DE2817903A1

DE2817903A1 - Leuchte, insbesondere operationsleuchte

Info

Publication number: DE2817903A1
Application number: DE19782817903
Authority: DE
Inventors: Kenneth James Fisher
Original assignee: American Sterilizer Co
Current assignee: American Sterilizer Co
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2390670B1; FR2390670A1; DE2817903C2; BR7800186A; AU512410B2; MX145096A; GB1553170A; JPS53139386A; US4135231A; CA1098096A; AU3101677A

Description

Leuchte, insbesondere Operationsleuchte

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere Operationsleuchte, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bedingt durch die strengen Anforderungen an eine ausreichende und den Gegebenheiten angepaßte Beleuchtung in Modernen Operationsräumen ist man ständig bemüht, die in solchen Umgebungen eingesetzten Leuchten zu verbessern. Die Anstrengungen haben bisher im allgemeinen zur Entwicklung größerer, fest angebrachter Beleuchtungseinheiten mit stärkerer Lichtintensität geführt mit dem Ergebnis, daß viele der marktgängigen Leuchten heute extrem groß und schwer sind. Die in solchen Beleuchtungseinrichtungen eingesetzten äußerst lichtstarken Lichtquellen lassen zudem eine übermäßige Wärmeentwicklung entstehen und liefern ein grelles Licht. Darüber hinaus sind sie schlecht gegen direkten oder indirekten Einblick abgeschirmt, so daß das im Operationssaal tätige Krankenhauspersonal das direkte Anblicken der Lichtquellen bewußt vermeiden muß, um nicht eine zeitweise Beeinträchtigung ihres Sehvermögens hinnehmen zu müssen. Die nicht ausreichende Brennpunktverstellung hat schließlich bei diesen bekannten Beleuchtungseinrichtungen zur Folge, daß ein wesentlich größeres Operationsfeld als erforderlich ausgeleuchtet wird.

Die hohe Wattleistung der bekannten Leuchten erfordert im allgemeinen irgendeine Vorkehrung zur Kühlung, damit die Leuchten zwecks Ausrichtung der Lichtstrahlen sicher zu handhaben sind, und um sie vor Hitzeschäden zu schützen. Dies wurde meistens dadurch erreicht, daß man im Bereich der Leuchten eine Luftströmung erzeugte und die so aufge-

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heizte Luft hinter den Leuchten in den Operationsraum führte. Trotzdem war die Wärmestrahlung häufig Ursache für unerträgliche Arbeitsbedingungen im Operationssaal oder belastete zumindest die Klima- und Filteranlage des Operationsraums in erheblichem Maße.

Während mit Hilfe der oberflächigen Wärmeabstrahlung eine mehr oder weniger wirksame Kühlung der Operationsleuchte erreicht werden kann, schafft diese Art der Kühlung häufig andere Probleme, die darin bestehen, daß Staubpartikel in die Beleuchtungseinrichtung eindringen und sich auf den Reflektoren, Lichtquellen usw. absetzen, wodurch die Einrichtung zum Reinigen regelmäßig auseinandergenommen werden muß. Das ist nicht nur eine zeitaufwendige Arbeit, sondern birgt auch die Gefahr in sich, daß dabei die hochempfindlichen Spiegelflächen beschädigt werden.

Um die bei den bekannten Operationsleuchten aufgezeigten Mangel zu beheben, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung vorgesehen, das in der Schaffung einer Operationsleuchte besteht, die eine verhältnismäßig schwache Lichtquelle aufweist in Verbindung mit einer Anordnung feststehender, gebogener Spiegelflächen sowie Einrichtungen zum Abschirmen der Lichtstrahlen und Filtern, die die notwendige Ausleuchtung wirksamer und ohne unerwünschte Schattenbildung gestaltet. Die Blendwirkung ist wesentlich geringer, und die Möglichkeit der Aussendung der Lichtstrahlen direkt von der Lichtquelle ist wesentlich verringert. Die lichtbedingte Wärmestrahlung wird stark eingeschränkt, während die natürliche Farbwiedergabe durch Verwendung von Reflektoren und Filtern erhalten bleibt. Die Lichtquelle wird durch Wärmeabstrahlung mittels einer Fläche erreicht, die im Rücken der Leuchte unmittelbar der Atmosphäre ausgesetzt ist, so daß der Wärmefluß durch die Leuchte vermieden werden kann. Die Lampe, d.h. die Lichtquelle in der Leuchte kann leicht und schnell von der Rück-

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seite des Lampenkörperβ her ausgetauscht werden, ohne daß dazu irgendwelche Werkzeuge notwendig sind und ohne daß dadurch die Einstellung der Spiegelflächen verändert oder die geschützten Spiegelflächen beschmutzt werden. Die besondere Anordnung der feststehenden, gebogenen Reflektoren ermöglicht die Schaffung einer besonders kompakten, flachen Leuchte mit geringem Gewicht, die leicht zu reinigen und sauberzuhalten ist. Die neue Bauart der Lichtquelle ermöglicht diese feststehende Reflektoranordnung mit einem Reflektoraufbau, der die Lichtstahlen bündelt und den Lichtkegel auf ein verhältnismäßig kleines aber verstellbares Feld vor der Leuchte oder dem Leuchtenkörper ausrichtet.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht ferner in dem wirksamen Einsatz einer Wärmeabstrahlung für die Lichtquelle, die die Wärme unmittelbar zum rückwärtigen Teil der Beleuchtung abführt, ohne dabei die Möglichkeit der Lichtstrahlenbündelung zu beeinträchtigen. Die Anwendung der Wärmeabstrahlung beim Stand der Technik, z.B. bei der US-PS 3 3^8 036, erforderte im allgemeinen einen gerippten Aufbau und/oder einen im Inneren kanalisierten Strahlungsfluß, um die Wärme aus dem Schacht abzuleiten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Operationsleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der erfindungsgemäßen Leuchte in einem Operationssaal,

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Rückenansicht der erfindungsgemäßen Leuchte, wobei au· Gründen der besseren Übersicht Teile weggelassen sind,

Fig· 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab entlang der Schnittlinie 4-4 nach Fig. 2,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 nach Fig. 4,

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 6-6 nach Fig. 4, und

Fig. 7 einen Teilschnitt, der den Wärmeableiter und die Lichtquelle in einer Stellung zeigt, die das Auswechseln der Birne ermöglicht.

Die in Fig. 1 gezeigte und mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnete Operationsleuchte gemäß der Erfindung besteht aus zwei Leuchtenkörpern und ist an der Decke 12 oberhalb eines auf einem Operationstisch 16 liegenden Patienten aufgehängt. Ein dargestelltes Hitglied 18 des Operationsteams richtet einen der beiden Leuchtenkörper 20 mit Hilfe eines sterilisierten Handgriffs 22 aus, mit dem die Leuchte vorne oder seitlich ausgerüstet ist. Der Leuchtenkörper ist vorzugsweise schwenkbar um eine Querachse in einer Gabel 24 gelagert, die wiederum um eine Achse drehbar ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Querachse des Leuchtenkörpers erstreckt. Durch die große Beweglichkeit der Leuchte kann der Leuchtenkörper in jede gewünschte Stellung zum Patienten gebracht werden.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird der Leuchtenkörper in der Gabel 24 mit Hilfe von zwei röhrenförmigen Stiften gehalten (nicht dargestellt), die sich durch das äußere Gehäuse oder Haube 28 nach innen erstrecken, um in ein Paar Arme 30, 32 einzugreifen, die sich von dem mittleren ringförmigen Körper 34 eines Haltebügels 36 in entgegen-

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gesetzter Richtung nach außen erstrecken. Auf diesem Hingbügel 3k ist ein ringförmiges Filtergehäuse und Reflektorhalter 38 befestigt, der sich nach vorne erstreckt und durch eine Mehrzahl von Bolzen 4O auf dem Ringbügel gehalten wird. Zwischen dem Reflektorhalter 38 und dem Ringbügel 34 ist der innere Rand des ringförmigen Konkavreflektors 42 (Fig. 3) fest eingeklemmt, der sich von dem Reflektorhalter 38 aus nach außen und vorne, d.h. in Richtung der von dem Leuchtenkörper 20 stammenden Lichtstrahlen erstreckt.

An dem Ringbügel 34 ist außerdem ein Fokusträger 44 befestigt, der, ebenso wie der ^altebügel 36 selbst und der Reflektorhalter 38, vorzugsweise als einstückiges Gußteil aus Metall oder Aluminium mit einer verhältnismäßig hohen Wärmeleitzahl hergestellt ist. Diese Elemente bilden eine stabile und trotzdem leichte Rahmenstruktur, die die gesamten Einzelteile des Leuchtenkörpers trägt.

Der Fokusträger 44 ist mit einer Mittelnabe 45 versehen, durch die sich eine Zylinderbohrung 46 erstreckt. Die Nabe wird von drei, sich radial nach außen erstreckenden Auslegern 48, 50, 52 getragen, die fest mit dem Ringbügel 34 durch Bolzen 54 verbunden sind. Ein einstückig mit der Nabe 45 geformter Flansch 56 erstreckt sich radial nach außen und bildet einen Absatz 58, der dem inneren Flanschbereich einer äußeren Aluminiumhaube 62 als Stütze dient. Die Haube 62 ist auf dem Absatz 58 mit Hilfe von Schrauben 64 befestigt, die sich durch den Flansch 60 erstrecken und auf diese Weise für eine direkte Wärmeübertragung zwischen der Nabe und der Haube sorgen.

Die äußere Haube 62 endet außen in einen sich nach vorne erstreckenden Randbereich 66, der sich bis an die äußere eingerollte Kante 68 des Reflektors 42 erstreckt. Die Außenkante 70 des Randbereichs 66 ist mit der eingerollten Kante 68 mit Hilfe eines elastischen Dichtungsstreifens 72 zusammengefügt. Auf diese Weise weisen Haube 62 und Reflektor

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einen auereichenden Abstand zueinander auf, wobei der dazwischen befindliche Raun im wesentlichen offen und licht ist, so daß heiße Stellen oder Wärmestaus wirksam vermieden werden.

Der ringförmige Reflektorhalter 38 weist drei nach innen gerichtete Ansätze 7k auf, die in Abständen an seiner Innenseite angeformt sind. Die Ansätze 7k sind so geformt, daß sie dem gebördeltem Rand 75 eines Parabolreflektor» 76 gleichzeitig als radiale und axiale Abstützung dienen. Auf der äußeren konvexen, nicht reflektierenden Oberfläche des Reflektors 76 sind mehrere Andrückschienen 77 ausgebildet, mit denen jeweils ein elastisches Widerlager 78 in Eingriff steht, das mit Hilfe von Schrauben 79, 80 und Federbügel 8l an der rückwärtigen Oberfläche des Ringbügels Jk befestigt ist. Die Ansätze lh bilden somit eine Dreipunktlagerung für den Parabolreflektor 76, wobei der Reflektor und die Ansätze durch die elastischen Widerlager 78 zusammengehalten werden, so daß wärmebedingte Spannungen in dem Reflektor auf ein Minimum reduziert werden. Der Parabolreflektor 76 ist ein Kalt-Reflektor, d.h. ein Reflektor, der die sichtbaren Lichtstrahlen reflektiert, während das Infrarotlicht absorbiert und durchgelassen wird. Die Wärme wird dadurch durch den Reflektor 76 nach hinten in den Leuchtenkörper geleitet, während die nützlichen, sichtbaren Lichtstrahlen nach vorne reflektiert werden. Der verhältnismäßig große Abstand zwischen der Haube 62 und dem Reflektor k2 sorgt für eine gute Verteilung bzw. Streuung des infraroten Lichts, so daß kein Bauteil der Leuchte übermäßig stark erhitzt wird.

Auf den nach vorne gerichteten Stirnflächen der Ansätze 7k sind eine kreisförmige Lichtfilterplatte 82 und eine Lichtstreuungsplatte 83 befestigt, die aufeinanderliegen und durch Metallbügel 84 und Bolzen 85 gehalten werden. Die Filterplatte 82 absorbiert und reflektiert infrarotes Licht,

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-während die Lichtstrahlen im sichtbaren Bereich durchgelassen werden. Die Lichtstreuungsplatte 83 verteilt das aus dem Filter 82 austretende Licht, wodurch Schatten oder helle Punkte in dem ausgeleuchteten Feld vermieden werden. Obwohl die beiden Platten 82 und 83 als getrennte Bauelemente dargestellt sind, können sie bei Bedarf auch kombiniert werden, indem auf der Vorderseite einer Filterplatte eine das Licht difundierende Oberfläche vorgesehen ist.

Auf dem Reflektorhalter 38 ist ein zylinderförmiger Staubschutz 86 mit einem an einem Ende einstückig angeformten, nach innen gerichteten Flansch 87 mittels Schreiben 88 befestigt, die sich durch den Flansch 87 erstrecken. Der Staubschutz 86 ist im wesentlich transparent und vorzugsweise aus Kunstharz- oder Plastikmaterial mit einer kratzfesten äußeren Oberfläche hergestellt, die außerdem widerstandsfähig gegenüber solchen Reinigungsmitteln ist, die normalerweise zur Reinigung der nicht sterilisierten Ausrüstung in Operationsräumen verwendet wird. Der gesamte Lichtschein der Leuchte muß auf seinem VTeg zum Reflektor diesen zylinderfÖrmigen Staubschutz passieren.

An dem dem Flansch 87 gegenüberliegenden Ende des Staubschutzes ist ein Griffhalter 89 mit Schrauben 90 befestigt. Der Griffhalter 89 erstreckt sich radial nach innen und dient der Befestigung eines Sockels 92, der wiederum einen im allgemeinen kegelförmigen Reflektor $k trägt. Der Reflektor Sk ist koaxial zu den Reflektoren 42 und 76 angeordnet und reflektiert das Licht seitlich auf den Reflektor k2. Der Reflektor 9* ist im axialen Querschnitt kreisförmig und erweitert sich nach außen und vorne von seinem nach hinten gerichteten Ende 95, das auf dem Sockel 92 befestigt ist. Die nach außen gerichtete reflektierende Oberfläche stellt eine Rotationsfläche dar, die durch Rotation einer konkaven Kurve um die Symmetrieachse entstanden ist.

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Eine vorzugsweise aus Kunstharz oder anderem Material mit einer verhältnismäßig niedrigen Wärmeleitfähigkeit hergestellte Griffstütze 97 ist mittels Schrauben 98 auf dem Sockel 92 befestigt. Ein aus einem Metallgespinst bestehender Handgriff 22 ist auf die Griffstütze 97 geschraubt, wobei der Handgriff koaxial gegenüber dem Reflektor 94 angeordnet ist und nach vorne aus dem Leuchtenkörper herausragt, um eine leichte VerStellmöglichkeit für die Leuchte zu schaffen. Der Handgriff 22 weist einen einstückigen, sich radial erstreckenden Flansch 100 an seinem inneren Ende auf, der groß genug ist, um zu verhindern, daß die Hand einer Bedienungsperson mit nicht sterilen Bauteilen der Leuchte in Berührung kommt. Der Handgriff 22 kann leicht von der Griffstütze zum Sterilisieren entfernt werden.

An dem Sockel 92 ist ebenfalls eine kombinierte Lichtschutz- und Deckplatte 102 befestigt, die den Griffhalter 89 überragt. Die Deckplatte 102 weist einen nach hinten gerichteten Rand bereich 104 auf, der in einem Abstand über das vordere Ende des zylinderformigen Staubschutzes 86 greift und von dem sich radial nach innen ein Plansch 106 erstreckt, der an der Außenfläche des Staubschutzes 86 anliegt. Dieser Flansch 106 ist derart gegenüber dem kegelförmigen Reflektor 94 und der Außenkante des Reflektors 42 angeordnet, daß er als Blende wirkt und nur die Lichtstrahlen durch den Staubschutz durchläßt, die auf den Reflektor 42 treffen. Die Deckplatte 102 wirkt mit dem Staubschutz 86, dem Reflektorhalter 38, dem Reflektor 42 und der hinteren Haube 62 zusammen, um das Innere des Lampenkörpers wirksam gegen Strahlenfluß abzusichern und das Eindringen von Staubpartikeln auszuschließen.

Der lichtdurchlässige Plastikstaubschutz 86 bildet die einzige Halterung für den Reflektor 94, den Handgriff 22 und für die Lichtblende und Deckplatte 102. Diese Anordnung vermeidet die Bildung von Schatten oder Schattenstellen, die durch innere Stützaufbauten hervorgerufen würden.

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Eine zweite Lichtblende 108 ist innerhalb des geschlossenen Leuchtenkörpers zwischen dem Staubschutz 86 und dem ringförmigen Reflektorhalter 38 angeordnet. Die Lichtblende I08 wird durch einen Winkel 110 und einen Ü-Träger 112 gebildet, die zu einem festen, leichten Ring mit inneren und äußeren Lichtbegrenzungskanten 114, II5 zusammengefügt sind, die genau auegerichtet und begrenzt sind, damit nur die Lichtstrahlen auf den Reflektor 42 treffen, die auf das auszuleuchtende Feld reflektiert werden. Die Deckplatte 102 und die Lichtblende I08 wirken so zusammen, daß Streulicht außerhalb des zur Feldausleuchtung benötigten Lichtbündels vermieden wird. Diese Bauelemente sind außerdem so aufeinander abgestimmt und in einem Abstand in Achsrichtung der feststehenden Reflektoren angeordnet, daß bis auf eine verhältnismäßig kurze axiale Länge bzw. bis auf ein schmales ringförmiges Band des zylinderförmigen Staubschutzes 86 alles abgeschirmt ist. Der gesamte, aus dem geschlossenen Leuchtenbereich stammende Lichtschein muß also von der äußeren Oberfläche des Reflektors 94 durch dieses schmale Band auf die wesentlich größere Oberfläche des Reflektors 42 reflektiert werden. Dies wird durch eine Bündelung der Lichtstrahlen in einem Kreuzmuster im Bereich des den Lichtstrahlen ausgesetzten, schmalen ringförmigen Bandes des zylinderförmigen Staubschutzes erreicht, und zwar in ähnlicher Weise wie das durch die Fig. und 4 der auf die Anmelderin zurückgehenden amerikanischen Patentanmeldung Nr. 496.166 offenbart wird.

Das Licht aus dem Leuchtenkörper stammt aus einer Lichtquelle, die vorzugsweise aus einer kleinen Halogen- oder anderen geeigneten Lampe 120 besteht, die auf den gemeinsamen Achsen der Reflektoren 42, 76 und 94 und innerhalb des Parabolreflektors 76 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, greift der Sockel 122 der Lampe 120 unmittelbar in eine von dem Wärmeableiter 124 getragene Fassung 123 ein, wo die Lampe mittels eines Metallrings 125 festgehalten wird.

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Der Ring 125 bildet einen Teil des Wärmeableiters 124, auf dem er unmittelbar befestigt ist. Der Körper des Wärmeableiter· 124 besteht aus einer verhältnismäßig großen Metallmasse, trie z.B. Aluminium, mit einer verhältnismäßig hohen Wärmeleitzahl, um die Wärme aus dem Sockel 122 der Lampe 120 direkt aufnehmen zu können. Der Wärmeableiter weist an seinem äußeren Ende einen in radialer Richtung vergrößerten Flansch oder eine Kappe 127 auf, deren außenliegende Oberfläch· praktisch eine PortSetzung der Außenfläche der Haube 72 bildet.

Der Wärmeableiter 124, zusammen mit der daran befestigten. Lampe 120, wird von einer Führungshülse 128 getragen, die wiederum verschiebbar in der Zylinderbohrung 46 des Fokusträgers 44 befestigt ist. Wie aus den Fig. 4-6 erkennbar ist, ist zur Verstellung der Hülse und der darin befindlichen Teile entlang der Zylinderbohrung eine von Hand betätigbare Stelleinrichtung vorgesehen. Diese Stelleinrichtung umfaßt eine in axialer Richtung kurze Zahnstange I30, die an der Außenfläche der Führungshülse 128 ausgebildet ist und die durch einen Längsschlitz 132 in der Nabe 45 nach außen tritt. An dem Fokusträger 44 ist eine Stümmelwelle 34 gelagert, die ein mit der Zahnstange I30 in Eingriff stehendes Ritzel trägt. Die Welle 134 ist mit einem Ende einer biegsamen An_ triebswelle I38 verbunden, mit deren Hilfe die Führungshülse 128 und der Wärmeableiter zusammen mit der Lampe in Achsrichtung des Parabolreflektors 76 verstellbar sind. Eine in dem Wärmeableiter 124 angeordnete federgelagerte Kugelarretierung l40 greift in den Schlitz 142 in der Führungshülse 128 ein, um den Wärmeableiter 124 lösbar in der Führungshülse 128 festzuhalten.

Die Innenfläche der Führungshülse 128 liegt zwecks einer direkten Wärmeübertragung an der benachbarten Außenfläche des Wärmeabieiters an. Aus dem gleichen Grunde steht die Außenfläche der Führungehülse in Verbindung mit der Innenfläche der Zylinderbohrung 46, so daß ein Teil der von dem

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Wärmeableiter absorbierten Wärme ebenfalls an die Führungshülse und in den Fokusträger sowie an die Außenhaube 62 abgegeben werden kann. Nach innen gerichtete Zungen !A3 an der Innenfläche der Fühungshülse 128 arbeiten Bit Nuten lkk in der benachbarten Mantelfläche des Wärmeabieiters zusammen, um eine Relativbewegung zwischen den beiden Teilen zu vermeiden und um sicherzustellen, daß nach jedem Auseinandernehmen der Zusammenbau wieder in der gleichen Weise erfolgt. Um die Wärmeübertragung von dem Sockel der Lampe zum Wärmeableiter zu verstärken, kann der Befestigungsring 125 «it einstückig angeformten Verlängerungen 126 versehen sein, die in der Nähe der gegenüberliegenden Seiten des rechteckförmigen Sockels 122 der Lampe angeordnet sind, wobei die beiden übrigen Seiten freibleiben, damit die Lampe schneller und leichter ausgewechselt werden kann.

Das andere Ende der biegsamen Antriebswelle I38 ist mit einem Hebel 1%5 zur Brennpunktvereteilung verbunden, der am äußeren Rand des Randbereichs 66 der Außenhaube 62 befestigt ist. Vorzugsweise sind die Antriebswelle I38 und der Hebel 1^5 durch eine federnde Arretierung oder über einen Schrittschalter miteinander verbunden, der eine gut wahrnehmbare Einstellhilfe zur Positionsfeststellung des Wärmeabieiters und der Lichtquelle vorsieht und folglich eine Brennpunktanzeige der Leuchte darstellt. Diese schrittweise Verstellung des Fokushabeis ermöglicht ein Fokussieren, ohne dmß es dazu einer besonderen Aufmerksamkeit während der Operation bedarf.

Wie in Fig. 3 gut zu erkennen ist, erstreckt sich die Lampe 120 durch eine zentrale Öffnung 1*7 i« Reflektor 76. Die Lampe 120 hat eine verhältnismäßig kleine, kompakte Glühwendel 148, die eine punktförmige Quelle im Lampenkolben bildet, so daß eine Bewegung der Lampe entlang der Parabolachse des Reflektors 76 den Brennpunkt der Leuchte verändert, wodurch das Leuchtfeld und die Beleuchtungsstärke leicht mit Hilfe des Hebels 145 justiert werden kann. An dem Randbereich

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ist ebenfalls ein langgestreckter, nicht steriler Handgriff oder eine Stange 149 befestigt, um die Verstellung des Leuchtenkörpers durch das nicht sterile Personal zu erleichtern, wodurch eine mögliche Verschmutzung des sterilen Handgriffs 22 vermieden wird. Der Handgriff 149 erstreckt sich außen und entlang eines Abschnitts des Randbereichs 66 bis in eine Stellung, wo er an die Gabel 24 anschlägt und verhindert, daß der Leuchtenkörper vollständig um die Achsen der Arme 30, 32-verschwenkt werden kann. Die Enden des Handgriffs 149 schlagen außerdem zuerst an der Gabel 24 an, so daß der Hebel 145 zur Brennpunktverstellung geschützt und immer greifbar ist.

Um den Anteil des vom Leuchtenkörper nach vorne ausgestrahlten, infrarothaltigen Lichts zu verringern, ist mittels dünner Trägerstäbe 152 und Schrauben 154 (siehe Fig. 2) auf der Führungshülse 128 eine flache, im allgemeinen zylindrische oder becherförmige Strahlenblende I50 mit einer reflektierenden Innenfläche befestigt. Die Stäbe 152 erstrecken sich durch die Öffnung 147 im Reflektor 76 und sind in engem Abstand zum Keramiksockel 122 der Lampe 120 angeordnet, so daß die Strahlenblende 150 beim Fokussieren sich in axialer Richtung zusammen mit der Lampe bewegt. Die Glühwendel 148 der Lampe ist mittig in der Nähe des offenen Kopfendes der Strahlenblende 15O angeordnet, so daß die direkt von der Glühwendel nach vorne ausgestrahlten Lichtstrahlen nach hinten zum kalten Parabolreflektor 76 reflektiert werden. Somit ist praktisch das gesamte Licht, das durch den Filter 82 und die Streuscheibe 83 gelangt und auf den Reflektor 94 trifft, durch den kalten Reflektor 76 reflektiert und außerdem durch den Filter 82 gefiltert worden, so daß das infrarote Licht vor Austritt aus dem Leuchtenkörper wirksam ausgefiltert worden ist.

Das durch den kalten Reflektor 76 durchgehende Infrarotlicht wird von den Bauteilen des Leuchtenkörpers, d.h. durch die Innenfläche der Haube 62, den Fokusträger 44 und den inneren

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Haltebügel 36 absorbiert. Die Hitze von der Haube 62 kann nach hinten abgestrahlt werden oder im Vege der Wärmeübertragung von der Haube auf die Außen- und Rückflächen der Leuchte übergehen. In ähnlicher Weise kann die von dem Lampensockel durch den Wärmeableiter absorbierte Wärme von der Rückseite der Leuchte über den vergrößerten Plansch sowohl durch Strahlung als auch durch Übertragung abgeleitet werden. Da jedoch die Lampe innerhalb des Leuchtenkörpers verhältnismäßig abgeschlossen ist, wird ein Wärmefluß durch die Bauteile vermieden und das gesamte optische System innerhalb des abgeschlossenen Bereichs bleibt sauber und unbeschmutzt, so daß das Innere der Leuchte nicht so oft gereinigt zu werden braucht. Die Außenfläche ist im wesentlichen glatt und kann leicht durch einfaches Überwischen der entsprechenden Flächen mit einer dafür vorgesehenen Reinigungslösung gereinigt werden. Die offene Rahmenbauweise innerhalb des abgeschlossenen Bereichs verhindert, daß sich in der Nähe der Lichtquelle heiße Stellen bilden. Gleichzeitig sorgt diese Bauweise für die Abführung der Wärme, wodurch die Lebensdauer der Lampe verlängert wird.

Die Lampe wird durch die Leitungen 155 mit Strom versorgt, die sich von der Deckenbefestigung durch die hohle Gabel 12% erstrecken und in einem Schutzkabel I56 liegen. Die Enden der Leitungen 155 sind an die Lampenfassung 123 angeschlossen, die mit Hilfe eines gegen hohe Temperaturen beständigen, geeigneten Gußmaterials I58 befestigt und isoliert ist. Die Leitungen 155 laufen durch einen Kanal 160 in der Mittelnabe des Fokusträgers nach oben und sind unterhalb des Flansches 127 um den Wärmeableiter gewickelt, damit der Wärmeableiter und die Lampe aus der Führungshülse 128 in der in Fig. 7 1«- zeigten Weise herausgezogen werden kann. Zu diesem Zweck muß das Ritzel I36 gemäß der Darstellung nach Fig. 5 i« Uhrzeigersinn gedreht werden, damit der Flansch des Wärmeableiter s über die Außenfläche der Haube 62 ragt. Der Flansch 127 wird danach ergriffen und nach hinten gezogen, um die Kugelarretierung l40 aus der litzförmigen Aussparung

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in der Führungshülse zu losen, so daß die Lampe jetzt durch die Mittelöffnung 147 in dem Parabolreflektor 76 herausgezogen werden kann. Die an der Führungshülse befestigte Strahlenblende verbleibt jedoch im Leuchtenkörper, trenn die Lampe und der Wärmeableiter herausgezogen werden. Dadurch ist es selbst einem ungeschickten Personal möglich, einen schnellen Lampenwechsel von der Rückseite der Leuchte her vorzunehmen, ohne dabei die Optik oder andere innere Bauteile der Leuchte auseinander zur eißen oder zu verschmutzen.

Wie zuvor beschrieben, wölbt sich der Reflektor 42 von seiner inneren Verankerung aus nach außen und vorne und endet an der Außenkante 68. Der seitlich abstrahlende Reflektor 94, dessen maximaler Durchmesser kleiner ist als der kleinste Durchmesser der Spiegelfläche des Reflektors 42, ist innerhalb der axialen Begrenzungen des Reflektors 42 angeordnet. Der Reflektor 76 ist ebenfalls so angeordnet, daß sein offenes Schirmende sich vor der Mittelöffnung des Reflektors 42 befindet, wobei sich sein Scheitel durch die Öffnung nach hinten erstreckt. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Anordnung der drei Reflektoren, die das Licht auf ein verhältnismäßig kleines, genau begrenztes Feld ausrichten. Das von dem Reflektor 42 stammende ringförmige Lichtbündel konvergiert, wobei die Lichtstrahlen innerhalb des fokussierten Bündels zusammenlaufen und sich kreuzen, damit möglichst keine Schatten entstehen.

Durch die verschiebbare Anordnung der Lampe längs der gemeinsamen Achse der drei gewölbten Reflektoren ist das Licht leicht zu fokussieren, ohne damit die feste Einstellung der Reflektoren zu verändern. Außerdem kann durch Bündelung des nutzbaren Lichts in einer Weise, durch die die Lichtstrahlen unmittelbar auf das auszuleuchtende Feld ausgerichtet werden, wobei das nutzlose Streulicht im wesentlichen eliminiert wird, eine verhältnismäßig kleine Lichtquelle eingesetzt werden. Lichttests in Operationsräumen während der Operation haben ergeben, daß ein Halogenlicht mit einer Leistungsaufnahme von 200 W bei 30 V für eine ausreichende Beleuchtung für alle chirurgischen

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Eingriffe sorgte, wobei der Betrieb häufig unter der maximal vorgesehenen Voltzahl lag. Diese niedrige Leistungsaufnahme ermöglicht nicht nur einen wirtschaftlicheren Einsatz des Lichts, sondern verringert auch die erzeugte Wärmemenge. Das wirksame Infrarot-Filtersystem, das mit dem neuen Wärmeableiteraufbau gekoppelt ist, konzentriert diese Wärme im Rücken des Lichts, wo sie an die Atmosphäre abgegeben wird.

Eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Leuchte ist ausführlicher unter Laborbedingungen getestet worden. Der komplette Leuchtenkörper 20 wog nur annähernd 9 Kilo, und der Reflektor k2 hatten einen maximalen Durchmesser von 55,88 cm. Die Gesamthöhe der Leuchte, gemessen längs der gemeinsamen Achse der Reflektoren von der Rückseite der Haube 62 bis zum vorderen, äußeren Rand 68 des Reflektors 42 betrugt nur ungefähr 21,6 cm. Die verwendete Halogenlampe hatte eine Leistungsaufnahme von 200 ¥ bei 30 V. Der Schrittschalter wies drei Einstellungen zur Erzeugung eines kleinen, mittleren und großen kreisförmigen Feldes mit einem jeweiligen Durchmesser von ca. 10, 15 und 22 cm auf, das in einer Entfernung von etwa 106,7 cm in der Brennpunktebene vor dem äußeren Rand des Reflektors k2 gemessen wurde. Für die verschiedenen Spannungen ergab sich die nachfolgende Beleuchtungsstärke im Zentrum dieser Felder:

Volt V	ο Beleuchtungsstärke Lux (lm/m )	Mittel [lO³]	groß [lO³]
22 23 24 25 26 27 28 29 30	klein [lO³]	16,51 20,12 23,29 27,17 39,81 34,99 39,81 44,75 50,35	7,47 9,70 10,34 11,81 13,60 13,99 17,09 19,41 22,29
32,28 37,66 43,04 49,50 56,80 64,91 72,22 80,70 89,31

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Die in der Tabelle angegebenen Höchstwerte für die jeweilige Feldmitte nehmen außerhalb eines Durchmessers von ca. 22,86 cm praktisch auf Null ab. Der Unterschied in der Beleuchtungsstärke im Bereich der Feldmitte ist verhältnismäßig klein, nimmt dann aber schnell zu. Der Punkt, an dem die schnelle Abnahme der Beleuchtungsstärke eintritt, verändert sich mit der Brennpunktstellung der Lampe und ist weiter vom Mittelpunkt entfernt, wenn die Lampe für ein größeres Feld eingestellt ist. Die Größe des Feldes wird durch den Punkt bestimmt, bei dem die Beleuchtungsstärke auf 20 % des Höchstwertes in der Feldmitte abfällt. In jedem Fall fällt dieser 20 Ti-Pegel praktisch mit dem Punkt zusammen, wo die Beleuchtungsstärke stark abzunehmen beginnt.

Ein mit der Beseitigung des Streulichts verbundener weiterer und wichtiger Vorteil ist die im wesentlichen vollständige Beseitigung der Blendwirkung. Von jeder Stelle außerhalb des verhältnismäßig kleinen Brennpunktfeldes kann von vorne in das Licht geblickt werden, ohne die Lichtquelle direkt oder indirekt zu sehen. Der Chirurg kann somit die Leuchte in die für ihn günstigste Stellung bringen, ohne daß er befürchten muß ,dadurch die Sicht eines anderen Mitglieds des Operationsteams zu beeinträchtigen.

Ebenfalls wurden Versuche zur Bestimmung des durch das Licht erzeugten Wärmeausmaßes durchgeführt. Bei einer mittleren

Beleuchtungsstärke von kj,04 χ 10 Lux wurde lediglich eine

2 Wärmeleistung von I3.OOO Mikrowatt pro cm festgestellt. Dieses sehr niedrige Wärmeausmaß wird auf der nackten Haut kaum empfunden und steht im Gegensatz zu dem hohen Wärmeausmaß bei herkömmlichen Operationsleuchten.

Es versteht sich, daß die beschriebene Ausführungsform der Erfindung im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens abgeändert werden kann. So ist es z.B.denkbar, den einen oder anderen der als gewölbte Verbundreflektoren beschriebenen

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Hauptreflektoren durch ein einfaches gewölbtes Gebilde, z.B. durch einen konisch geformten Reflektor zu ersetzen, wobei die anderen Reflektoren entsprechend zu verändern sind, damit das gewünschte Beleuchtungsmuster für die verschiedenen Brennpunkteinstellungen der beweglichen Lichtquelle erhalten werden.

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Claims

Patentansprüche

Leuchte, insbesondere Operationsleuchte, gekennzeichnet durch die Korabination folgender Merkmalet

Ein erster Reflektor (76) mit einer im wesentlichen konkav geformten Parabolspiegelfläche,

ein zweiter Reflektor (94) mit einer außenliegenden, divergierenden Ringspiegelfläche (96),

Halterungen (38, 48, 74, 92) für die koaxiale Ausrichtung der beiden Reflektoren (76, 94) in einem festen Abstand, wobei ihre Spiegelflächen im wesentlichen gegeneinandergerichtet sind,

ein dritter Reflektor (42) mit einer innenliegenden, divergierenden Ringspiegelfläche, der an der Halterung (38) befestigt und koaxial gegenüber den beiden Reflektoren (76, 94) ausgerichtet ist, wobei seine Spiegelfläche gegenüber den beiden Reflektoren (76, 94) in einem Abstand radial nach außen und i« wesentlichen in der gleichen allgemeinen Achsrichtung wie die des ersten Reflektors (76) ausgerichtet ist,

Telefon (02 U) 36 OS14

U&edckonto KSIn 227610

ORIGINAL INSPECTED

eine Lichtquelle (l20), und

eine Einrichtung (122, 123, 124) zur Befestigung der Lichtquelle (l20) innerhalb des konkaven Bereichs des ersten Reflektors (76) auf der gemeinsamen Achse der drei Reflektoren, wobei die Einrichtung eine Betätigungseinrichtung (13O, 136) zur Verschiebung der Lichtquelle (l2O) längs einer gemeinsamen Achse, um das Licht auf ein auszuleuchtendes Feld auszurichten.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtblenden (102, I08) vorgesehen sind, die an der Halterung befestigt sind und den direkten Anblick der Lichtquelle (120) von außerhalb der Leuchte versperren, wobei die Anordnung der Lichtblenden gegenüber der Lichtquelle und den drei Reflektoren derart ist, daß nur die von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen austreten, die zumindest durch den zweiten und dritten Reflektor reflektiert werden.

3· Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtblenden den direkten Anblick der Lichtquelle von jedem Standort außerhalb der Leuchte außer dem unmittelbar vor dem Leuchtenkörper versperren.

4. Leuchte nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (l2O) sowie der erste und zweite Reflektor (76, 94) von einer Einrichtung (38, 34, 48, 45» 124) umgeben sind, die eine Wärmeleitung innerhalb der Leuchte ermöglichen.

5· Leuchte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reflektor (76) ein sog. kalter Reflektor ist, der das infrarote Licht durchläßt und das des sichtbaren Lichtspektrums im wesentlichen reflektiert, wodurch zumindest ein Großteil der Infrarotstrahlung aus dem durch den dritten Reflektor (42)

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auf das auszuleuchtende Feld reflektierte Licht eliminiert wird.

6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein sog. Heiß-Spiegelfilter (82) sowie eine dazugehörige Befestigungseinrichtung (85) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Filter innerhalb des Lichts senkrecht zur gemeinsamen Achse der drei Reflektoren befestigbar ist, wobei der erste Reflektor (76) und die Lichtquelle (120) auf der einen Seite und der zweite Reflektor (94) auf der anderen Seite des Filters angeordnet sind, der so ausgebildet ist, daß er das Infrarotlicht reflektiert und das des sichtbaren Lichtspektrums im wesentlichen durchläßt, um auf diese Weise den Infrarotanteil des reflektierten Lichts weiter zu verringern.

7« Leuchte nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (120) und der erste und zweite Reflektor (76$ 94) von einer weiteren Einrichtung umgeben sind und ein Wärmeableiter (124) in Form einer Metallmasse vorgesehen ist, die eine verhältnismäßig hohe Wärmeleitzahl aufweist.

8. Leuchte nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung für die Lichtquelle (120) zwecks Übertragung der Wärme mit dem Wärmeableiter (124) in Berührung steht, der sich durch die Einrichtung erstreckt und eine der Atmosphäre ausgesetzte Oberfläche außerhalb der Einrichtung aufweist, die der Wärmeabstrahlung dient.

9« Leuchte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeableiter (124) zusammen mit der daran befestigten Lichtquelle (120) mit Hilfe der. Betätigungseinrichtung (130, 136) längs der gemeinsamen Achse der Reflektoren (76, 94, 42) bewegbar ist.

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10. Leuchte nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeableiter (124) einen im allgemeinen zylinderförmigen Körper aufweist, an dessen einen Ende die Lichtquelle (120) befestigt ist und an dessen anderen Ende ein Flansch (127) aufgebildet ist, der zum Zwecke der besseren Wärmeabstrahlung eine vergrößerte Oberfläche bildet.

11. Leuchte nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtundurchlässige Strahlenblende (150) mit einer Spiegelfläche vorgesehen ist, die zwischen der Lichtquelle (120) und dem zweiten Reflektor (94) angeordnet ist und deren Spiegelfläche gegen die Lichtquelle gerichtet ist und zumindest einen Großteil der aus der Lichtquelle stammenden und in Richtung des zweiten Reflektors abgestrahlten Lichtstrahlen zum ersten Reflektor und zur Lichtquelle zurückwirft, und daß eine Befestigungseinrichtung (152) vorgesehen ist, die es ermöglicht, daß die Strahlenblende (150) gemeinsam mit dem Wärmeableiter (l24) und der Lichtquelle (l20) längs der gemeinsamen Achse der Reflektoren verschiebbar ist.

12. Leuchte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (130, I36) einen aus einer Zahnstange und Ritzel bestehenden und von Hand betätigbaren Mechanismus umfaßt, um eine wahlweise Verstellung des Wärmeabieiters (124), der Lichtquelle (120) und der Strahlenblende (150) gegenüber dem ersten Reflektor (76) zu erreichen.

13. Leuchte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des aus Zahnstange und Ritzel bestehenden Mechanismus eine Hülse (128) betätigbar ist und daß der Wärmeableiter (124) und die Lichtquelle (120) teleskopartig in der Hülse (128) angeordnet sind, wobei der Wärmeableiter und die Hülse eine Arretierung (l4o) aufweisen,

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mit deren Hilfe der Wärmeableiter und die Lichtquelle lösbar in der Hülse gehalten sind.

1A. Leuchte nach einem der Ansprüche 1-13» dadurch gekennzeichnet, daß der erste Reflektor (76) lediglich in seinem äußeren Randbereich gehalten ist und mit einer Mittelöffnung versehen ist, durch die sich die Lichtquelle und die Strahlenblende erstrecken und innerhalb welcher sie durch die Betätigungseinrichtung (130, 136) zum Fokussieren des Lichts verschiebbar sind, wobei die Mittelöffnung im ersten Reflektor groß genug ist, damit eine Berührung mit der Lichtquelle und der Strahlenblende und damit eine direkte Wärmeübertragung vermieden wird.

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