Um beim Umschalten von einer Entladungslampe auf eine andere eine Unterbrechung des Lichtstromes zu vermeiden, ist die Ausbildung nach Anspruch 5 zweckmäßig.

Die mehreren Entladungslampen können gemäß Anspruch 6 stationär oder nach Anspruch 7 in einem gemeinsamen Reflektor verstellbar ange ordnet sein.

An der Leuchte ist eine Anzeige vorzusehen, die den Ausfall einer Entla dungslampe signalisiert, worauf dann sämtliche im Leuchtenkörper be findlichen Entladungslampen durch neue zu ersetzen sind. Auf diese Wei se ist ein absolut ausfallsicherer Betrieb der Leuchte auch für den Fall des Ausfalls einer Entladungslampe gewährleistet, ohne daß die Qualität der Beleuchtung des Operationsfeldes beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung be schrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 rein schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Operationsleuchte.

Nach Fig. 1 ist innerhalb eines Leuchtenkörpers 20 ein Reflektor 13 un tergebracht, der unten durch eine lichtdurchlässige Scheibe 21 abge schlossen ist. Innerhalb des Reflektors 13 ist eine Lampenverstellvorrich tung, die als Lampenverschwenkvorrichtung oder - wie in Fig. 1 darge stellt - als Lampenschlitten 22 ausgebildet sein kann, angeordnet, an dem sich im Abstand Entladungslampen 11, 15 befinden, von denen sich eine (11) im optischen Zentrum (Brennpunkt) des Reflektors 13 befindet, wäh rend die zweite Entladungslampe 15 sich außerhalb, z. B. seitlich oder unterhalb des Brennpunktes befindet.

Jede der Entladungslampen 11, 15 ist durch eine eigene Zündleitung 23 bzw. 24 mit einem individuellen Zündgerät 12 bzw. 16 verbunden, welche von einer Umschaltanordnung 15 wahlweise eingeschaltet werden kön nen. Außerdem liegen die Entladungslampen 11, 15 in nicht im einzelnen dargestellter Weise an einer gesteuert einschaltbaren Hochspannungsver sorgung an.

Der Schlitten 22 ist aus der in Fig. 1 dargestellten Position, wo sich die Entladungslampe 11 im Brennpunkt des Reflektors 13 befindet, in eine gestrichelt dargestellte Position 22' verschiebbar oder verschwenkbar, wo die Entladungslampe 15 sich in einer im Brennpunkt des Reflektors 13 liegenden Position 15' befindet, während die Entladungslampe aus dem Brennpunkt heraus in die Position 11' verschoben ist.

Die Umschaltanordnung 15 steuert über eine Niedervolt-Steuerleitung 26 die Verschiebung des Schlittens 22 synchron mit der Umschaltung auf das eine oder andere Zündgerät 12, 16 derart, daß dann, wenn der Schlitten sich in der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellten Posi tion befindet das Zündgerät 12 und die zugeordnete Spannungsversor gung die Entladungslampe 11 in Betrieb setzen, während die außerhalb des Brennpunktes befindliche Entladungslampe 15 abgeschaltet ist.

Gelangt durch Umschaltung der Umschaltanordnung 15 in die andere Schaltposition der Schlitten 22 in die gestrichelt dargestellte Position 22', wird gleichzeitig die Betriebsspannung von der Entladungslampe 11 abge schaltet und auch das Zündgerät 12 außer Betrieb gesetzt. Gleichzeitig bzw. etwas vor dem Umschaltvorgang wird die Betriebsspannung an die Entladungslampe 15 angelegt und auch das Zündgerät 16 aktiviert. Be vorzugt geschieht dies so, daß die Zündung der Entladungslampe 15 be reits vor Vollendung der Umschaltung des Schlittens 22 erfolgt, derart, daß nach Abschluß der Verschiebung bzw. Verschwenkung des Schlittens 22 die Entladungslampe 15 bereits ihre volle Leuchtstärke erreicht hat.

Die Spannungsversorgung der Lampen erfolgt normalerweise über ein durch einen Hauptschalter 27 mit dem Stromnetz verbundenes Netzteil 17, das an seinem Ausgang z. B. eine Betriebsspannung von 24 V liefert. Über einen Notstromumschalter 28 wird die Ausgangsspannung des Netzteils 17 an die Umschaltanordnung 25 angelegt, die von einem Steu ergerät, insbesondere einem Mikroprozessor 19 angesteuert wird, der auch den Notstromumschalter 28 steuern kann.

Im Falle eines Netzausfalls schaltet der Mikroprozessor 19 den Not stromumschalter 28 momentan und auf jeden Fall innerhalb einer weni ger als 1 sec. betragende Zeit auf eine Batterie-Notstromversorgung 18 um, die an ihrem Ausgang die gleiche Spannung wie das Netzteil 17 lie fert.

Auf diese Weise kommt es bei einem Netzausfall nicht zu einem Zusam menbrechen der Betriebsspannung an der gerade eingeschalteten Entla dungslampe 11 oder 15. Die Umschaltung durch den Notstromumschalter 28 muß auf jeden Fall so schnell erfolgen, daß während der kurzzeitigen Unterbrechung die gerade brennende Entladungslampe 11, 15 nicht er lischt, da eine Neuzündung erst nach einer gewissen Abkühlungszeit möglich ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Operationsleuchte ist wie folgt:
Sofern sich, wie in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt, die Entla dungslampe 11 im Brennpunkt des Reflektors 13 befindet, legt die vom Mikroprozessor gesteuerte Umschaltanordnung 25 die Entladungslampe 11 an die Betriebs-Hochspannung und sorgt außerdem für eine Zündung über das Zündgerät 12 am Beginn des Betriebes.

Die Entladungslampe 11 hat beispielsweise eine Leistung von 35 W, wäh rend die Entladungslampe 15 eine Leistung von 70 W besitzen kann.

Das Licht der Entladungslampe 11 wird in üblicher Weise über den Re flektor 13 durch die Scheibe 21 hindurch zu einem unterhalb des Leuch tenkörpers 20 befindlichen Operationsfeld 14 gelenkt, welches möglichst gleichmäßig ausgeleuchtet wird.

Wenn nunmehr eine Beleuchtung des Operationsfeldes 14 mit einer er höhten Lichtleistung erwünscht ist, wird über die Umschaltanordnung 25 zunächst die die höhere Lichtleistung aufweisende Entladungslampe 15 über das Zündgerät 16 gezündet und gleichzeitig die Verschiebung des Schlittens 22 in die gestrichelte Position nach Fig. 1 ausgelöst. Sobald der Schlitten 22 die neue Endposition erreicht hat, ist der Zündvorgang in der Entladungslampe 15 beendet, so daß statt der nunmehr abgeschalte ten Entladungslampe 11 die voll in Betrieb befindliche Entladungslampe 15 sich im Brennpunkt des Reflektors 13 befindet. Die Folge ist eine Ver doppelung der Lichtstärke im Operationsfeld 14, ohne daß sich an der Ausleuchtung etwas verändert hat.

Für den Fall, daß das Netz ausfällt, übernimmt sofort und ohne Unterbre chung die Notstromversorgung 18 die Speisung der Entladungslampen 11, 15 bzw. der Zündgeräte 12, 16 und des Umschaltmechanismus für den Schlitten 22.

Die Entladungslampen 11, 15 können auch die gleiche Leistung aufwei sen, wobei bei jedem erneuten Einschalten der Leuchte ein Wechsel in der Einschaltung der Entladungslampen 11, 15 eintritt, derart, daß beide Entladungslampen 11, 15 etwa gleich oft für die Beleuchtung des Operati onsfeldes 14 herangezogen werden. Die Folge ist eine Verdoppelung der Lebensdauer der Gesamt-Entladungslampenanordnung.

Das Steuergerät, insbesondere der Mikroprozessor 19 kann außerdem so programmiert sein, daß er den bevorstehenden Ausfall einer gerade in Betrieb befindlichen Ladelampe 12 oder 15 feststellt. In diesem Falle löst er automatisch die Umschaltung auf die andere Entladungslampe 15 bzw. 11 aus, so daß im allgemeinen gar keine und allenfalls eine durch die Zündzeit bestimmte geringe Unterbrechung der Beleuchtung des Operati onsfeldes 14 eintritt, jedoch spätestens nach Ablauf der Zündzeit der neu eingeschalteten Entladungslampe das Operationsfeld 14 wieder einwand frei ausgeleuchtet wird.

Vorteilhafterweise sind sowohl das Netzteil 17 als auch die Notstromver sorgung 18 in den Leuchtenkörper eingebaut. Die Zündgeräte 12, 16 soll ten so nah wie möglich an den Entladungslampen 11, 15 angeordnet wer den, um die EM-Strahlung zu reduzieren.

Die Anzahl der Zündvorgänge soll registriert werden, um rechtzeitig eine Auswechslung der Entladungslampen vornehmen zu können. Ein Lam penaustausch soll z. B. nach 20000 Zündungen oder 5000 Betriebsstun den erfolgen.

Die in den Mikroprozessor 19 integrierte Netzteilsteuerung ermittelt den technischen Zustand der Entladungslampe, indem überwacht wird, ob es thermische oder elektrische Überlastungen gegeben hat.

Das mikroprozessorgesteuerte Netzteil 17 dient zum Betrieb von minde stens zwei Entladungslampen im Bereitschafts-Parallelbetrieb. Das Netz teil 17 übernimmt sämtliche Funktionen des elektronischen Vorschaltge rätes und steuert das erforderliche Zündgerät 12, 16 sowie die richtige Lampe 11 bzw. 15 an.

Grundsätzlich könnten sich die Entladungslampen 11, 15 auch außerhalb des Leuchtenkörpers befinden, wobei dann das Licht über Lichtleiter oder Spiegel in den Leuchtenkörper geleitet wird.

Bezugszeichenliste

11

Entladungslampe

11

' Entladungslampe

12

Zündgerät

13

Reflektor

13

' Reflektor

14

Operationsfeld

15

Entladungslampe

15

' Entladungslampe

16

Zündgerät

17

Netzteil

18

Notstromversorgung

19

Mikroprozessor

20

Leuchtenkörper

21

Scheibe

22

Schlitten

22

' Schlitten

23

Zündleitung

24

Zündleitung

25

Umschaltanordnung

26

Niedervoltsteuerleitung

27

Hauptschalter

28

Notstrom-Umschalter

Claims

1. Operationsleuchte mit wenigstens zwei ein- und ausschaltbaren Entladungslampen (11), die mittels Zündgerät (12, 16) zündbar und alternativ einschaltbar sind sowie über optische Mittel, insbesonde re wenigstens einen Reflektor (13, 13') ein Operationsfeld (14) be leuchten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, insbesondere zwei mit individuellen Zündgeräten (12, 16) ausgestattete Entladungslampen (11, 15) unterschiedlicher Lei stungen vorgesehen sind, wodurch bei Umschaltung von einer auf eine andere Entladungslampe (11, 15) die Beleuchtungsstärke im Operationsfeld (14) verändert werden kann.

2. Operationsleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungen der einzelnen Entladungslampen (11, 15) 30 W bis 40 W, insbesondere 35 W bzw. 50 W bis 60 W, insbesondere 55 W bzw. 60 W bis 80 W, insbesondere 70 W betragen.

3. Operationsleuchte mit wenigstens zwei ein- und ausschaltbaren Entladungslampen (11), die mittels Zündgerätes (12, 16) zündbar und alternativ einschaltbar sind sowie über optische Mittel, insbe sondere wenigstens einen Reflektor (13, 13') ein Operationsfeld (14) beleuchten, wobei alle Entladungslampen (11, 15) die gleiche Lei stung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Lebensdauer einer Entladungslampe (11, 15) und vorzugsweise kurz vor dem Ende der Lebensdauer einer Entla dungslampe (11, 15) automatisch auf eine andere Entladungslampe (15, 11) umgeschaltet wird.

4. Operationsleuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampen (11, 15) der Leuchte abwechselnd einge schaltet werden.

5. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten die Abschaltung der gerade eingeschalteten Entladungslampe (11, 15) verzögert derart erfolgt, daß beim Erlö schen der gerade eingeschalteten Entladungslampe (11, 15) die nunmehr die Beleuchtung des Operationsfeldes (14) übernehmende andere Entladungslampe (16, 11) bereits gezündet hat und zumin dest weitgehend betriebsfähig ist.

6. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entladungslampe (11, 15) stationär angeordnet ist.

7. Operationsleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Entladungslampen (11, 16) in einem gemeinsamen Reflek tor (13) derart verstellbar angeordnet sind, daß die jeweils gezündete Entladungslampe (11, 15) sich im optischen Zentrum des Reflektors (13) befindet.

8. Operationsleuchte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung der Position der Entladungslampen (11, 15) innerhalb des Reflektors eine Steuerspannung von z. B. 18 V zur Verfügung steht.

9. Operationsleuchte nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung einer wirksam werdenden Entladungslampe (11, 15) erst nach deren Zündung erfolgt.

10. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem vom Stromnetz gespeisten Netzteil (17) eine Not stromversorgung (18) vorgesehen ist, die bei Netzausfall sofort die Stromversorgung der gerade brennenden Entladungslampe (11, 15) übernimmt.

11. Operationsleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikroprozessor (19) vorgesehen ist, welcher außer der An steuerung von mehreren Entladungslampen (11, 15) und der Über wachung der Netzspannung eine ständige Selbstüberprüfung der Ausfallsicherheit des gesamten Systems übernimmt.