用于可拆卸地将医疗器械、尤其是牙科器械连接到驱动单元或供给软管的连接装置

摘要

用于可拆卸地将医疗器械、尤其是牙科器械（2）连接到驱动单元（3）或供给软管以用于在驱动单元（3）或供给软管和器械（2）之间传输数据和/或能量和可选择的驱动运动和/或工作介质、尤其是流体的连接装置（1，1'，1"，1"'，1""），所述连接装置包括第一和第二连接元件（4，5），其中两个连接元件（4，5）中的一个设计为连接凹座（6），另一个连接元件（4，5）的连接突起（7）能够插入到连接凹座（6），其中可以插入到另一个连接元件（4，5）上的缺口（9）中的定位元件（8，8'，8"，8"'，8""）可以设置在两个连接元件（4，5）中的一个连接元件上，以关于两个连接元件（4，5）的共享轴线（10）相对于彼此以限定的角度位置定位两个连接元件（4，5），其中两个元件中的一个元件，定位元件（8，8'，8"，8"'，8""）或缺口（9）具有用于数据存储的存储单元（11，11'，11"，11"'，11""），其中数据优选的是器械相关数据，并且两个元件中的另一个具有传输单元（12，12'，12"，12"'，12""），以使数据可以依靠传输单元（12，12'，12"，12"'，12""）从连接装置（1，1'，1"，1"'，1""）的一个连接元件（4，5）的存储单元（11，11'，11"，11"'，11""）传递到连接装置（1，1'，1"，1"'，1""）另一个连接元件（4，5）。

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的、用于可拆卸地将医疗器 械、尤其是牙科器械连接到驱动单元或供给软管的连接装置。

背景技术

这种连接装置用于在两个医疗装置，尤其是牙科装置之间传输数据、能量、 光、驱动运动和/或尤其是流体的工作介质。其中一种装置在此优选地设计为 用于连接医疗工具、尤其是牙科工具的医疗器械，尤其是设计为牙科手持件或 角形构件（angle piece），所述医疗工具、尤其是牙科工具，优选地用于在硬质 或软质组织上工作，或者用于引入植入物。另外，术语器械尤其被理解成包括 直的、弯曲的或枪形的手持件，以及手持件的部件、适配器和光探针。手持件 或角形构件优选地依靠连接装置、尤其是依靠连接装置的第一连接元件而连接 到第二连接元件，该第二连接元件优选地设置在医疗驱动单元、尤其是牙科驱 动单元或供给软管上，以通过设置在驱动单元中的电动马达驱动医疗工具。在 医疗工具的操作过程中，医疗工具以及手持件或角形构件，被提供用于冷却或 用于电力的工作介质，例如喷淋空气和/或喷淋水。这些介质尤其是通过牙科 单元提供，并且经由连接装置通过供给线路被供给到驱动单元或手持件或角形 构件。

这些器械通常具有用于识别的代码，尤其是识别手持件和角形构件，从而 作为通过供给软管连接到单元的器械的功能自动地供给工作介质。尤其是包括 识辨数据（例如序列号）的这种代码通常通过牙科单元的电子单元读出，从而 由此从牙科单元中的存储单元选择用于工作介质的相应工作参数，以操作连接 到该单元的器械。

此外，众所周知的是，除了识辨数据之外，用于操作器械的操作参数可以 存储在医疗器械中，尤其是存储在设置在其中的数据存储器中。牙科单元的电 子系统基于识辨数据识别器械，同时基于存储在器械存储器中的操作参数数据 调节用于在牙科单元上的工作介质的参数。器械的操作参数数据尤其涉及扭 矩、转速、传动比和效率。

还周知的是，数据存储器可以设计为可写入的和/或可重复写入的。除了 存储在存储器中的识辨和操作参数数据之外，附加的数据、尤其是服务数据和 维护数据（例如，运行次数、服务工作、护理和/或清理数据）也可以写入存 储器和/或在其中编译。

从专利EP1392193B1中已知具有这种连接装置和在其内部的存储器的 医疗器械，这种连接装置具有为器械提供介质的第一和第二连接元件。

该已知的器械包括外部套筒，在外部套筒中设置第一连接元件的连接凹座 用于连接装置的第二连接元件的连接销的输入，以将介质，尤其是水、压缩空 气或光（light）提供给器械。可以被连接到另一个连接元件的传动轴的工作轴 设置在凹座处，以使优选地引起器械的工作轴产生旋转运动。用于识辨数据和 /或操作参数数据的存储元件设置在医疗器械内部。这样的存储元件设置在包 围连接凹座的套筒壁中，并且对应的连接元件易于从套筒壁的内部侧面或从套 筒壁的后部环形端面接近存储元件。在另一个示例性的实施例中，存储元件设 置在连接装置的连接销中，连接装置用于将介质供给到器械，并且易于从连接 销的侧面接近，或者设置在位于环形阶面之后的连接销底部（pin base）中， 并且易于从环形阶面接近。

已经证明的是，对存储元件的受限制的可接近性是这些实施例的缺陷，尤 其是对于存储元件在医疗器械内部的布置而言，尤其是对在包围连接凹座的套 筒壁中的布置，在连接销本身或者在连接销底部中的布置而言。利用这些已知 的布置，存储元件易于从一侧或从至多两侧接近。因此，数据和/或能量可以 传输到存储元件，并且从存储元件仅仅以受限方式传输到传递单元 （transmission unit）。

在医疗领域，尤其是在牙科领域，通常利用金属材料制造器械的外部套筒 以及连接装置的两个连接元件、尤其是凹座的套筒以及连接销。对于在存储器 和读取设备之间的电感能量和/或数据传输的情况而言，有必要使得在这两个 元件之间设置的所有部件都由非导电性的材料制造，以避免在电传导部件中产 生的反向场危及能量和数据传输。这样，如现有技术已知的，存储元件布置在 器械的内部，会存在由电传导部件，尤其是例如外部套筒（例如，用于连接凹 座、连接销或安装在其中的轴本身的套筒）的金属部件产生反向场的风险，反 向场会危及在存储器和读取设备之间的电感能量传输和/或数据传输。

现有技术中已知的这些实施例的另一个缺陷是缺少对现存的用于发送和/ 或接收数据和/或能量的、尤其是医疗器械内的连接元件进行设计的可能性。 因为存储元件设置在器械内部，尤其是设置在形成凹座的连接套筒中，只能利 用很大的代价对带有存储元件的现有器械进行改进，或者根本不可行。

发明内容

因此本发明的目的是创造一种用于可拆卸地将医疗器械、尤其是牙科器械 连接到驱动单元或供给软管的连接装置，该连接装置可以尤其是安全地和可靠 地将数据和/或能量从连接装置的一个连接元件传输到另一个连接元件，并且 也可以对现有连接元件，尤其是医疗器械进行设计，以用于发送和/或接收数 据和/或能量。

根据用于可拆卸地将医疗器械、尤其是牙科器械连接到驱动单元或供给软 管以用于在驱动单元或供给软管和器械之间传输数据和/或能量和可选择的驱 动运动和/或工作介质、尤其是流体的连接装置的一个示例性的实施例，该连 接装置包括第一和第二连接元件，其中两个连接元件之一被设计为连接凹座， 在该连接凹座中可以插入另一个连接元件的连接突起，其中定位元件设置在两 个连接元件中的一个上，该定位元件可以插入到另一个连接元件上的缺口中， 从而关于它们的共享轴线以预订的角度位置彼此定位两个连接元件，并且两个 元件中的一个元件，即定位元件或缺口，具有用于数据存储的存储单元，其中 数据优选的是器械相关数据，并且两个元件中的另一个元件具有传输单元，以 使可以通过传输单元将来自一个连接元件的存储单元的数据传输到连接装置 的另一个连接元件。

根据该连接装置的第一示例性的实施例，一个连接元件的定位元件具有存 储单元，以使对于数据、尤其是器械相关数据到另一个连接元件的传输而言， 该定位元件具有至少一个连接到存储单元的电触头，并且该电触头可连接到另 一个连接元件的电触头，尤其是传输单元，传输单元设置在凹座中以容纳定位 元件，以使数据和/或能量能够以电路工序（hardwired process）在两个连接元 件之间传输。因此存储单元的至少一个电触头尤其是设置在定位元件的端面 中，并且传输单元的至少一个电触头设置在缺口的底部表面中，并且因此易于 另一个触头接近。

定位元件本身优选的是由非导磁和非导电的材料制造，尤其是由塑料、玻 璃或陶瓷制造，并且可移动地支撑在连接装置的一个连接元件上，以使本质上 定位元件与连接装置的旋转轴平行地位移。另外，元件优选地设计为从连接元 件可释放，以使其能够被替换。

存储单元本身优选地包括电子可编程存储器，其可设计为可读存储器，或 者设计为可读写存储器。传输单元优选地通过接收单元形成，接收单元具有用 于处理和/或检查被传递的数据的阅读器。

根据连接装置的第二示例性的实施例，一个连接元件的带有存储单元的定 位元件具有读取和/或写入装置，尤其是第一线圈，其中用于数据和/或能量传 输的第二线圈设置在另一个连接元件的缺口中。因此两个线圈安装在定位元件 或缺口的一个或多个侧壁上，设置在定位元件的端面上或者设置在缺口的底部 表面上。

存储单元以及存储元件的至少一个第一线圈在单独的壳体中优选地以一 个在另一个之上设置，或者可替换地，并排设置在共享载体电路板上，并且一 同形成RFID单元，RFID依次容纳在定位元件中，优选的是通过注射成型工 艺。

存储单元和传输单元的线圈优选地被软磁材料，尤其是铁酸盐、镍锌铁氧 体或锰-锌铁材料包围，以在第一或第二线圈的方向引导和/或对齐磁场的场 线，和/或由非导电性材料制造，例如塑料、硅酮、树脂、陶瓷、粘合剂、漆 或玻璃，以防止由于自产生的和/或接收的外磁场导致的磁场减弱。

根据连接装置的第三示例性的实施例，除了具有用于数据存储的存储单元 和传输单元之外，第一和第二连接元件也具有电触头和/或读取和/或写入装置， 以用于将数据、信号和/或能量从连接装置的一个连接元件以电路和/或无线方 式传输到另一个连接元件。

根据上述所有的示例性的实施例，定位元件和缺口设计为可旋转地固定连 接所述连接装置的两个连接元件。尤其是当定位元件和缺口彼此接合时，任一 个连接元件围绕其共享的旋转轴线的扭转是不可能的。

本发明的连接装置通过下面的优点显示其特性。

根据本发明的连接装置允许数据和/或能量从连接装置的一个连接元件可 靠地传输到另一个连接元件。由于用于存储优选的器械相关数据的存储单元在 连接装置的定位元件中的布置，存储单元设置在连接装置的金属部件外部，尤 其是设置在连接到连接元件的器械的外部套筒外部，所述套筒用于连接凹座、 连接销以及安装在其中的轴。这消除了在存储器和读取装置之间的电感能量传 输和/或数据传输中产生反向场的危险。

由于传递单元在连接装置的另一个连接元件上的缺口中的优选布置，传递 单元被机械地保护免于外部影响。

进一步地，对于传输单元（transfer unit）而言，存储单元可以从几个侧面 是可接近的和/或可读的和/或可写的。这也允许可靠的数据和能量传输。

本发明的另一个优点是设计已有连接元件、尤其是医疗器械的可行性，以 用于发送和/或接收数据和/或能量。由于定位元件被设计为在现有医疗器械上 是可释放的事实，能够利用定位元件对其改型，每个定位元件具有带有数据、 尤其是器械相关数据的存储单元。不管如何改型，器械和/或连接元件与现有 的驱动单元和/或与它们的连接元件仍然兼容，没有任何功能限制。

在本发明的范围内，不言自明的是，如上所述的连接装置并不限于与医疗 器械、尤其是牙科器械和驱动单元使用。相反，该连接装置可用于可拆卸地连 接两个医疗装置、尤其是牙科装置。优选的是，至少一个医疗装置，优选的是 牙科装置，被设计为清理和/或护理装置，设计为驱动单元，供给软管或具有 用于工具的驱动装置的器械。

附图说明

下面将基于多个示例性的实施例并且结合附图对本发明作更详细地解释。

图中：

图1显示连接装置的第一示例性的实施例，该连接装置具有在医疗器械、 尤其是牙科器械上的第一连接元件和在驱动单元上的第二连接元件。

图2显示在图1中在两个连接元件的局部安装状态中的连接装置的第一示 例性的实施例的剖面图，带有具有存储元件的存储单元以及在一个连接元件的 定位元件中的电触头和作为缺口中的传输单元以接收在另一个连接元件中的 定位元件的另一个电触头；

图3也是以剖面图显示了连接装置的第二示例性的实施例，其具有读取和 /或写入装置，尤其是具有在定位元件中和在第一和第二连接元件的缺口中的 第一和第二线圈。

图4显示连接装置的第三示例性的实施例，其具有第一线圈和设置在定位 元件中的其自身壳体中的存储元件。

图5显示连接装置的第四示例性的实施例，其中两个连接元件的第一和第 二线圈通过软磁材料和非导电的材料包围。

图6显示连接装置的第五示例性的实施例，其中连接元件中的每个元件具 另外的读取和/或写入装置以用于从一个连接元件到另一个连接元件的无线数 据、信号和/或能量的传输。

具体实施方式

图1图示了用于可拆卸地将医疗器械、尤其是牙科器械2连接到驱动单元 3以用于在驱动单元3和器械2之间传输数据和/或能量、驱动运动和/或工作 介质、尤其是流体的连接装置1。因此连接装置1具有位于医疗器械2上的以 连接凹座（recess）6形式的第一连接元件4，以及第二连接元件5，第二连接 元件设计为在驱动单元3上的连接突起7。

为了关于其公共轴线10以限定的角度位置关于彼此定位两个连接元件4， 5从而将驱动单元3的介质线路31（尤其是用于光或至少一种流体）与医疗器 械2上的对应介质线路32对齐，其中两个连接元件可以绕公共轴线10自由旋 转直到两个连接元件4，5处于连接状态，该连接装置1，尤其是具有位于器 械2上的连接凹座6的第一连接元件4，具有定位元件8，定位元件优选的是 在与连接凹座6相反的方向上从第一连接元件4的连接表面延伸。定位元件8 优选的是设计为突耳、延长部分或突起，并且可以插入到在另一个连接元件5 上的缺口9中。定位元件8和缺口9尤其设计成用于两个连接元件4，5的可 旋转地固定连接。

为了识辨医疗器械2以使得根据器械2自动地供给工作介质，其中该器械 2通过驱动单元3连接到牙科单元，第一连接元件4的定位单元8具有用于存 储数据、优选的是器械相关数据的存储单元。除了存储单元之外，在该示例性 的实施例中，至少一个电触头13设置在元件8中或设置在元件8上，该触头 可连接到在另一个连接元件5上的缺口9中的传递单元12的电触头14，以使 数据、尤其是器械相关数据，可以以电路操作方式传输。

图2以剖视图显示了处于两个连接元件4，5的部分连接状态中的连接装 置1，其中在第二连接元件5上的连接突起7容纳在第一连接元件4、优选的 是牙科器械2上的连接凹座6中。第一连接元件4的带有存储单元11的定位 元件8至少部分地支撑在位于套筒形连接部件33中的凹座内，尤其是可位移 地支撑，并且依靠弹簧32相对于另一个连接部件5上的缺口9被预加应力。 然而，存储单元11的存储元件19和电触头14本身设置在位于套筒形连接部 件33外部的定位元件8中，从而使得另一个连接元件5易于从多个侧面接近 这些元件。定位元件8的壳体27、尤其是包围存储单元11的区域，优选的是 由非导磁和非导电材料制造，尤其是由塑料、玻璃和陶瓷制造。

在该示例实施例中，在存储单元11，尤其是在其存储元件19和优选地设 置在另一个连接元件5的缺口9中的传输单元12之间的数据和能量传输是以 电路操作的方式发生。电触头13、14各自安装在定位元件8的端面15上和在 缺口9的底部表面16上和/或易于对应的电触头13、14接近。

在用于接收定位元件8的缺口9中的电触头13优选的是设置在载体电路 板22上。电路板22本身优选的是设计为环状，具有通过其中心开口延伸连接 突起7。除了读取和/或写入装置之外，尤其是电触头13，其他电子元件也可 以设置在电路板22上，尤其是那些用于数据和/或能量传输的电子元件。光源、 尤其是发光二极管，优选的是焊接在电路板22上，其中介质线路31被设计为 二极管的窗口，以从驱动单元3将光传输到器械2。电子元件、传输单元12 和电路板22优选的是容纳在非导磁和非导电的材料中，尤其是塑料、玻璃或 陶瓷。这样的封装单元围绕连接突起7，连接突起7从连接底部延伸通过环形 单元。

图3也以剖视图方式显示连接装置1'的第二示例性的实施例，具有在第一 和第二连接元件4，5中的读取和/或写入装置，尤其是具有在定位元件8'中的 第一线圈17和在缺口9中的第二线圈18。在这个例子中，定位元件8'固定地 连接到包围连接凹座6的套筒形连接部件。然而，对于这个实施例以及所有其 他的示例性的实施例而言，当然能够依靠弹簧相对于另一个连接部件5上的缺 口9给定位元件8'预加应力。再一次，存储单元11'和存储元件19和线圈17 设置在位于套筒形连接部件外部的第一连接元件4的定位元件8'中。线圈17 优选地设置在存储元件19上，尤其是位于存储元件19和定位元件8'的侧面 23之间。另一个连接元件5的传输单元12'的线圈18连同连接突起7被应用 到载体电路板22，载体电路板优选地设计成至少部分地为套筒形，并且设置 在缺口9的侧面24中。两个线圈17，18因此设置为一个位于另一个之内，从 而在连接装置1'的安装状态下用于电感耦合。该电感耦合为存储单元11'提供 能量'，并且用在交换数据目的。在高频范围或在射频范围内，在两个线圈17， 18之间产生数据交换，其中存储单元11'设计为RFID单元，尤其是设计为RFID 标识或由RFID芯片19和线圈17构成的应答器。

图4显示具有第一和第二连接元件4，5的连接装置1"的第三示例性的实 施例，第一和第二连接元件4，5具有存储单元11"，存储单元11"具有设置在 定位元件8"中的共享壳体21中的第一线圈17'和存储元件19。壳体21与设置 在其中的元件，尤其是与存储器19和线圈17'一起用作RFID单元，RFID单 元容纳在定位元件8"中，优选的是通过注射成型工艺。可替换地，存储器19 和线圈17'可以设置在由玻璃、塑料、陶瓷或金属制造的壳体21中。传输单元 12"的线圈18'设置在位于缺口9的底部表面区域中的载体电路板22上，以接 收定位元件8"。在两个连接元件4，5的连接状态中，尤其是在连接突起7在 连接凹座6中的布置中，两个线圈17'，18'直接并排设置或者彼此相对配置。 以这种方式实现特别可靠的数据交换和/或能量交换。

图5显示连接装置1"'的第四示例性的实施例，其中两个连接元件4，5的 第一和第二线圈17'，18'由软磁材料25和非导电性材料26包围。在定位元件 8"'中的线圈17'放置在存储元件19上，存储元件依次设置在载体电路板20上。 载体电路板20优选地包括电绝缘材料，例如塑料、玻璃和陶瓷。另一个连接 元件5的传输单元12"'的线圈18'也设置在这种载体电路板22上。为了允许特 别良好和无干扰的能量传输和数据传输，根据优选的示例性实施例，设置在缺 口9中的传输单元12"'的线圈18'以及在定位元件8"'中的存储单元11"'通过软 磁材料25、尤其是铁酸盐、镍锌铁氧体或锰-锌材料包围，以用于在第一或第 二线圈17'，18'的方向上引导和/或对齐磁场的场线，和/或由非导电性材料26、 尤其是塑料、硅酮、树脂、陶瓷、粘合剂、漆或玻璃包围，以防止由于自产生 的和/或接收的外磁场导致的磁场减弱。非导电材料26优选的是在各个侧面包 围线圈18'和存储单元11"'。在该示例性的实施例中，两个元件18'，11"'在至 少三个侧面上都具有材料25，26，其中，软磁材料25在此设计成微粒的形式， 并且各自嵌入到另一种材料26中。

图6显示连接装置1""的第五示例性的实施例1，其中连接元件4，5各自 具有另一个读取和/或写入装置28，29，以用于从一个连接元件到另一个连接 元件的数据、信号和/或能量的无线传输。在此读取和/或写入装置28，29也设 置在定位元件8""和传输单元12""的缺口9中，挨着电触头13，14，用于存储 单元11""的存储元件19和传输单元12""之间的数据和/或能量交换。

如图1和2所示，电触头13，14各自安装在定位元件8""的端面上和安装 在缺口9的底部表面上，并且易于对应的电触头13，14接近。用于额外传输 数据、信号和/或能量的线圈28，29优选地在连接装置1"'的安装状态下设置 为一个在另一个内。为此，线圈29优选地设置在存储元件19和定位元件8"" 的侧面之间，另一个连接元件5的传输单元12""的线圈28优选地设置在缺口 9的侧面中。

电线34优选地从线圈29延伸到在医疗器械、尤其是牙科器械中的电子元 件，其优选的是连接到连接元件4。线圈28，29在此用于到牙科单元的能量 传输，优选的是用于在器械中的光源，和/或用于数据传输，尤其是测量数据 的传输，例如用于扭矩、温度的传感器数据，和/或用于信号的传输，例如来 自电子元件（例如传感器或评估单元）的牙根管定位信号。

本发明并不限于在此描述的示例性的实施例，相反，其包括应用和包含本 发明的逻辑功能原理的所有实施例。另外，在此描述和描绘的所有示例性的实 施例的所有特征可以彼此组合。