DE3843484A1 - Verfahren zum schutz von kuehlfluessigkeitsleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz der Kühlflüssigkeitsleitung in einer zahnärztlichen Hand­ stückanordnung gegen das Eindringen von Keimen, bei dem am Werkzeugkopf des Handstückes durch Zusammen­ führen einer Flüssigkeit und eines Gases ein Kühlmit­ telgemisch erzeugt wird, wobei die Flüssigkeit und das Gas unter Druck in getrennten Leitungen herangeführt werden und bei dem in der Flüssigkeitsleitung eine Rücksaugvorrichtung angeordnet ist.

Zahnärztlichen Handstücken, die im wesentlichen zum Bohren, Fräsen, Schleifen oder einer anderen Art der Materialabtragung dienen, wird in der Regel ein Kühl­ mittel zur Kühlung der Arbeitsstelle zugeführt. Meis­ tens besteht dieses Kühlmittel aus einem Gemisch aus Wasser und Luft. Dabei werden die beiden Medien unmit­ telbar nach der Austrittsstelle am Bohrerkopf außer­ halb des Handstückes zusammengeführt, in manchen An­ ordnungen auch kurz vor der Austrittsstelle, z.B. in einer Ringkammer, die die Werkzeughalterung umgibt.

Um eine freie Beweglichkeit des Handstückes sicher­ zustellen, ist man bestrebt, die Zuleitungen zum Hand­ stück für die Kühlmittel, Luft und Wasser, aus mög­ lichst flexiblem Material herzustellen. Da gleichzei­ tig die Absperrventile für Luft und Wasser nicht am Handstück angebracht sind, sondern am anderen Ende der flexiblen Zuleitung, tritt das sogenannte Nachtropfen oder Nachspritzen auf.

Die flexiblen Schläuche reagieren auf den Mediendruck in ihrem Innern und dehnen sich deshalb aus, sobald Luft- bzw. Wasserdruck ansteht. Beim Abschalten schrumpfen die Schäuche wieder zurück in ihre Aus­ gangsabmessungen. Die entsprechende Volumenänderung im Innern der Schläuche führt zum Nachtropfen oder Nach­ spritzen. Auch allein eine Bewegung der Schläuche nach dem Abschalten kann zu diesem Nachtropfen führen.

Da dieses Nachtropfen vom behandelnden Arzt und dem Patienten als unangenehm und störend empfunden wird, ist in der PS 10 77 379 eine Rücksaugvorrichtung vorgeschlagen worden, um beim Abschalten des Kühlmit­ telgemisches die in der Leitung stehende Kühlflüssig­ keit teilweise zurückzusaugen.

Diese Vorrichtung macht sich den Umstand zu Nutze, daß der in zahnärztlichen Einrichtungen zur Verfügung gehaltene Luftdruck sehr viel größer ist als der Was­ serdruck. In einer Kammer wird daher eine Membran angeordnet, die von einer Seite mit dem höheren Luftdruck und von der anderen Seite mit dem niedrige­ ren Wasserdruck beaufschlagt ist. Im Betrieb wird die Membran durch den Druckunterschied in Richtung auf die Wasserseite verformt. Auf Grund ihrer Rückstellkräfte oder unterstützt durch eine Feder, geht die Membran wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, sobald beide Drücke abgeschaltet werden. Der wasserseitige Teil der Kammer erfährt dabei eine Volumenvergrößerung, die dazu benutzt wird, Wasser aus der Verbraucherleitung zurückzusaugen.

Aus dieser Schrift ist daher bekannt, zur Abschaltung des Kühlmittelgemisches an zahnärztlichen Handstücken sowohl die Wasser- als auch die Luftzufuhr abzuschal­ ten.

Gleichzeitig ist aus dieser Schrift bekannt, daß nach dem Schließen des Luft- und des Wasser-Ventils aus der Luftaustrittsöffnung am Handstück noch eine geringe Menge an Luft austritt. Diese Luft stammt aus der Entlüftung des flexiblen Luftschlauches und aus der Entlüftung der Rücksaugvorrichtung.

Inzwischen ist z.B. in der DE-AS 18 17 520 noch weiter vorgeschlagen worden, die Bewegung dieser Membran gleichzeitig als Steuerung für die wasserseitigen Absperrmittel einzusetzen. Sobald die Membrane in dieser Anordnung auf der Luftseite Druck erhält, öff­ net sie über einen Stößel das Absperrventil für die Wasserzuführung. Entsprechend schließt die Membranbe­ wegung dieses Absperrventil wieder, wenn der Luftdruck fällt. Wenn zwischen Membranbewegung und Ventilsteue­ rung ein gewisser Überhub vorgesehen ist, tritt auch bei dieser Anordnung eine Rücksaugung von Wasser aus der Verbraucherleitung ein.

Eine Kühlmittelgemisch-Aufbereitung mit dieser An­ ordnung zeichnet sich also dadurch aus, daß nur noch ein direkt betätigtes Ventil benötigt wird zur Ein­ schaltung und Abschaltung des Luft-Wasser-Gemisches als Kühlmittel. Dieses direkt betätigbare Ventil liegt in der Luftleitung. Zwischen diesem Ventil und dem Handstück ist eine Verbindungsleitung vorgesehen, die die Luft-Seite der Rücksaugmembran mit Druck beauf­ schlagt. Das Wasserventil ist in der Rücksaugvor­ richtung integriert und wird wie beschrieben zwangs­ weise durch den Luftdruck gesteuert.

Aus dieser Schrift ist also bekannt, zur Abschaltung des Kühlmittelgemisches die Luftzufuhr abzuschalten.

Inzwischen ist es auch üblich geworden, neben dem Kühlmittel am Werkzeug-Kopf des Handstückes auch reine Luft, sogenannte Blasluft bereitzustellen. Mit dieser Blasluft soll der behandelnde Arzt in die Lage ver­ setzt werden, die angefallenen Späne mit einem Luftstrahl aus der behandelten Kavität im Zahn aus­ zublasen.

Diese sogenannte Blasluft wird zwar über eine gewisse Strecke separat geführt, sie stammt aber normalerweise aus derselben Versorgungsleitung und sie benutzt außer in der getrennten Strecke denselben Luftkanal zum Handstück und im Handstück.

Die Blasluft wird normalerweise über ein Ventil ge­ schaltet, das parallel zum Luftventil des Kühlmit­ telgemisches liegt. Es muß vermieden werden, daß die Blasluft über die Verbindungsleitung das Wasser schaltet. Nach der Abzweigung der Verbindungsleitung, die zur Rücksaugvorrichtung führt, kann die Leitung für Blasluft mit der Leitung für Kühlmittel-Luft wieder vereinigt werden. Damit der Druck aus der Blasluft-Leitung nicht die Luftkammer der Rücksaugvor­ richtung erreicht, muß zwischen der Vereinigung der beiden Leitungen und der Abzweigung zur Rücksaugvor­ richtung ein Rückschlagventil angeordnet sein.

Die restlose Entlüftung der luftseitigen Kammer in der Rücksaugvorrichtung über die Luftaustrittsstelle am Handstück ist mit diesem in der Leitung angeordneten Rückschlagventil nicht mehr möglich. Damit das wasser­ seitige Ventil zuverlässig schließt und der Rücksaug­ effekt voll eintreten kann, muß das Luftventil als Drei-Wege-Ventil ausgeführt sein. Beim Schließen der Luftzufuhr öffnet dieses Ventil gleichzeitig den Weg der hinter dem Ventil liegenden Leitungen zur Außen­ luft, sodaß die Rücksaugvorrichtung über dieses Ventil entlüften kann.

Aus dieser Anordnung ist daher bekannt, Druckluft an der Luftaustrittsstelle zur Verfügung zu stellen, die unabhängig vom Kühlmittelgemisch schaltbar ist.

Bei den bekannten Rücksaugvorrichtungen ist das Rück­ saugvolumen normalerweise größer als im durchschnitt­ lichen Abschaltvorgang notwendig.

Auch in extremen Abschaltsituationen soll das Nachtro­ pfen vermieden werden. Im durchschnittlichen Abschalt­ vorgang wird also nicht nur Wasser, sondern im vorderen Leitungsbereich auch Luft in die Leitung eingesaugt. Vor allem, weil diese Luft im Regelfall aus der Luft um den Behandlungsort stammt, und damit hygienisch problematisch sein kann, wurde in der DE-OS 35 45 496 vorgeschlagen, zwischen dem Handstück, in dem nur kurze flexible Leitungen verlegt sind, und den flexib­ len Schlauchleitungen vom Handstück zur Rücksaugung, ein Rückschlagventil anzuordnen. Die Rücksaugung be­ schränkt sich dann auf das Volumen, das durch die Nachgiebigkeit der flexiblen Schläuche anfällt.

Aus diesem Stand der Technik ist also eine Absperrung der Wasserleitung gegen das Eindringen von Keimen bekannt. Diese Absperrung hat aber den Nachteil, daß sie zusätzlich ein Bauteil benötigt, das Rückschlag­ ventil, daß die Absperrung von der Wasser-Austritts­ öffnung und damit von der potentiellen Eintrittsöff­ nung für Keime entfernt liegt, daß das Nachtropfen aus im Handstück etwa verlegten flexiblen Leitungen nicht verhindert werden kann, und daß durch das Federglied in dem Rückschlagventil zusätzliche schwingungsfähige Elemente die Flüssigkeitssäule beaufschlagen. Da die Feder des Rückschlagventils u.a. gegen die Elastizität der flexiblen Schläuche arbeitet, kann sich beim Schließen des Rückschlagventils eine Druckwelle bilden und bis zum Absperrventil in der Rücksaugung fort­ pflanzen.

Dieses Absperrventil ist mit einem gewissen Leerhub angesteuert und kann daher durch eine Druckwelle ange­ hoben werden. Der Rücksaugeffekt der Rücksaugvorrich­ tung ginge damit verloren.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Ver­ fahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei dem ohne zusätzliche Bau­ teile das Eindringen von Keimen in die Kühlflüssig­ keitsleitung verhindert wird und gleichzeitig die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gasstrom aus der Gasleitung beim Abschalten des Kühlmittelge­ misches mit gleichbleibendem Druck ohne Unterbrechung über eine festgelegte Zeitspanne aufrechterhalten wird, und dadurch, daß in der Leitung zwischen Gas­ leitung und gasseitiger Kammer der Rücksaugvorrichtung ein Drei-Wege-Ventil angeordnet ist, in dem ein Weg die gasseitige Kammer der Rücksaugvorrichtung mit der Atmosphäre verbindet.

Damit wird bereits an der Austrittsöffnung der Kühl­ flüssigkeitsleitung eine Maßnahme zum Schutz gegen eindringende Keime getroffen, nicht erst im weiteren Verlauf der Leitung.

Durch die angegebene Maßnahme wird erreicht, daß die Glocke leicht erhöhten Drucks, die durch das Versprü­ hen des Kühlmittelgemisches am Werkzeugkopf des Hand­ stückes entsteht, beim Abschalten des Kühlmittelgemi­ sches nicht sofort zusammenbricht.

Durch einen plötzlichen Druckabbau können Luftverun­ reinigungen aus dem Mundraum des Patienten in den Bereich der Kühlflüssigkeitsaustrittsöffnungen ge­ schleudert werden. Sie können damit beim Rücksaugvor­ gang in die Leitung eingesaugt werden. Der Flüssig­ keitsanteil am Kühlmittelgemisch liefert auf Grund seines geringen Volumens nur einen unbedeutenden Bei­ trag zu der Glocke erhöhten Drucks. Seine Abschaltung hat also auf die Druckverhältnisse kaum Einfluß. Durch das angegebene Verfahren steht am Werkzeugkopf, wo während der Rücksaugung Luft angesaugt wird, frisch durch die Gasleitung herantransportiertes Gas (z.B. Luft) an, das anstelle von Luft aus dem Mundraum des Patienten angesaugt wird. Die Austrittsöffnung wird gegenüber der Luft aus dem Mundraum des Patienten verschlossen.

Zusätzliche Absperrmittel sind dazu nicht nötig. Es sind auch keine mechanischen Absperrmittel notwen­ dig, die jeweils den Nachteil haben, daß eine reine Seite des Absperrmittels sich einstellt und eine unreine Seite. Es ist prinzipiell nicht problemlos, diese Seiten unter allen Umständen getrennt zu halten. Andere Absperrmittel in der Leitung können eingespart werden.

Durch die unabhängige Entlüftung der Rücksaugvorrich­ tung entsteht ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, die baulich noch weiter vereinfacht ist. Ein Rückschlag­ ventil in der Gasleitung und eine Blasluftleitung ist nicht mehr notwendig. Die angegebene Anordnung ist auch für die Bereitstellung von Blasluft einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Medien-Schaltplan für ein zahnärztliches Handstück.

Fig. 2 zeigt einen veränderten Medien-Schaltplan für ein zahnärztliches Handstück.

In Fig. 1 ist mit (1) ein zahnärztliches Handstück bezeichnet. Es besitzt einen Werkzeugkopf (2) an dem ein Kühlmittelgemisch (3) austritt. Zur Herstellung des Gemisches (3) wird in getrennten Leitungen Gas (4) und Flüssigkeit (5) hervorgeführt. In der zahnärztli­ chen Praxis werden als Kühlmedien häufig Luft und Wasser eingesetzt. In der Wasserleitung (5) ist eine Rücksaugvorrichtung (6) angeordnet. Sie besitzt eine luftseitige Kammer (7) und eine wasserseitige Kammer (8) zwischen denen eine flexible Membran (9) angeord­ net ist. Über einen Stößel (10) betätigt die Membran (9) ein Einlaßventil (11) durch das Wasser aus der Leitung (5) in die Wasserseitige Kammer (8) der Rück­ saugvorrichtung eintreten kann und von dort ungehin­ dert weiter zum Handstück (1) strömen kann. Das von der Membran (9) über den Stößel (10) betätigbare Ven­ til (11) ist also das Schaltorgan für die Kühlflüssig­ keit am Handstück.

Die Luftleitung (4) teilt sich für Schaltungszwecke in eine sogenannte Blasluftleitung und in eine Kühl­ luftleitung (13), bevor sie wieder vereinigt zum Hand­ stück (1) geführt wird.

In der Blasluftleitung (12) ist ein einfaches Zwei- Wege-Ventil (14) angeordnet. Es ist geschlossen ge­ zeichnet. Auf Durchgang geschaltet, läßt dieses Ventil Luft zum Handstück (1) durch, beispielsweise um mit einem Luftstrahl Bohrspäne auszublasen.

Die Kühlluftleitung (13) zeichnet sich dadurch aus, daß von ihr aus eine Verbindungsleitung (15) zur luftseitigen Kammer (7) der Rücksaugvorrichtung (6) gelegt ist. Sobald die Kühlluftleitung (13) in Betrieb ist und die Verbindungsleitung (15) Druck überträgt, bewegt sich die Membran (9), da der Luftdruck in zahnärztlichen Versorgungsleitungen üblicherweise deutlich höher gehalten wird, als der Wasserdruck. Die Membran (9) wird also auf die Wasserseite (8) gedrückt und der Stößel (10) betätigt das Ventil (11). Der Luftdruck aus der Kühlmittelleitung (13) betätigt also das Schaltorgan (11) für die Kühlflüssigkeit (5). Wenn der Druck in der Kühlluftleitung (13) nachläßt, geht auch die Membran (9) federunterstützt wieder in ihre Ausgangslage zurück. Dabei schließt sich auch das Ventil (11) wieder und die Kühlflüssigkeit (5) ist abgesperrt. Der Stößel (10) zwischen Membran (9) und Ventil (11) ist mit einem Überhub ausgebildet, sodaß die Membran (9) noch weiter zurückwandert, wenn das Ventil (11) schon geschlossen ist. Die dabei stattfin­ dende Volumenänderung in der wasserseitigen Kammer (8) der Rücksaugvorrichtung (6) saugt Wasser aus der Kühl­ flüssigkeitsleitung (5) zwischen der Rücksaugvor­ richtung (6) und dem Handstück (1) zurück. Nachtropfen von Kühlflüssigkeit am Werkzeugkopf (2) des Handstücks (1) wird damit vermieden.

Die Luft in der Kühlluftleitung (13) wird durch das Kühlluftventil (16) geschaltet. Das Kühlluftventil (16) ist als Drei-Wege-Ventil ausgebildet. In Durch­ gangsstellung verbindet es die Versorgungsleitung für Luft mit dem Handstück (1). Damit steht auch die Verbindungsleitung (15) unter Druck, und das Wasser­ ventil (11) wird ebenfalls geöffnet. In der anderen Stellung des Drei-Wege-Ventils (16), die auch in der Fig. 1 wiedergegeben ist, hält das Ventil (16) die Versorgungsleitung (4, 13) geschlossen, während die hinter dem Ventil liegenden Leitungsteile zur Atmos­ phäre geöffnet werden. In dieser Stellung des Ventils (16) kann also die luftseitige Kammer (7) der Rück­ saugvorrichtung (6) über die Verbindungsleitung (15) und das Ventil (16) zur Atmosphäre entlüften.

Die Luftzufuhr zum Handstück (1) ist dabei unterbro­ chen, ebenso ist über die Verbindungsleitung (15) das Wasserventil (11) geschlossen.

Damit nun nicht das Wasserventil (11) durch den Druck in der Luftleitung (4, 12, 13) wieder geöffnet wird, wenn das Blasluftventil (14) geschaltet wird, ist in der Kühlluftleitung (13) ein Rückschlagventil (17) angeordnet.

Um den Luftstrom am Werkzeugkopf (2) beim Abschalten des Kühlmittelgemisches (3) aufrecht zu erhalten, muß bei dieser Anordnung das Blasluftventil (14) auf Durchgang geschaltet werden, bevor der Druck in der Luftleitung (4) nachläßt.

In Fig. 2 ist eine andere Schaltungsanordnung gezeigt, um das Kühlmittelgemisch (3) am Handstück (1) zu er­ zeugen. Auch hier ist in der Flüssigkeitsleitung (5) eine Rücksaugvorrichtung (6) angeordnet.

In der Gas- bzw. Luftleitung (4) ist ein Zwei-Wege­ Ventil (18) angeordnet. Auf Durchgang geschaltet, öffnet dieses Ventil die Luftversorgung bis zum Werk­ zeugkopf (2) des Handstücks (1).

Die luftseitige Kammer (7) der Rücksaugvorrichtung (6) wird aber nur dann mit Druck aus der Luftleitung (4) beaufschlagt, wenn das in der Verbindungsleitung (15) angeordnete Drei-Wege-Ventil (19) in Durchgangs­ stellung steht. In dieser Stellung des Drei-Wege­ Ventils (19) wird also gleichzeitig mit der Luftver­ sorgung auch die Wasserversorgung geschaltet und das Kühlmittelgemisch (3) wird erzeugt.

In der anderen Stellung des Drei-Wege-Ventils (19) wird die Verbindungsleitung (15) zur Atmosphäre hin geöffnet. In dieser anderen Stellung des Drei-Wege­ Ventils (19) kann also die luftseitige Kammer (7) der Rücksaugvorrichtung (6) entlüften, das Wasserventil (11) wird dabei unabhängig vom Druck in der Luftleitung (4) geschlossen.

Das Zwei-Wege-Ventil (18) in der Luftleitung (4) schaltet in dieser Anordnung daher je nach Stellung des Drei-Wege-Ventils (19) entweder Luft ohne Wasser, oder aber Luft und Wasser gleichzeitig, um am Hand­ stück (1) das Kühlmittelgemisch (3) zu erzeugen.

Um den Luftstrom am Werkzeugkopf (2) beim Abschalten des Kühlmittelgemisches (3) aufrecht zu erhalten, muß bei dieser Anordnung das Zwei-Wege-Ventil (18) in der Luftleitung (4) auf Durchgang geschaltet bleiben, während das Drei-Wege-Ventil (19) in der Verbindungs­ leitung (15) auf Entlüftung geschaltet werden muß.

Claims (5)

1. Verfahren zum Schutz der Kühlflüssigkeitsleitung in einer zahnärztlichen Handstückanordnung gegen das Eindringen von Keimen, bei dem am Werkzeugkopf des Handstückes durch Zusammenführen einer Flüssigkeit und eines Gases ein Kühlmittelgemisch erzeugt wird, wobei die Flüssigkeit und das Gas unter Druck in getrennten Leitungen herangeführt werden und bei dem in der Flüssigkeitsleitung eine Rücksaugvorrichtung angeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom aus der Gasleitung (4) beim Abschalten des Kühlmittelge­ misches (3) mit gleichbleibendem Druck ohne Unter­ brechung über eine festgelegte Zeitspanne aufrechter­ halten wird.

2. Verfahren zum Schutz der Kühlflüssigkeitsleitung nach Anspruch 1, wobei parallel zur Gasleitung eine Blasluftleitung geschaltet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Aufrechterhaltung des Gastromes beim Abschalten des Kühlmittelgemisches (3), Gas aus der Blasluftleitung (12) benutzt wird.

3. Verfahren zum Schutz der Kühlflüssigkeitsleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom solange aufrecht erhalten wird, bis der Rücksaugvorgang in der Rücksaugvorrichtung (6) abge­ schlossen ist.

4. Verfahren zum Schutz der Kühlflüssigkeitsleitung nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Rücksaugvorrichtung in eine gasseitige Kammer und in eine flüssigkeits­ seitige Kammer aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gasseitige Kammer (7) der Rücksaugvorrichtung (6) unabhängig vom Druck in der Gasleitung (4) drucklos gemacht wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 3 oder 4, wobei die Rücksaugvorrichtung (6) eine gasseitige und eine flüssigkeitsseitige Kammer aufweist und wobei die Gasleitung und die gasseitige Kammer der Rücksaugvorrichtung mit einer Leitung ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (15) zwischen Gasleitung (4) und gasseitiger Kammer (7) der Rücksaugvorrichtung (6) ein Drei-Wege­ Ventil (19) angeordnet ist, in dem ein Weg die gassei­ tige Kammer (7) mit der Atmosphäre verbindet.