DE60310405T2 - Fussschalter - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet chirurgischer Konsolen und speziell Fußschalter, welche zur Steuerung mikrochirurgischer Konsolen verwendet werden.
  • Während einer moderner Chirurgie, speziell einer Augenchirurgie, verwendet der Chirurg eine Vielfalt von pneumatisch und elektronisch betriebenen mikrochirurgischen Handstücken. Die Handstücke werden durch eine Mikroprozessor-betriebene chirurgische Konsole betätigt, welche von dem Chirurgen oder einem Assistenten Eingaben über eine Vielzahl von Peripheriegeräten, einschließlich Fußschaltern, erhält. Fußschalter gemäß dem Stand der Technik sind in den US-Patenten 4,837,857 (Scheller et al.), 4,965,417 (Massie), 4,983,901 (Lehmer), 5,091,656 (Gahn), 5,268,624 (Zanger), 5,554,894 (Sepielli), 5,580,347 (Reimels), 5,635,777 (Telymonde et al.), 5,787,760 (Thorlakson), 5,983,749 (Holtorf) und 6,179,829 B1 (Bisch et al.) und den Offenlegungsschriften der internationalen Patentanmeldungen WO 98/08442 (Bisch et al.), WO 00/12037 (Chen) und WO 02/01310 (Chen) offenbart, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Diese Patente konzentrieren sich hauptsächlich auf funktionale Attribute der Fußschalter, nicht jedoch auf die Ergonomie der Fußschalter.
  • Demnach besteht weiterhin ein Bedarf nach einem ergonomisch verbesserten Fußschalter.
  • US 2001 020401-A1 offenbart ein Doppelpositionsfußpedal, welches eine Basis und eine Pedalanordnung umfaßt, die einen Zugang für einen Zeh und die Sohle des Benutzers zur Manipulierung des Pedals ermöglicht. Ein Wechseln zwischen den zwei Pedalpositionen wird durch Drehen des Pedals erzielt. In dieser Weise kombiniert das Fußpedal die Funktionalität zweier gewöhnlicher chirurgischer Fußpedalarten in einem Pedal.
  • Kurze Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten Fußschalter gemäß dem nachfolgenden Anspruch 1 bereit. Die Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und abhängigen Ansprüche ersichtlich werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht des chirurgischen Fußschalters der vorliegenden Erfindung.
  • 2A-2C sind vergrößerte Draufsichten des Fußschalters der vorliegenden Erfindung, welche die Verstellbarkeit der Seitenschalter darstellen.
  • 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des chirurgischen Schalters, welche den Aufbau der Seitenschalter darstellt.
  • 4A-4B sind Draufsichten der mit dem Fußschalter der vorliegenden Erfindung verwendbaren Seitenschalter von unten, welche die Betätigung des Drehsperrmechanismus darstellen.
  • 5 ist eine Draufsicht des Fußschalters der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist eine Explosionszeichnung des Aufbaus des Schiebeverstellmechanismus der Fersenschale, welcher mit dem Fußschalter der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
  • 7A-7B sind Draufsichten der mit dem Fußschalter der vorliegenden Erfindung verwendbaren Fersenschale, welche die Betätigung des verschiebbaren Fersenschalenverstellmechanismus darstellen.
  • 8 ist eine Draufsicht des Fußschalters der vorliegenden Erfindung ähnlich zu 6, die die Drehbetätigung der Tretvorrichtung darstellt.
  • 9A-9B sind Draufsichten der Tretschalter von unten, welche mit dem Fußschalter der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
  • 10 ist eine seitliche partielle Querschnittsansicht des Fußschalters der vorliegenden Erfindung, welche die Lage des Drehpunkts (pivot point) der Tretvorrichtung bezüglich des Knöchels des Benutzers darstellt.
  • 11A-11B sind seitliche Draufsichten des Fußschalters der vorliegenden Erfindung, welche die Funktionsweise der Drehsperre der Tretvorrichtung darstellen.
  • 12 ist eine Draufsicht des Fußschalters der vorliegenden Erfindung ähnlich zu den 6 und 8, welche die Drehbetätigung der Fersenschale darstellt.
  • 13 ist eine Explosionszeichnung des Aufbaus des Fersenschalendrehmechanismus.
  • 14 ist eine Draufsicht des Fußschalters der vorliegenden Erfindung von unten.
  • 15A-15C sind Querschnittsansichten des Fußschalters der vorliegenden Erfindung, welche die Funktionsweise der der Gravitation entgegenwirkenden Federkolbenfüße darstellen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Wie am besten aus 1 zu erkennen ist, umfaßt der Schalter 10 der vorliegenden Erfindung allgemein eine Basis 12, eine Tretvorrichtung 14 mit einer Fersenschale 16 und Seiten- oder Flügelschalter 18, von denen alle aus einem geeigneten Material, beispielsweise Edelstahl, Titan oder Kunststoff, hergestellt sein können. Die Basis 12 kann schützende Dämpfer 20, hergestellt aus einem relativ weichen elastischen (elastomeric) Material, umfassen. Wie am besten aus den 2A-2C, 3 und 4A-4B zu erkennen ist, können die Seitenschalter 18 nach innen (2B) oder nach außen (2C) verstellt werden, um den Abstand zwischen den Schaltern 18 zu vergrößern oder zu verringern und sich an Variationen in der Breite des Fußes 100 des Benutzers anzupassen. Ein solches Verstellen wird erzielt durch Drücken auf Sperrknöpfe 22, wodurch bewirkt wird, daß der Haltestift 24 an der Basis 12 aus den Feststellvorrichtungen 26 in den Schaltern 18 gelöst wird, und Drehen um Stifte 28 in den sich an der Basis 12 befindlichen Löchern 30. Wenn die Knöpfe 22 gelöst werden, drücken die Federn 32 die Feststellvorrichtungen 26 gegen den Haltestift 24, wodurch die Schalter 18 in einer gesperrten Position gehalten werden. Die relative Position der Schalter 18 kann visuell mit Hilfe von Schalterpositionsanzeigern 34 bestimmt werden, wie es am besten aus den 2B und 2C ersichtlich ist.
  • Wie es am besten aus den 5, 6 und 7A-7B ersichtlich ist, kann die Länge der Tretvorrichtung 14 durch eine Längsbewegung der Fersenschale 16 verstellt werden. Wie es am besten aus 6 zu erkennen ist, ist die Tretvorrichtung 14 an der Tretvorrichtungsbasis 36 mittels eines Axiallagers 38 angebracht, wodurch es der Tretvorrichtung 14 ermöglicht wird, um die Achse 40 zu schwenken. Das Fersenschalengleitstück 42 ist auf der Tretvorrichtung 14 aufgenommen und umfaßt einen Sperrhebel 44, der an dem Fersenschalengleitstück 42 mittels der Halter 46 gehalten ist. Die Haltestifte 48 werden in dem Sperrhebel 44 durch Schaffe 50 gehalten. Die Haltestifte 48 werden durch Federn 54, welche gegen den Halter 56 der Haltestifte drücken, in die Haltestiftlöcher 52 in der Tretvorrichtung 14 gedrückt. Auf diese Weise zieht ein Drücken auf den Sperrhebel 44 die Haltestifte 48 aus den Haltestiftlöchern 52 und ermöglicht dem Fersenschalengleitstück 42, in Längsrichtung entlang den Schlitzen 58 in der Tretvorrichtung zu gleiten, wie es in den 7A-7B dargestellt ist. Die relative Position der Fersenschale 16 relativ zu der Tretvorrichtung 14 kann mittels Anzeigern 60 visuell angezeigt werden. Ferner kann die Tretvorrichtung 14 einen erhabenen Bezugspunkt 62 umfassen, welcher die Mitte der Tretvorrichtung 14 anzeigt.
  • Die vorstehend beschriebenen Breiten- und Längenanpassungen ermöglichen bevorzugt ein derartiges Einstellen des Fußschalters 10, daß eine Fußbreite und -länge vom 5. Perzentil weiblich bis zum 95. Perzentil männlich aufgenommen werden kann. Wie es am besten aus 10 zu erkennen ist, ist die Knöcheldrehachse 65 des Fußes 100 hinter der Drehachse 68 der Tretvorrichtung 14 für alle drei Tretvorrichtungslängen angeordnet.
  • Wie es am besten aus den 8 und 9A-9B zu erkennen ist, kann die Tretvorrichtung 14 um das Axiallager 38 in die eine oder die entgegengesetzte Richtung drehen, um an der Tretvorrichtungsbasis 36 angeordnete linke und rechte Schalter 64 zu betätigen. Im Anschluß an eine Drehung sorgen Rückholfedern 66 für ein automatisches Zentrieren der Tretvorrichtung 14. Wie es am besten aus den 11A und 11B zu erkennen ist, umfaßt die Tretvorrichtungsbasis 36 einen Fixierstift 70, welcher in ein Loch 72 in der Basis 12 paßt, wenn die Tretvorrichtung 14 in der nicht verschwenkten Ausgangsposition ist. Eine solche Konstruktion verhindert ein Drehen der Tretvorrichtung 14 zu den Aktivierungsschalter 64, wenn die Tretvorrichtung in der nicht verschwenkten Ausgangsposition ist (11A), ermöglicht aber ein Drehen der Tretvorrichtung 14, wenn die Tretvorrichtung 14 heruntergedrückt oder verschwenkt ist (11B).
  • Wie in den 12 und 13 gezeigt ist, ist die Fersenschale 16 an dem Fersenschalengleitstück 42 mittels eines Axiallagers 74, einer Ausrichtungskappe 76 und Schrauben 82 angebracht. Eine solche Konstruktion ermöglicht das Drehen der Fersenschale 16 unabhängig von einem Drehen der Tretvorrichtung 14 (wie in den 8 und 9A-9B gezeigt) und ermöglicht das Betätigen der Seitenschalter 18, wenn die Tretvorrichtung in der Ausgangs- und hinsichtlich der Drehung gesperrten Position ist (11A). Der Rückholhebel 78, angebracht an der Fersenschale 16, wirkt den Rückholfedern 80 entgegen, um für ein automatisches Zentrieren der Fersenschale 16 in der Ausgangsposition zu sorgen.
  • Wie in den 14 und 15A-15C gezeigt ist, ist der Boden 85 der Basis 12 bevorzugt von einem Polymermaterial 84 mit relativ hoher Reibung (beispielsweise VERSAFLEX®TPE) bedeckt und umfaßt mehrere zurückziehbare, der Gravitation entgegenwirkende gefederte Kolbenfüße 86, hergestellt aus einem Polymermaterial mit niedriger Reibung (beispielsweise DELRIN® Acetalharz). Wie in den 15A und 15B gezeigt ist, stehen die gefederten Kolben 86 derart über den Boden 84 um eine kurze Länge D, beispielsweise 0,10 cm (0,04 inch), hervor, daß sie den Fußboden berühren und ein leichtes Gleiten des Fußschalters 10 auf den Kolbenspitzen 88 mit relativ geringer Reibung ermöglichen, wenn kein Gewicht auf den Fußschalter gelegt wird. Wie in 15C gezeigt ist, ziehen sich die Kolben 86 zurück und der Boden 84 mit hoher Reibung berührt den Fußboden, wenn Gewicht auf den Fußschalter 10 gelegt wird, wodurch es erschwert wird, den Fußschalter 10 während der Verwendung zu verschieben.
  • Obwohl nicht beabsichtigt ist, die vorliegende Erfindung auf einen Parametersatz oder Beziehungen zu beschränken, sind die Kolben typischerweise aus einem Material hergestellt, welches einen Reibungskoeffizienten von 0,3 oder weniger gegen einen Standardkunststoffplattenfußboden (vinyl tile floor) aufweist, und der Überzug (overmold) wird aus einem Elastomermaterial mit einem Reibungskoeffizienten von 1,0 oder größer gebildet. Der Überzug weist typischerweise einen mindestens fünfmal so großen Reibungskoeffizienten wie die Kolben auf. In einer beispielhaften nicht beschränkenden Ausführungsform ist der Reibungskoeffizienten der DelrinTM-Kolben 0,12 und der Reibungskoeffizienten des Bodenüberzugs ist 1,59.
  • Diese Beschreibung wird zu Zwecken der Darstellung und Erklärung gegeben. Es wird dem jeweiligen Fachmann ersichtlich sein, daß Modifikationen an der hier beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne deren Umfang zu verlassen.

Claims (10)

  1. Chirurgischer Fußschalter, welcher umfaßt: a) eine Basis (12), welche einen Boden (85) aufweist; b) eine Tretvorrichtung (14), welche an der Basis angebracht ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Fußschalter ferner umfaßt: c) mehrere Kolben (86), die zurückziehbar in der Basis angebracht sind; und d) ein Material mit relativ hoher Reibung (84), das an dem Boden der Basis angebracht ist, wobei sich die Kolben in der Basis zurückziehen, wenn Gewicht auf den Fußschalter gelegt wird, und sich von der Basis und dem Material mit relativ hoher Reibung nach außen erstrecken, wenn kein Gewicht auf den Fußschalter gelegt wird.
  2. Fußschalter nach Anspruch 1, wobei die Kolben aus einem Material mit relativ geringer Reibung hergestellt sind.
  3. Fußschalter nach Anspruch 1 oder 2, welcher ferner ein Paar Seitenschalter (18) umfaßt, die drehbar an der Basis zu beiden Seiten der Tretvorrichtung angebracht sind, wobei die Seitenschalter relativ zu der Tretvorrichtung verstellbar sind, um den Abstand zwischen den Seitenschaltern zu vergrößern oder zu verkleinern.
  4. Fußschalter nach Anspruch 3, wobei die Seitenschalter 18 von einem in die Basis eingepaßten Haltestift (24) gesichert sind, welcher in Feststellvorrichtungen (26) in den Seitenschaltern gehalten ist.
  5. Fußschalter nach Anspruch 1, wobei die Position der Seitenschalter (18) von Schalterpositionsanzeigern (34) visuell angezeigt wird.
  6. Fußschalter nach Anspruch 1, welcher ferner eine Fersenschale (16) umfaßt, die verschiebbar an der Tretvorrichtung gehalten ist, um eine Länge der Tretvorrichtung verstellbar zu vergrößern oder zu verkleinern.
  7. Fußschalter nach Anspruch 6, wobei die Fersenschale von mehreren, an der Fersenschale angebrachten Haltestiften (48), die in Haltelöcher (52) in der Tretvorrichtung passen, daran gehindert wird, sich zu verschieben.
  8. Fußschalter nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Position der Fersenschale von Positionsanzeigern (60) visuell angezeigt wird.
  9. Fußschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tretvorrichtung einen erhabenen Bezugspunkt (62) umfaßt, um beim Zentrieren eines Fußes auf der Tretvorrichtung behilflich zu sein.
  10. Fußschalter nach Anspruch 4, wobei die Seitenschalter oder die Fersenschale so gleitend verstellbar sind, daß der Fußschalter im Einsatz eine Fußlänge vom 5. Perzentil weiblich bis zum 95. Perzentil männlich aufnehmen kann.
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