DE60105731T2

DE60105731T2 - Elektrische Steckverbindung für ein Handstück

Info

Publication number: DE60105731T2
Application number: DE60105731T
Authority: DE
Inventors: Richard M. Harper; Robert P. Gill; William T. Donofrio
Original assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Current assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2021-10-20
Also published as: AU8144501A; AU784537B2; DE60105731D1; EP1201188B1; CA2359725A1; CA2359725C; ES2227075T3; EP1201188A1; JP2002280119A; US6338657B1

Description

Fachgbiet
Diese Erfindung betrifft chirurgische Ultraschallsysteme und spezieller einen Kundenwunsch-Handgerät-Steckverbinder zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem chirurgischen Instrument und einer Stromversorgung, beispielsweise einem Generator, zur Stromversorgung des Handgerätes.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, daß elektrische Skalpelle und Laser als chirurgische Instrumente verwendet werden können, um eine Doppelfunktion zu erfüllen, nämlich die gleichzeitige Durchführung von Schnitten in weichem Gewebe und Blutstillung durch die Kauterisierung von Gewebe und Blutgefäßen. Bei solchen Instrumenten werden jedoch zur Durchführung der Koagulation sehr hohe Temperaturen angewandt, welche sowohl eine Verdampfung und Rauch als auch ein Verspritzen hervorrufen, wodurch die Gefahr der Ausbreitung von Infektionskrankheiten unter dem Personal im Operationsraum wächst. Weiterhin führt die Anwendung solcher Instrumente oft zu relativ großen Bereichen thermisch geschädigten Gewebes. Daher bevorzugt man die Anwendung von Instrumenten, welche diese Nachteile nicht aufweisen.
Das Schneiden und Kauterisieren von Gewebe mittels chirurgischer Messer, welche durch Ultraschall-Antriebsmechanismen mit hoher Geschwindigkeit in Schwingungen versetzt werden, sind ebenfalls wohlbekannt. Ein Bauteil dieses Typs von Systemen ist ein Ultraschallgenerator, welcher ein elektrisches Signal mit ganz bestimmten Werten von Spannung, Strom und Frequenz erzeugt. Der Generator ist durch ein Kabel mit einem Handgerät verbunden, welches piezokeramische Elemente enthält, die einen Ultraschallwandler bilden. Als Reaktion auf die Betätigung eines Schalter am Handgerät oder eines Fußschalters, der durch ein anderes Kabel mit dem Generator verbunden ist, wird das Generatorsignal am Wandler angelegt, so daß dessen Elemente in Longitudinalschwingungen versetzt werden. Eine Halterung verbindet den Wandler mit einem chirurgischen Messer, welches somit mit Ultraschallfrequenz schwingt, wenn das Generatorsignal am Wandler anliegt. Die Halterung ist so konstruiert, daß sie bei einer ausgewählten Frequenz in Resonanz gerät, wodurch die vom Wandler erzeugte Bewegung verstärkt wird. Eine Steckverbinder-Baugruppe dient dazu, das Handgerät elektrisch mit dem Generator zu verbinden, um den Wandler im Handgerät mit Energie zu versorgen und die erforderlichen mechanischen Schwingungen zu erzeugen. Typischerweise hat der verwendete Steckverbinder eine allgemeine Form, so daß eine Anzahl von Handgeräten verschiedener Hersteller zu einem bestimmten Generator eines bevorzugten Typs paßt. Der Steckverbinder weist oft eine Anzahl elektrischer Stifte auf, die einen elektrischen Kontakt zwischen dem Handgerät und einer passenden elektrischen Aufnahme, welche im Generator vorgesehen ist, herstellen. Die elektrischen Stifte sind in Abhängigkeit vom Anwendungsfall in verschiedenen Mustern angeordnet, und sehr oft haben die elektrischen Stifte sehr kleine Durchmesser und sind daher relativ zerbrechlich. Wenn man versucht, den Steckverbinder in eine entsprechende Aufnahme des Generators zu stecken, ohne daß die leitfähigen Stifte und die dazu passende Aufnahme exakt ausgerichtet sind, dann werden die elektrischen Stifte verbogen oder beschädigt.
Die meisten Typen medizinischer Steckverbinder und der dazu passenden Aufnahmen haben jeweils zwei Sätze elektrischer Stifte mit zwei unterschiedlichen Funktionen. Sie umfassen jeweils einen nicht isolierten Satz von Kontakten (Stifte/Kontakte), welche auf Erde bezogen sind sowie einen Patientensatz von Kontakten (Stifte/Aufnahmen). Der Satz Kontakte jeder der Gruppen ist durch ein Trennelement körperlich und elektrisch von der anderen Gruppe getrennt. Diese Trennung ergibt elektrische Sicherheit. Jedoch wird eine wirksame elektrische Trennung nicht erreicht, wenn der Steckverbinder nicht genau in der Aufnahme sitzt.
Das US-Patent Nr. 4.974.075 beschreibt einen elektrischen Steckverbinder zum elektrischen Verbinden einer Bildaufnahme-Einheit und eines Systems zur Bearbeitung der von dort gelieferten Signale. Die Signalkabel sind in Gruppen unterteilt, so daß sich Signale verschiedener Gruppen nicht wesentlich untereinander stören. Die Gruppen der Kabel sind durch Abschirmelemente abgeschirmt.
Es besteht daher ein Bedürfnis zur Schaffung eines Steckverbinders, welcher derart konstruiert ist, daß die Einsteckmöglichkeiten zwischen dem Generator und dem Handgerät begrenzt sind, so daß nur ein Handgerät eines bevorzugten Typs zum Generator-Anschluß genau ausgerichtet werden kann und dort paßt, um auf diese Weise eine optimale Leistung und ebensolche Ergebnisse zu erzielen.
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Steckverbinder geschaffen, der zum Einführen in eine komplementäre Aufnahme eingerichtet ist, um ein Instrument elektrisch mit einer Stromversorgung zu verbinden, wobei der Steckverbinder umfaßt: eine Außenhülse mit einem ersten Ende und einem entgegengesetzten zweiten Ende; eine Innenwand, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende quer durch die Außenhülse erstreckt und eine Vielzahl durchgehender erster und zweiter Öffnungen aufweist; eine Vielzahl erster elektrischer Leiter, welche sich durch die Vielzahl erster Öffnungen erstrecken, wobei die ersten elektrischen Leiter elektrisch mit dem Instrument verbunden sind; eine Vielzahl zweiter elektrischer Leiter, welche sich durch die Vielzahl zweiter Öffnungen erstrecken, wobei die zweiten elektrischen Leiter elektrisch mit dem Instrument verbunden sind und eine innerhalb der Außenhülse angeordnete Isolationsbarriere, welche sich zumindest entweder von einer ersten oder von einer zweiten Fläche der Innenwand aus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten elektrischen Leiter eine erste Länge und jeder der zweiten elektrischen Leiter eine zweite Länge hat, wobei die erste Länge größer ist als die zweite Länge und die Isolationsbarriere jeden der ersten elektrischen Leiter von jedem der zweiten elektrischen Leiter über die ganze Länge der zweiten elektrischen Leiter trennt, wobei ferner die ersten elektrischen Leiter isolierte Kontakte umfassen, welche dem Antrieb des Instrumentes dienen und die zweiten elektrischen Leiter nicht isolierte Kontakte umfassen, welche mit dem Erdpotential verglichen werden und dazu dienen, die Anwesenheit des paßfähig in der Aufnahme aufgenommenen Instrumentes festzustellen, indem die Anwesenheit des Instrumentes nicht festgestellt wird bis die kürzeren zweiten elektrischen Leiter in die Aufnahme eingeführt sind.
Das Instrument kann ein chirurgisches Handgerät sein. Vorzugsweise besteht das Handgerät aus einem Ultraschall-Schneidinstrument zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit bei chirurgischen Eingriffen, indem durch die Verwendung eines präzise gesteuerten Ultraschall-Schwingmessers oder -skalpells gleichzeitig das weiche Gewebe geschnitten sowie die kleinen und großen Blutgefäße kauterisiert werden. Die Stromversorgung kann aus einem Ultraschallgenerator bestehen, welcher derart konstruiert ist, daß er ein elektrisches Signal mit ganz bestimmten Werten von Spannung, Strom und Frequenz erzeugt. Das elektrische Generatorsignal wird an einen Wandler angelegt, der sich in dem Handgerät befindet, wodurch eine Longitudinalschwingung des Elementes im Handgerät bewirkt wird. Ganz speziell ist der Wandler über ein Element mit dem chirurgischen Messer verbunden, so daß dieses mit Ultraschallfrequenz schwingt, wenn das Generatorsignal am Wandler anliegt. Die Anordnung ist derart konstruiert, daß sie bei einer gewählten Frequenz in Resonanz gerät, so daß die vom Wandler angeregte Bewegung verstärkt wird.
Die Steckverbinder-Baugruppe nach der vorliegenden Erfindung kann auch ein erstes Element aufweisen, das an einem zum Handgerät entgegengesetzten Ende des Kabels angeschlossen ist. Das erste Element besteht aus einem teilweise hohlen Element zum Führen der Drähte des Kabels durch das erste Element sowie in den Steckverbinder, wenn dieser mit dem ersten Element dicht gekoppelt wird. Das erste Element hat eine Anzahl Merkmale, welche es dem Benutzer ermöglichen, dasselbe sicher zu ergreifen. An einem Ende trägt das erste Element eine elastische Einfassung mit einem eingeformten Hohlraum. Dieser Hohlraum ist dazu bestimmt, das zweite Ende des Steckverbinders aufzunehmen. Die elastische Einfassung legt sich dicht um den Steckverbinder, um die elektrischen Drähte des Kabels abzuschirmen.
Das erste Element kann auch einen elastischen Arm aufweisen, der sich von diesem aus erstreckt und das erste Element mit einer Endkappe verbindet. Die elastischen Eigenschaften des Armes ermöglichen eine Handhabung und ein Biegen der Endkappe, so daß diese zum ersten Ende des Steckverbinders ausgerichtet und in dieses eingesetzt werden kann. Die Endkappe ist an einem Ende mit Konturen versehen, so daß der Benutzer sie ergreifen kann, und das entgegengesetzte Ende der Endkappe weist einen elastischen Flansch auf. Der elastische Flansch ist derart bemessen, daß er in dem am ersten Ende des Steckverbinders ausgebildeten Hohlraum aufgenommen werden kann, um sicherzustellen, daß eine zusammengedrückte Abdichtung entsteht, wenn die Endkappe in den Steckverbinder eingesetzt wird. Diese Abdichtung ist ein fakultatives Merkmal, welches höchst erwünscht ist, da die chirurgischen Instrumente einschließlich Kabel und Steckverbinder-Baugruppe nach der vorliegenden Erfindung nach dem chirurgischen Eingriff typischerweise einem Reinigungsprozeß unterworfen werden, bei welchem eine Reinigungslösung als Bad für die Instrumente verwendet wird. Diese Reinigungslösung wirkt oft korrodierend und kann innere Bauteile des Steckverbinders beschädigen, wenn sie ihr wiederholt ausgesetzt werden. Vorteilhafterweise sind das erste Element mit dem elastischen Arm und der Endkappe aus einem Stück geformt und zwar vorzugsweise aus geeigneten Kunststoffmaterialien, welche die für den normalen Gebrauch erforderliche Elastizität und Festigkeit aufweisen.
Der Steckverbinder besteht vorzugsweise aus einem starren Kunststoffteil, welches am ersten Ende die Drähte des elektrischen Kabels aufnimmt. Der Steckverbinder hat eine Außenhülse und weist eine Innenwand auf, die im Steckverbinder angeordnet ist. Die Innen wand erstreckt sich in der Außenhülse und ist dazu bestimmt, den Steckverbinder in einen ersten Hohlraum, der sich zum ersten Ende hin erstreckt, und einen zweiten Hohlraum, der sich zum zweiten Ende hin erstreckt, zu unterteilen. Vorzugsweise durchquert die Innenwand die Außenhülse, so daß sie im wesentlichen senkrecht zur Innenfläche der Außenhülse verläuft. Die Innenwand hat eine Vielzahl erster Öffnungen, welche durch sie hindurch geformt sind, um erste elektrische Leiter (erste Stifte) aufzunehmen, sowie eine Vielzahl zweiter Öffnungen, welche durch sie hindurch geformt sind, um zweite elektrische Leiter (zweite Stifte) aufzunehmen. Die genaue Anzahl und Anordnung der ersten und zweiten Öffnungen wird in Abhängigkeit vom speziellen Anwendungsfall variieren. Die elektrischen Leiter haben eine solche Länge, daß sich ein Teil eines jeden Leiters in den ersten und den zweite Hohlraum hinein erstreckt.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Steckverbinder eine Isolationsbarriere auf welche vorzugsweise in andere Teile des Steckverbinders integriert ist. Die Isolationsbarriere besteht aus einem Element, das an beiden Flächen der Innenwand angeformt ist, so daß ein erster Abschnitt der Isolationsbarriere im ersten Hohlraum angeordnet ist und sich zum ersten Ende hin erstreckt. Ein zweiter Abschnitt der Isolationsbarriere ist im zweiten Hohlraum angeordnet und erstreckt sich zum zweiten Ende des Steckverbinders hin. Vorzugsweise verläuft die Isolationsbarriere im wesentlichen senkrecht zur Innenwand. Die Isolationsbarriere bildet eine isolierende Wand zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Schaltung, die vom Steckverbinder umschlossen sind. Spezieller erstreckt sich die Isolationsbarriere zwischen den Wänden der Außenhülle des Steckverbinders und dient dazu, die ersten leitfähigen Stifte von den zweiten leitfähigen Stiften zu trennen. Im zweiten Hohlraum sind die ersten und die zweiten leitfähigen Stifte typischerweise mit anderen elektrischen Vorrichtungen verbunden, beispielsweise mit einem EEPROM, und daher ist die Isolationsbarriere dazu bestimmt, diese elektrischen Vorrichtungen von einander zu trennen.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Steckverbinder ein Keilmerkmal auf, das auf der Außenfläche des Steckverbinders ausgebildet ist. Das Keilmerkmal ist eine langgestreckte, eingerückte ebene Fläche, welche auf der Außenfläche des Steckverbinders ausgebildet ist. Das Keilmerkmal richtet den Steckverbinder aus, so daß er nur in einer bestimmten Weise elektrisch in die paßfähige Aufnahme eingesteckt werden kann. Dadurch wird sichergestellt, daß die ersten und zweiten leitfähigen Stifte exakt in die elektrischen Aufnahmen eingepaßt werden. Dies schließt das Risiko aus, daß der Steckverbinder unrichtig und mit Gewalt in den Generator eingepaßt wird, was dazu führt, daß die leitfähigen Stifte beschädigt, d.h. verbogen werden. Die Isolationsbarriere ergibt auch eine eindeutige Schlüsselfunktion, indem die paßfähige Aufnahme der Isolationsbarriere entsprechen muß, wenn der Steckverbinder dort eingesteckt wird. Mit anderen Worten: Die paßfähige Aufnahme muß einen eingeformten Schlitz oder dergleichen aufweisen, um die Isolationsbarriere aufzunehmen.
Nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ergibt der vorliegende Steckverbinder eine verbesserte Trennung zwischen dem nicht isolierten Satz von Kontakten (Stift/Aufnahmen) und dem isolierten Satz von Kontakten (Stifte/Aufnahmen). Bei einer Ausführngsform geschieht dies durch Verminderung der Längen eines Satzes der elektrischen Stifte, nämlich, die nicht isolierten Stifte werden tiefer in den Steckverbinder versenkt, so daß die isolierten Stifte zuerst in die entsprechenden isolierten Aufnahmen eingepaßt werden. Infolge der elektrischen Anordnung des Steckverbinders wird solange kein elektrischer Strom an das Handgerät geliefert, bis die nicht isolierten Stifte in die entsprechenden nicht isolierten Aufnahmen eingepaßt werden. Dies erfordert, daß der Steckverbinder weiter in die Aufnahme hineingeschoben wird, und dies wiederum stellt sicher, daß eine ordnungsgemäße elektrische Verbindung hergestellt wird.
Der Steckverbinder nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein leichtes und bequemes Einpassen zwischen dem bevorzugten chirurgischen Schneidinstrument und dem zugehörigen bevorzugten Generator, welcher zum Gebrauch zusammen mit dem bevorzugten chirurgischen Schneidinstrument bestimmt ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der Generator zusammen mit demjenigen Handgerät verwendet wird, das dafür vorgesehen ist, wodurch sich eine bevorzugte paßfähige Anordnung ergibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorgenannten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung sowie aus den Zeichnungen einer beispielhaften Ausführungsform noch deutlicher werden, wobei die Zeichnungen darstellen:
1 ist eine perspektivische Explosivdarstellung einer Steckverbinder-Baugruppe entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Steckverbinders entsprechend der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Stirnseitenansicht des Steckverbinders von 2 betrachtet aus der Richtung der Pfeile 3 – 3 von 2.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4 – 4 von 3 ohne darin angeordneten elektrischen Leitern.
5 ist eine andere Seitenansicht des Steckverbinders von 2, welche ein Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Schnitt des Steckverbinders von 2 mit einer Anzahl darin angeordneter elektrischer Leiter, wobei es sich nicht um einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt.
7 ist ein Schnitt eines Steckverbinders entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Zuerst wird auf 1 Bezug genommen, in welcher eine beispielhafte Steckverbinder-Baugruppe entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt und allgemein mit 10 gekennzeichnet ist. Die Baugruppe 10 weist ein Kabel 20 auf, welches an einem Ende mit einem chirurgischen Instrument 300 (teilweise dargestellt) und am anderen Ende 22 mit einem ersten Element verbunden ist, das allgemein mit 30 bezeichnet ist.
Das Element 30 seinerseits ist mit einem Steckverbinder 100 verbunden. Die Baugruppe 10, welche das Element 30 sowie den Steckverbinder 100 umfaßt, kann in eine Steckdose 402 eines Generators 400, vorzugsweise eines Ultraschallgenerators eingesteckt werden. Ein erstes Ende 32 des ersten Elementes 30 nimmt das Ende 22 des Kabels 20 auf und dient typischerweise auch als Gehäuse für andere elektrische Bauteile (nicht dargestellt), um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kabel 20 und einem Steckverbinder 100 entsprechend der vorliegenden Erfindung zu schaffen. Das erste Element 30 ist zumindest teilweise hohl, so daß das Kabel 20 zumindest teilweise hindurchpaßt, und es ermöglicht die Anordnung anderer elektrischer Bauelemente im ersten Element 30. Eine Außenfläche 31 des ersten Elementes 30 ist vorzugsweise so geformt, daß sie vertiefte Griffabschnitte 40 aufweist, welche vorzugsweise um 180° gegeneinander versetzt sind (in 1 ist nur einer dargestellt). Die vertieften Griffabschnitte 40 weisen vorzugsweise jeweils eine Anzahl erhabener Rippen 42 auf, welche eine Friktions-Griff-Fläche bilden.
Die vertieften Griffabschnitte 40 sind als Griffvertiefungen für den Benutzer gedacht, so daß dieser typischerweise einen Daumen im Kontakt mit einem der vertieften Griffabschnitte 40 sowie einen oder mehrere Finger im Kontakt mit dem anderen der vertieften Griffabschnitte 40 hat. Beispielsweise kann der Benutzer mehrere Finger auf einem Abschnitt gegenüber dem Daumen-Abschnitt 40 plazieren, wobei der Zeigefinger zur Achse des Elementes 30 ausgerichtet sein kann. Die Größen, d.h. die Längen der vertieften Griffabschnitte 40 können untereinander unterschiedlich sein. Beispielsweise kann einer der vertieften Griffabschnitte 40 vorzugsweise eine größere Länge als der andere vertiefte Griffabschnitt 40 haben. Bei der vorgesehenen Verwendung des Systems 10 wird der Benutzer den Zeigefinger im vertieften Griffabschnitt 40 mit der größeren Länge halten, da es diese größere Länge dem Zeigefinger erlaubt, daß er entlang eines wesentlichen Teiles der Länge des ersten Elementes 30 positioniert wird. Der Zeigefinger ergibt auf diese Weise eine Auflage nach Art des Rückgrates, und der Daumen legt sich bei einem solchen Greifvorgang an den kürzeren Griffabschnitt 40 an. Die vertieften Griffabschnitte 40 gestatten es dem Benutzer, das erste Element 30 zu erfassen und dasselbe zusammen mit dem dort angebrachten Kabel 20 in einfacher Weise zu handhaben.
Das dargestellte erste Element 30 hat eine allgemein abgeschrägte Form, wobei die Abschrägung zum ersten Ende 32 hin verläuft, wo das erste Ende 22 des Kabels 20 aufgenommen wird. Im allgemeinen hat das erste Element 30 eine Ringform mit der Ausnahme, daß die vertieften Griffabschnitte 40 konkav sind. Das erste Element 30 hat vorzugsweise ein elastisches Einfassungsteil 50, das am zweiten Ende 34, welches dem ersten Ende 32 gegenüberliegt, ausgebildet ist. Das elastische Einfassungsteil 50 ist derart konstruiert, daß es dicht mit dem Steckverbinder 100 zusammenpaßt, was später mit weiteren Details beschrieben werden wird. An der elastischen Einfassung 50 hat das erste Element 30 vorzugsweise ein größeres Innenvolumen, so daß diese elastische Einfassung 50 einen Teil des Endes 114 des Steckverbinders 100 in der Weise aufnimmt, daß der Steckverbinder 100 von der elastischen Einfassung 50 umschlossen wird. Mit anderen Worten: Es wird ein Hohlraum 53 geformt und von der elastischen Einfassung 50 begrenzt, welche aus einer dünnen Hülse von Material besteht, in welcher das Ende 114 des Steckverbinders 100 plaziert wird. Es dürfte einleuchten, daß die elastische Einfassung 50 vorzugsweise einen oder mehrere Haltemerkmale) (nicht dargestellt) aufweist, wie beispielsweise umlaufende Rippen, die auf einer Innenfläche 51 der elastischen Einfassung 50 ausgebildet sind. Diese Haltemerkmale passen mit komplementären Haltemerkmalen 122 zusammen, welche auf der Außenfläche des Steckverbinders 100 ausgebildet (2) und derart konstruiert sind, daß sich eine verbesserte Abdichtung zwischen dem ersten Element 30 und dem Steckverbinder 100 ergibt.
Das erste Element 30 weist ferner einen elastischen Arm 60 auf, der sich von der Außenfläche 31 des ersten Elementes 30 aus erstreckt, und aus Gründen der verbesserten Festigkeit ist er vorzugsweise zwischen den vertieften Griffabschnitten 40 und dem Hohlraum 53 der elastischen Einfassung 50 angeordnet. Der elastische Arm 60 dient zum Verbinden des ersten Elementes 30 mit einer Endkappe 70, welche zur Einpassung in das Ende 112 des Steckverbinders 100 bestimmt ist, wobei dieses Ende entgegengesetzt zum Ende 114 liegt, welches mit der elastischen Einfassung 50 gekoppelt ist (wie es in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist). Die Endkappe 70 hat ein erstes Ende 72 und ein zweites entgegengesetztes Ende 74, wobei der elastische Arm 60 mit der Endkappe 70 in der Nähe des ersten Endes 72 angebracht ist. Die Endkappe 70 weist einen Grundkörperabschnitt 76 mit einem Flansch 78 am ersten Ende 72 auf. Der Grundkörperabschnitt 76 hat eine Kontur, die vom Benutzer ergriffen wird, und weist daher zwei einander gegenüberliegende, vorzugsweise um 180° versetzte vertiefte Griffabschnitte 80 auf. Die Griffabschnitte 80 ähneln den Griffabschnitten 44, jedoch erstrecken sich die Griffabschnitte 80 vollständig bis zum zweiten Ende 74. Die Griffabschnitte 80 haben vorzugsweise auch eine untereinander identische Form und weisen ferner eine Anzahl erhabener Rippen 82 auf, um den Benutzer beim Ergreifen der Endkappe 70 zu unterstützen. Wiederum sind die Griffabschnitte 80 in der Kontur zur Aufnahme von Daumen und Zeigefinger (oder anderen Fingern des Benutzers) geformt.
Die Endkappe 70 ist vorzugsweise ein Massivkörper mit Ausnahme des Flansches 78, der sich als Ringflansch vom Massivkörper der Endkappe 70 aus erstreckt. Der Flansch 78 hat elastische Eigenschaften und weist an einem Ende eine Öffnung auf, so daß sich im Flansch 78 ein Hohlraum 79 ergibt. Der Flansch 78 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser, welcher ein wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Endes 112 des Steckverbinders 100, so daß der Flansch 78 im Steckverbinder 100 aufgenommen wird, wenn sich die Endkappe 70 an den Steckverbinder 100 anlegt, was später detailliert beschrieben werden wird. Die Endkappe 70 ist auch als Saugkappe bekannt und schützt die elektrischen Bauteile im Steckverbinder 100 während der Reinigungsprozesse nach dem chirurgischen Eingriff, indem sie dicht in den Steckverbinder 100 hineinpaßt. Daher ist die Endkappe 70 auch aus einem Material gefertigt, welches, eingesetzt in eine Vertiefung im Steckverbinder, eine Kompressionsdichtung bildet und die elektrischen Bauteile im Hohlraum schützt. Eine herkömmliche Saugkappe ist normalerweise vom Steckverbinder ge trennt und neigt dazu, Mühe und Schwierigkeiten zu verursachen. Die vorliegende Erfindung überwindet diese Mängel, indem die Saugkappe (die Endkappe 70) ein integraler Bestandteil der Steckverbinder-Baugruppe und kein separates Bauteil ist. Es dürfte verständlich sein, daß die Endkappe 70 ein fakultatives Merkmal der vorliegenden Erfindung ist.
Das erste Element 30 zusammen mit dem elastischen Arm 60 und der Endkappe 70 sind vorzugsweise aus Kunststoff geformt, beispielsweise aus Thermoplastwerkstoff. Spezieller ist das Kunststoffinaterial zur Formung dieser Teile vorzugsweise ein elastisches gummiartiges Material, und bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die Teile nach einem geeigneten Spritzgießverfahren unter Verwendung eines flüssigen Einspritzmaterials hergestellt. Die elastische Eigenschaft des erste Elementes 30 stellt sicher, daß dieses dicht in den Steckverbinder 100 eingepaßt werden kann. Der Arm 60 muß elastische Eigenschaften haben, so daß er leicht gebogen und derart gehandhabt werden kann, daß er zum Ende 112 des Steckverbinders 100 ausgerichtet und die Endkappe 70 dort eingeführt werden kann. Zusätzlich sollte auch die Einfassung 50 elastisch sein, so daß sie auf das andere Ende 114 des Steckverbinders 100 passend aufgesetzt werden kann, um eine Abdichtung zwischen der Einfassung und dem Steckverbinder 100 zu erzielen. Nach noch einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Endkappe 70 vorzugsweise aus dem gleichen Material geformt, wie es für das erste Element 30 verwendet wird.
Nun wird auf die 2 bis 5 Bezug genommen, in denen ein beispielhafter Handgeräte-Steckverbinder 100 dargestellt ist. Der Steckverbinder 100 wird von einer Außenhülse 110 mit einem ersten Ende 112 und einem entgegengesetzten zweiten Ende 114 gebildet. Sowohl des erste Ende 112 als auch das zweite Ende 114 sind zumindest teilweise offen und ermöglichen den Zugang zum Inneren 116 des Steckverbinders 100. Die Außenhülse 110 hat eine Innenfläche 118 und eine Außenfläche 120. Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Außenhülse 110 allgemein eine Ringform und somit ist auch das Innere 116 allgemein eine Ringkammer. Die Außenhülse 110 kann man sich allgemein unterteilt in drei Abschnitte vorstellen, nämlich einen ersten Abschnitt 130, einen zweiten Abschnitt 140 und einen dritten Abschnitt 150, wobei der zweite Abschnitt 140 zwischen dem ersten Abschnitt 130 und dem dritten Abschnitt 150 angeordnet ist. Der zweite Abschnitt 140 ist ein Zwischenabschnitt des Steckverbinders 100, wobei der erste Abschnitt 130 das erste Ende 112 und der dritte Abschnitt 150 das zweite Ende 114 aufweist.
Wie es später mit weiteren Details beschrieben werden wird, ist der Durchmesser des Steckverbinders 100 im zweiten Abschnitt 140 am größten und im dritten Abschnitt 150 am kleinsten. Der dritte Abschnitt 150 hat eine Anzahl von Arretierungselementen, welche es ermöglichen, daß das zweite Ende 114 des Steckverbinders 100 dicht in das erste Element 30 eingepaßt wird. Im einzelnen sind auf der Außenfläche 120 durch eine Vielzahl von Kanälen 124 zwischen diesen und von diesen begrenzt eine Vielzahl von Rippen 122 ausgebildet. Mit anderen Worten: Die Vielzahl der Kanäle 124 in Form von Kerben begrenzt eine Vielzahl von Rippen 122. Wegen der Ringform der Außenhülse 110 haben die Vielzahl der Kanäle 124 und der Rippen 122 ebenfalls Ringform. Die Vielzahl der Rippen 122 und die Vielzahl der Kanäle 124 ergeben Eingriffsflächen, welche mit komplementären Flächen und Elementen zusammenwirken, so daß sich zwischen dem dritten Abschnitt 150 und dem ersten Element 30 eine feste Passung ergibt. Spezieller greifen die Rippen (nicht dargestellt) an der Innenfläche 51 der elastischen Einfassung 50 in die Vielzahl der Kanäle 124 ein, um die elastische Einfassung 50 relativ zum Steckverbinder 100 zu positionieren und zu halten. Vorzugsweise liegt daher die elastische Einfassung an den oberen Flächen der Vielzahl der Rippen 122 in einer Weise an, welche eine Abdichtung bewirkt, wenn die elastische Einfassung 50 auf den Steckverbinder 100 aufgesetzt ist.
In der Nähe der innersten Rippe 122 des dritten Abschnittes 150 gegenüber dem zweiten Ende 114 ist eine erste Schulter 152 ausgebildet. Die erste Schulter 152 weist einen eingeformten Schulterkanal 154 auf. Wiederum sind wegen der Ringform der Außenhülse 110 auch die erste Schulter 152 und der Schulterkanal 154 (4) ringförmig. Die erste Schulter 154 wirkt vorzugsweise als eine Anschlagfläche zur Positionierung des Steckverbinders 100 relativ zur elastischen Einfassung 50, welche am zweiten Ende 114 befestigt ist, und der Schulterkanal 154 kann als Eingriffskanal zum Halten des Steckverbinders 100 und des ersten Elementes 30 dienen. Der Innendurchmesser des dritten Abschnittes 150 ist vorzugsweise gleichförmig mit der Ausnahme, daß die Innenfläche 118 des Steckverbinders 100 am zweiten Ende 114 ein wenig vertieft ist, wodurch der Innendurchmesser in diesem vertieften Abschnitt ein wenig größer ist. In der Nähe des zweiten Endes 114 ist eine zweite Schulter 156 ausgebildet und bildet eine Lippe 158. Die Lippe 158 hat eine abgeschrägte Kante 160, welche einen Teil des zweiten Endes 114 bildet. Die Lippe 158 ist in entsprechender Weise ringförmig und hat vorzugsweise einen Außendurchmesser, der größer ist als ein Außendurchmesser einer beliebigen Rippe aus der Vielzahl der Rippen 122. Die Lippe 158 kann daher als Haltelippe zum Halten des Steckverbinders 100 an Ort und Stelle dienen.
Der zweite Abschnitt 140 des Steckverbinders 100 weist eine Innenwand 142 auf, welche sich quer durch die Außenhülse 110 hindurch erstreckt. Die Innenwand 142 weist eine Vielzahl erster Öffnungen 144 sowie eine Vielzahl darin angebrachter zweiter Öffnungen 146 auf (siehe 3). Bei der dargestellten Ausführungsform haben sowohl die ersten als auch die zweiten Öffnungen 144 bzw. 147 einen runden Querschnitt. Die ersten und die zweiten Öffnungen 144 und 146 schaffen eine Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 130 und dem dritten Abschnitt 150 des Steckverbinders 100 (4). Mit anderen Worten: Das Innere 116 des Steckverbinders 100 ist durch die Innenwand 142 unterteilt, und dieses Innere 116 ist allgemein in einen ersten Innenhohlraum 117, der sich von der Innenwand 142 zum ersten Ende 112 erstreckt, und einen zweiten Innenhohlraum 119, der sich von der Innenwand 142 zum zweiten Ende 114 erstreckt, unterteilt. Die Innenwand 142 hat eine erste Fläche 143, welche dem ersten Ende 112 zugewandt ist, und eine zweite Fläche 145, welche dem zweiten Ende 114 zugewandt ist, wobei sich die ersten und zweiten Öffnungen 144 bzw. 146 von der ersten Fläche 143 zur zweiten Fläche 145 ganz durch die Innenwand 142 erstrecken.
Wie in 3 dargestellt, wird die spezielle Anordnung der ersten und zweiten Öffnungen 144 bzw. 146 vom gewünschten Anwendungsfall des Steckverbinders 100 abhängen. Allein zu Zwecken der Illustration weist der beispielhafte Steckverbinder 100 vier erste Öffnungen 144 auf, die allgemein in einem Rautenmuster angeordnet sind, sowie drei zweite Öffnungen 146, bei denen die mittlere zweite Öffnung 146 ein wenig zur Verbindungsachse der beiden anderen zweiten Öffnungen 146 versetzt ist. Der Fachmann wird verstehen, daß die Anzahl der ersten und zweiten Öffnungen 144 bzw. 146 und deren Anordnung nicht kritisch für die Realisierung der vorliegenden Erfindung ist und in starkem Maße von der genauen Konstruktion des Handgerätes und des komplementären Generators 400 abhängen wird.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Innenwand 142 eine Isolationsbarriere auf, welche allgemein mit 180 bezeichnet ist (4). Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Isolationsbarriere 180 tatsächlich einen Teil der Innenwand 142 und verläuft im wesentlichen senkrecht zur ersten und zweiten Fläche 143 bzw. 145 der Innenwand 142. Die Isolationsbarriere 180 hat einen ersten Abschnitt 182, der sich von der ersten Fläche 143 des Grundkörpers 142 nach außen erstreckt, sowie einen zweiten Abschnitt 184, welcher sich von der zweiten Fläche 145 des Grundkörpers 142 nach außen erstreckt. Wie es am besten in den 3 und 4 dargestellt ist, bildet die Isolationsbarriere 180 eine strukturelle Barriere zwischen der Vielzahl erster Öffnungen 144 und der Vielzahl zweiter Öffnungen 146, um auf diese Weise erste elektrische Bauteile (nicht dargestellt), die sich durch die ersten Öffnungen 144 erstrecken, von zweiten elektrischen Bauteilen (nicht dargestellt), die sich durch die zweiten Öffnungen 146 erstrecken, elektrisch zu isolieren. Die Isolationsbarriere 180 hat daher eine vorgegebene Größe und erstreckt sich durch die volle Breite der Außenhülle 110, um sicherzustellen, daß die ersten Öffnun gen 144 von den zweiten Öffnungen 146 getrennt werden. Während 3 zeigt, daß sich die Isolationsbarriere 180 nur teilweise durch die Öffnung der Außenhülse 110 erstreckt, ist es verständlich, daß sich bei einer anderen Ausführungsform die Isolationsbarriere 180 über die ganze Breite der Außenhülse 110 erstreckt.
Wie später mit weiteren Details beschrieben werden wird, ist die Isolationsbarriere 180 dafür vorgesehen, die elektrischen Bauteile (nicht dargestellt) voneinander zu trennen, welche sich im zweiten Hohlraum 119 am zweiten Ende 114 des Steckverbinders 100 befinden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Länge jedes der ersten und zweiten Abschnitte 182 und 184 der Isolationsbarriere 180 derart, daß sich der erste Abschnitt 182 nur teilweise bis zum ersten Ende 112 und der zweite Abschnitt 184 nur teilweise bis zum zweiten Ende 114 erstreckt. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der erste Abschnitt 182 eine Länge, die geringer ist als die Länge des zweiten Abschnittes 184. Da sich die ersten und zweiten Öffnungen 144 bzw. 146 vollständig durch den Grundkörper 142 erstrecken, sind die Formen des ersten Abschnittes 182 und des zweiten Abschnittes 184 voraussichtlich identisch, da jeder Abschnitt zwischen den ersten Öffnungen 144 und den zweiten Öffnungen 146 angeordnet ist. Es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, daß der erste Abschnitt 182 eine andere Form haben kann als der zweite Abschnitt 184. Die Isolationsbarriere 180 wird vorzugsweise aus einem isolierenden Material hergestellt, um im Inneren 116 des Steckverbinders 100 eine nichtleitende Barriere zu schaffen. Vorzugsweise wird die Isolationsbarriere 180 integriert mit der Innenwand 142 ausgeführt.
3 ist eine Stirnseitenansicht, welche das erste Ende 112 des Steckverbinders 100 zeigt. Diese Figur stellt die Anordnung der Vielzahl der ersten Öffnungen 144, die Vielzahl der zweiten Öffnungen 146 sowie die Isolationsbarriere 188 am besten dar. Wie dargestellt, befindet sich die Isolationsbarriere 180 innerhalb der Außenhülse 110 und stellt sicher, daß alle ersten Öffnungen 144 von allen zweiten Öffnungen 146 getrennt sind.
Wie es am besten in den 2 und 5 dargestellt ist, hat der Steckverbinder 100 nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein allgemein mit 200 gekennzeichnetes Keilmerkmal. Das Keilmerkmal 200 ist auf der Außenfläche 120 des Steckverbinders 100 ausgebildet. Allgemein besteht das Keilmerkmal 200 aus einer vertieften ebenen Fläche, die auf der Außenfläche 120 ausgebildet ist und sich vom ersten Ende 112 bis zu einer Stelle 210 erstreckt. Spezieller erstreckt sich das Keilmerkmal 200 vom ersten Ende 112 und endet vor der ersten Schulter 152 und vor der Vielzahl der Rippen 122. Das dargestellte Keilmerkmal 200 endet in einer abgeschrägten Kante 210. Das Keilmerkmal 200 bildet eine Möglichkeit der visuellen und körperlichen Orientierung des Steckverbinders 100 zur richtigen Einführung in eine Stromquelle 440, beispielsweise einen Generator oder dergleichen. Beispielsweise wird das Keilmerkmal 200 auf der Außenfläche 120 in der Nähe der Vielzahl zweiter Öffnungen 146 ausgebildet, so daß die Ebene, welche das Keilmerkmal 200 enthält, grundsätzlich parallel zu einer Ebene verläuft, die sich zentral durch die Enden der Isolationsbarriere 180 erstreckt. In dieser Position befindet sich die Vielzahl zweiter Öffnungen 146 zwischen der Isolationsbarriere 180 und dem Keilmerkmal 200. Das Keilmerkmal 200 wird zumeist mit einer Nase oder Leiste (nicht dargestellt) zusammenpassen, welche als Teil der Steckdose 402 des Generators 400 ausgebildet ist, welche die elektrische Verbindung zwischen dem Generator 400 und der Steckverbinder-Baugruppe 100 bildet. Während der Benutzung wird der Steckverbinder 100 in die Steckdose 402 des Generators 400 eingesteckt, wobei das Keilmerkmal 200 gleitend die Nase oder Leiste der Generator-Steckdose 402 aufnimmt.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ist im Betrieb eine Anzahl elektrischer Leiter im Steckverbinder 100 angeordnet, so daß eine elektrische Verbindung zwischen dem Generator 400 über das Kabel 20 zum Handgerät hergestellt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich eine Vielzahl erster elektrischer Leiter 220 durch die Vielzahl erster Öffnungen 144, wobei die ersten elektrischen Leiter 220 einer ersten Schaltung zugeordnet sind. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind es vier erste elektrische Leiter 220, welche sich durch die vier ersten Öffnungen 144 erstrecken. Der Durchmesser der ersten elektrischen Leiter 220 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der ersten Öffnungen 144, so daß die Bewegung der ersten elektrischen Leiter 220 durch die Innenwand 142, in welcher die ersten Öffnungen 144 angebracht sind, eingeschränkt wird. Die ersten elektrischen Leiter 220 können aus einer beliebigen Anzahl geeigneter elektrischer Leiter bestehen, und bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten elektrischen Leiter 220 leitfähige Stifte.
Eine Vielzahl zweiter elektrischer Leiter 230 erstreckt sich durch eine Vielzahl zweiter Öffnungen 146, und die zweiten elektrischen Leiter 230 sind einer zweiten Schaltung zugeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform sind es drei zweite elektrische Leiter 230 in Form elektrischer Stifte. Typischerweise variieren die ersten und die zweiten elektrischen Leiter 220 bzw. 230 in ihrer Größe, ihre allgemeine Form (in diesem Falle die Stiftform) wird jedoch gewöhnlich die gleiche sein. Es dürfte verständlich sein, daß die Anzahl und die Formen der ersten und der zweiten elektrischen Leiter 220 und 230 in Abhängigkeit vom genauen Anwendungsfall variiert werden können. Beispielsweise können die ers ten Leiter 220 eine erste Querschnittsform und die zweiten Leiter eine andere zweite Querschnittsform haben.
Oftmals sind die ersten und zweiten elektrischen Leiter 220 bzw. 230 Bestandteil einer Leiter-Kopf-Baugruppe, die allgemein mit 240 bezeichnet ist. Die Leiter-Kopf-Baugruppe 240 hat einen nicht leitfähigen Grundkörper 250, an welchen die ersten und zweiten elektrischen Leiter 220 bzw. 230 angeschlossen sind und von wo sie sich nach außen erstrecken. Der Grundkörper 250 hat vorzugsweise eine Querschnittsform, welche komplementär zur Querschnittsform des Steckverbinders 100 ist. In diesem Falle ist der Grundkörper 250 grundsätzlich ein Ringelement, welches im Steckverbinder 100 angeordnet ist, und spezieller liegt eine erste Fläche 252 an der zweiten Fläche 145 der Innenwand 142 an. Die ersten und die zweiten elektrischen Leiter 220 und 230 erstrecken sich von der ersten Fläche 252 aus, wobei die ersten Enden 222 bzw. 232 zur Aufnahme eines komplementären Elementes, wie einem Ausgang (nicht dargestellt) des Generators 400 gestaltet sind, um eine elektrische Verbindung zwischen beiden herzustellen. Die zweiten Enden 224 und 234 der ersten und der zweiten elektrischen Leiter 220 bzw. 230 erstrecken sich von der zweiten Oberfläche 254 des Grundkörpers 250 aus. Die zweiten Enden 224 und 234 bestehen aus Anschlußteilen, welche typischerweise mit elektrischen Drähten (nicht dargestellt), die einen Teil des Kabels 20 bilden, verbunden werden. Es dürfte offensichtlich sein, daß die zweiten Enden 224 mit elektrischen Drähten verbunden sind, welche den ersten elektrischen Bauteilen zugeordnet sind (erste Schaltung) und daß die zweiten Enden 234 mit elektrischen Drähten verbunden sind, welche den zweiten elektrischen Drähten (zweite Schaltung) zugeordnet sind. Die Anbringung der zweiten Enden 224 und 234 der elektrischen Drähte kann nach einer ganzen Anzahl von geeigneten Verfahren erfolgen, darunter das Verlöten der elektrischen Drähte mit den zweiten Enden 224 und 234.
Weiterhin weist der Steckverbinder 100 und ganz speziell dessen zweiter Hohlraum 119 Platz für zusätzliche elektrische Bauteile auf, welche in den Steckverbinder 100 eingebaut werden. Ein Typ elektrischer Bauteile, der zur Anwendung im Steckverbinder 100 vorgesehen ist, ist ein elektrisch löschbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM) (nicht dargestellt). Bekanntlich ist ein EEPROM allgemein ein integrierter Speicherchip mit inneren Schaltern, bei welchem der Benutzer den Inhalt des Speichers mittels elektrischer Signale löschen und einen neuen Inhalt einschreiben kann. Es ist klar, daß ein EEPROM nur ein beispielhafter Typ eines elektrischen Bauteiles ist, das verwendet werden kann. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Wenn ein EEPROM verwendet wird, wird derselbe elektrisch mit den zweiten Enden 224 oder 234 der jeweiligen elektrischen Leiter 220 oder 230 verbunden, auf welche sich der EEPROM be zieht. Es versteht sich, daß der EEPROM vorzugsweise angeschlossen wird bevor die Leiter-Kopf-Baugruppe 240 an der Innenwand 142 des Steckverbinders 100 angeordnet wird. Dieser zweite Hohlraum 119 bildet damit einen gerätebezogenen Schnittstellenspeicher für Daten des Handgerätes und schaltet Generatorfunktionen ein und aus.
Weiterhin ist es wohl verständlich, daß die Isolationsbarriere 180 eine eindeutige Keilfunktion realisiert, indem beim Einpassen in die Aufnahme des Generators 400, diese beim Einstecken des Steckverbinders 100 an die Isolationsbarriere 180 angepaßt ist. Mit anderen Worten: Die Aufnahme muß einen eingeformten Schlitz oder dergleichen (nicht dargestellt) aufweisen, um die Isolationsbarriere 180 aufzunehmen. Die Form der Isolationsbarriere 180 bildet somit einen eindeutigen Schlüssel, welcher nur in eine Generator-Aufnahme mit genau komplementärer Konstruktion hineinpaßt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Steckverbinder 100 vorzugsweise aus einem Hochtemperaturkunststoff der vorzugsweise starr ist, herausgearbeitet bzw. geformt. Beispielsweise kann der Steckverbinder 100 bei einer Ausführungsform aus einem geeigneten thermoplastischen Material geformt und dessen Merkmale durch einen geeigneten Formgebungsprozeß hergestellt werden, bei welchem das thermoplastische Material eine Formbaugruppe durchläuft (nicht dargestellt). Dementsprechend sind alle dargestellten Merkmale des Steckverbinders 100 untereinander integriert, so daß der Steckverbinder 100 aus einem einzigen Stück besteht.
Die Steckverbinder-Baugruppe 10 nach der vorliegenden Erfindung ergibt eine eindeutige Schnittstelle zu einem gewählten und bevorzugten Generator sowie weitere Vorteile für den Benutzer. Beispielsweise bietet der Einbau einer Saugkappe 70 als Teil desjenigen Elementes, in welches ein Ende des Steckverbinders 100 aufgenommen und eingepaßt wird, einige Vorteile für den Benutzer, und die Isolationsbarriere unterteilt den Steckverbinder 100, so daß unterschiedliche elektrische Bauteile voneinander getrennt werden, um jegliche elektrische Querverbindungen (welche möglicherweise einen Kurzschluß hervorrufen könnten) zu verhindern. Somit bietet die Steckverbinder-Baugruppe 10 eine attraktive, neuartige, benutzerfreundliche und robuste Konstruktion.
Es wird nun auf 7 Bezug genommen, wo ein Steckverbinder entsprechend einer anderen Ausführungsform dargestellt und allgemein mit 100' bezeichnet ist. Der Steckverbinder 100' ähnelt dem Steckverbinder 100 mit der Ausnahme, daß einer der Sätze elektrischer Stifte 220 oder 230 eine geringere Länge als der andere Satz 220 oder 230 hat. Wie zuvor erwähnt, ist die Trennung zwischen den elektrischen Stiften 220 und 230 zur Her stellung der elektrischen Sicherheit unerläßlich. Einer der Sätze elektrischer Stifte 220 oder 230 besteht aus nicht isolierten elektrischen Stiften, die auf Erde bezogen sind, und der andere Satz elektrischer Stifte 220 oder 230 besteht aus einem vom Patienten isolierten Satz elektrischer Stifte. Die gewünschte Trennung zwischen den elektrischen Stiften 220 und 230 erfolgt durch einen langgestreckten Profilpfad der Passung Steckverbinder/Aufnahme. Die Isolationsbarriere 180 hängt vom vollständigen Einstecken des Steckverbinders in die Aufnahme ab, um eine angemessen lange Pfadlänge abzusichern und dadurch anzuwendende Isolationsanforderungen zu erfüllen. Beispielsweise stellt diese Trennung sicher, daß die „Anforderungen der Patientenisolierung", wie sie im staatlichen Sicherheitsstandard für elektrische Anwendungen in der Medizin beschrieben sind, eingehalten werden. Eine solche Trennung aus Sicherheitsgründen ist auch nach anderen elektrischen Sicherheitsstandards für nicht-medizinische Vorrichtungen erforderlich. Wenn der Steckverbinder 100 nicht vollständig in die Aufnahme 402 eingesteckt ist (1), dann ist es möglich, das chirurgische Instrument 300 zu betätigen, ohne die Vorteile einer vollständig eingeführten Isolationsbarriere 180 zu nutzen. Dabei ist die Isolationsbarriere 180 nicht lang genug, und die Isolationserfordernisse werden nicht eingehalten. Dies könnte der Fall sein, wenn der Benutzer die Anweisungen nicht genau einhält, wenn er den Steckverbinder 100 einsteckt. Bei einem solchen Szenario wäre der Benutzer in der Lage, das chirurgische Instrument 300 zu aktivieren, ihm Strom zuzuführen, ohne daß die potentielle Isolationsbarriere 180 angemessen plaziert ist.
Die vorliegende Erfindung schafft eine technische Lösung, welche derart konstruiert ist, daß eine ordnungsgemäße Einführung des Steckverbinders 100 in die Aufnahme 302 gefördert wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform, wie sie in 7 dargestellt ist, ist einer der Sätze elektrischen Leiter 220 bzw. 230 tiefer in den ersten Innenhohlraum 117 abgesenkt als der andere Satz elektrischen Leiter 220 bzw. 230. Vorzugsweise sind die nicht isolierten elektrischen Leiter (Stifte), welche als Steuerungsstifte dienen, tiefer abgesenkt als die vom Patienten isolierten elektrischen Leiter (Stifte), welche den Handgeräte-Wandler (nicht dargestellt) mit Strom versorgen. Nur zum Zwecke der Darstellung sind die ersten elektrischen Leiter 220 patienten-isolierte elektrische Leiter, und die zweiten elektrischen Leiter 230 sind nicht isolierte elektrische Leiter. Die nicht isolierten elektrischen Leiter (die zweiten elektrischen Leiter 230) werden benutzt, um die Anwesenheit eines Handgerätes (nicht dargestellt) festzustellen, das eingesteckt ist und, wenn es festgestellt wird, wird dem Benutzer die Aktivierung des Handgerätes freigegeben. Die nicht isolierten elektrischen Leiter 230 können an das EEPROM im Handgerät angeschlossen werden, die Leiter 230 können zusammen gedrillt, oder ein Widerstand kann zwischen den Leitern 230 angeordnet werden. Die Schaltung innerhalb des Generators (nicht dargestellt) wird be nutzt, um die Anwesenheit des EEPROM, der Verbindung oder des Widerstandes zwischen den nicht isolierten Leitern 230 festzustellen. Die Abtastung der Anwesenheit des Leiters 100' kann über die Drahtverbindung über die Stifte der Gruppe der nicht isolierten Leiter erfolgen, indem eine Abtastschaltung, wie beispielsweise eine Widerstandsmessung an die Aufnahmen, welche den paßfähigen Aufnahmen zugeordnet sind, erfolgen. Diese Abtastung kann auch mittels eines EEPROM im Steckverbinder 100' erfolgen, der an die Leiter 230 der nicht isolierten Leiter-Gruppe angeschlossen ist und mittels eines EEPROM-Lesers, der an die zugehörige paßfähige Aufnahme angeschlossen ist, ausgelesen wird.
Dementsprechend ist, wie in 7 dargestellt, die Länge eines jeden ersten elektrischen Leiters 220 größer als die Länge eines jeden zweiten elektrischen Leiters 230. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich der erste Abschnitt 182 der Isolationsbarriere 180 nicht bis zum Ende des ersten elektrischen Leiters 220. Mit anderen Worten: Ein Teil des ersten elektrischen Leiters 220 erstreckt sich über das eine Ende des ersten Abschnittes hinaus. Wenn der Steckverbinder 100' in die Aufnahme 402 eingepaßt wird, werden die ersten elektrischen Leiter 220 zuerst in die entsprechenden Aufnahmeöffnungen der Aufnahme 402 eingreifen, da die ersten elektrischen Leiter 220 eine größere Länge haben.
Anders als bei herkömmlichen Konstruktionen wird, wenn der Steckverbinder 100' nur teilweise in die Aufnahme 402 eingesteckt ist, die Aktivierung des Handgerätes nicht freigegeben, weil der mehr vertieft angeordnete Satz der nicht isolierten zweiten elektrischen Leiter 230 noch keinen Kontakt hat. Dies verhindert den Gebrauch des unrichtig eingesteckten und unvollkommen isolierten Steckverbinders 100'. Wenn der Steckverbinder 100' ordnungsgemäß in die Aufnahme 402 eingreift und die Isolationsanforderungen erfüllt, erfolgt eine Anzeige, daß eine ordnungsgemäße körperliche und elektrische Trennung der patienten-isolierten Kontakte (erste Leiter 220) von den nicht isolierten Kontakten (zweite Leiter 230) vorliegt.
Bei einer Konstruktion haben die patienten-isolierten Kontakte 220 und die nicht isolierten Kontakte 230 die gleiche Länge, wobei jedoch die Länge des ersten Abschnittes 182 vergrößert ist, so daß sich der erste Abschnitt 182 über die Enden beider Kontakte 220 und 230 hinaus erstreckt. Dadurch wird eine angemessene Trennung erreicht. Diese spezielle Konstruktion ist wirksam, aber sie erfordert größere bzw. längere Steckverbinder zur Realisierung dieser Methode. Dies dürfte nicht bei allen Anwendungsfällen ideal sein. Eine andere Methode, welche sicherstellt, daß der Steckverbinder 100' richtig in der Aufnahme sitzt, besteht darin, einen hörbaren oder tastbaren Indikator zu verwenden, welcher eine Rückmeldung abgibt, daß der Benutzer den Steckverbinder 100' ordnungsgemäß eingesteckt hat, um die Isolationskriterien zu erfüllen. Beispielsweise kann ein Rastmechanismus oder eine Kugel-Einschnapp-Konstruktion verwendet werden, sofern diese Mechansismen dem Benutzer eine hörbare oder tastbare Rückmeldung geben.

Claims

Steckverbinder (100), der zum Einführen in eine komplementäre Aufnahme (402) eingerichtet ist, um ein Instrument (300) elektrisch mit einer Stromversorgung (400) zu verbinden, wobei der Steckverbinder (100) umfaßt: eine Außenhülse (110) mit einem ersten Ende (112) und einem entgegengesetzten zweiten Ende (114); eine Innenwand (142), die sich zwischen dem ersten Ende (112) und dem zweiten Ende (114) quer durch die Außenhülse (110) erstreckt und eine Vielzahl durchgehender erster und zweiter Öffnungen (144, 146) aufweist; eine Vielzahl erster elektrischer Leiter (220), welche sich durch die Vielzahl erster Öffnungen (144) erstrecken und elektrisch mit dem Instrument verbunden sind; eine Vielzahl zweiter elektrischer Leiter (230), welche sich durch die Vielzahl zweiter Öffnungen (146) erstrecken und elektrisch mit dem Instrument verbunden sind und eine innerhalb der Außenhülse (110) angeordnete Isolationsbarriere (180), welche sich zumindest entweder von einer ersten oder von einer zweiten Fläche (143, 145) der Innenwand (142) aus erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der ersten elektrischen Leiter (220) eine erste Länge und jeder der zweiten elektrischen Leiter (230) eine zweite Länge hat, wobei die erste Länge größer ist als die zweite Länge und die Isolationsbarriere jeden der ersten elektrischen Leiter (220) von jedem der zweiten elektrischen Leiter (230) über die ganze Länge der zweiten elektrischen Leiter (220) trennt, wobei die ersten elektrischen Leiter (220) isolierte Kontakte umfassen, welche dem Antrieb des Instrumentes (300) dienen und die zweiten elektrischen Leiter (230) nicht isolierte Kontakte umfassen, welche mit dem Erdpotential verglichen werden und dazu dienen, die Anwesenheit des paßfähig in der Aufnahme (402) aufgenommenen Instrumentes festzustellen.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, bei welchem die Innenwand (142) den Steckverbinder (100) in einen ersten Hohlraum (117), der sich zum ersten Ende (112) hin erstreckt und einen zweiten Hohlraum (119), der sich zum zweiten Ende (114) hin erstreckt, unterteilt.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 2, bei welchem die Isolationsbarriere (180) einen ersten Abschnitt (182) aufweist, der sich von der ersten Fläche (143) in den ersten Hohlraum (117) hinein erstreckt sowie einen zweiten Abschnitt (184), der sich von der zweiten Fläche (145) in den zweiten Hohlraum (119) hinein erstreckt.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, bei welchem die Isolationsbarriere (180) integriert an die Innenwand (142) angeformt ist.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, welcher ferner ein Keilmerkmal (200) aufweist, das auf der Außenfläche (120) der Außenhülse (110) ausgebildet ist.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 5, bei welchem das Keilmerkmal (200) aus einer langgestreckten, eingerückten ebenen Fläche besteht.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 5, bei welchem sich das Keilmerkmal (200) vom ersten Ende (112) bis zu einer Stelle vor dem zweiten Ende (114) erstreckt.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 5, bei welchem das Keilmerkmal (200) eine geneigte Innenkante (210) hat, welche als Anschlag dient.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, welcher aus einem thermoplastischen Material geformt ist und aus einem einzigen Formteil besteht.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, bei welchem die ersten und zweiten elektrischen Leiter (220, 230) elektrische Stifte sind.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, welcher ferner aufweist: einen nicht leitendenden Grundkörper (250), in welchem die Vielzahl erster und zweiter elektrischer Leiter (220, 230) befestigt ist und sich von der ersten und zweiten Fläche desselben weg erstreckt, wobei der nicht leitende Grundkörper (250) beim Zusammenbau des Steckverbinders an der Innenwand (142) zur Anlage gebracht wird.
Steckverbinder (100) nach Anspruch 1, bei welchem das Instrument (300) ein chirurgisches Ultraschall-Instrument ist.
Steckverbinder-Baugruppe zum elektrischen Anschließen eines Instrumentes (300) an eine Stromversorgung (400), wobei die Steckverbinder-Baugruppe umfaßt: ein erstes Element (30) zur Anbringung an einem Ende eines elektrischen Kabels (20), das an seinem entgegegesetzten Ende am Instrument (300) angeschlossen ist, wobei sich vom ersten Element (30) aus ein elastischer Arm erstreckt, der an seinem anderen Ende mit einer Endkappe (70) verbunden ist und einen Steckverbinder (100) nach Anspruch 1; wobei das erste Element (30) ein elastisches Einfassungsteil (50) aufweist, welches dicht mit dem zweiten Ende (114) des Steckverbinders (100) zusammenpaßt und wobei die Endkappe (70) im ersten Ende (112) des Steckverbinders (100) aufgenommen wird, um zusammen mit diesem eine Abdichtung zu bilden und die ersten und zweiten elektrischen Leiter (220, 230) unter bestimmten Bedingungen zu schützen.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher die Innenwand (142) den Steckverbinder (100) in einen ersten Hohlraum (117), der sich zum ersten Ende (112) hin erstreckt und einen zweiten Hohlraum (119), der sich zum zweiten Ende (114) hin erstreckt, unterteilt, wobei die ersten und zweiten elektrischen Leiter (220, 230) jeweils ein erstes Ende (222, 232) haben, das sich in den ersten Hohlraum (117) erstreckt, um im Ausgang einer Stromversorgung (400) Aufnahme zu finden, sowie ein zweites Ende (224, 234) zum elektrischen Verbinden mit dem elektrischen Kabel (20).
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher die ersten und zweiten elektrischen Leiter (220, 230) leitfähige Stifte sind.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher der Steckverbinder (100) ferner aufweist: ein Keilmerkmal (200), das auf der Außenfläche (120) der Außenhülse (110) geformt ist und zur Orientierung des Steckverbinders (100) relativ zur Stromversorgung (400) dient, so daß die ersten und zweiten elektrischen Leiter (220, 230) sich dort ordnunggemäß einpassen, um die Stromversorgung des Instrumentes (300) zu bewirken.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher das Keilmerkmal (200) aus einer langgestreckten, eingerückten ebenen Fläche besteht.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher die Außenhülse (110) eine Vielzahl auf der Außenfläche eingeformter Kanäle (124) aufweist, die zum Eingriff in komplementäre Rippen auf einer Innenfläche des elastischen Einfassungsteiles (50) vorgesehen sind, um das elastische Einfassungsteil (50) auf der Außenhülse (110) zu lokalisieren und abzudichten.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher die Endkappe (70) an einem Ende einen elastischen Flansch (78) aufweist, welcher im ersten Ende (112) des Steckverbinders (100) aufgenommen wird, um eine Abdichtung zu bilden.
Steckverbinder-Baugruppe nach Anspruch 13, bei welcher das erste Element (30) einschließlich des elastischen Armes (60) und der Endkappe (70) ein einziges elastisches Formteil bilden.