DE102004051794B4

DE102004051794B4 - Kopplungssystem für ein medizinisches Sezierwerkzeug

Info

Publication number: DE102004051794B4
Application number: DE102004051794.0A
Authority: DE
Inventors: Rex Wesley Shores; Paul A. Cihak; Larry Dale Estes
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2024-10-26
Also published as: US20050096662A1; FR2861574B1; FR2861574A1; DE102004051794A1; US7641655B2

Abstract

Kopplungssystem für ein medizinisches Sezierwerkzeug (18, 138), wobei das Kopplungssystem (102) ausgebildet ist, eine Leistungsquelle mit einem Sezierwerkzeug (18, 138) zu verbinden, umfassend:eine Kopplungswelle (122) mit einem proximalen Teil zur Aufnahme einer Leistung von der Leistungsquelle, einen distalen Teil und eine Längsachse (L1), die durch den proximalen Teil und den distalen Teil verläuft, wobei der distale Teil eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist und wobei die innere Oberfläche einen internen Durchlass (308) definiert, der sich entlang der Längsachse erstreckt und der ausgebildet ist, um einen Teil des medizinischen Sezierwerkzeugs (18,138) aufzunehmen, undzumindest eine erste Öffnung (302), die sich von der äußeren Oberfläche zu dem inneren Durchlass (308) entlang einer ersten Achse erstreckt, die rechtwinklig zu der Längsachse (L1) angeordnet ist, wobei die erste Öffnung (302) eine erste Länge (L2) aufweist, welche sich entlang der Längsachse (L1) zwischen einer proximalen und einer distalen Begrenzung erstreckt, und wobei die erste Öffnung (302) eine erste Breite (W) aufweist, welche sich quer zu der Längsachse (L1) und der ersten Achse zwischen zwei seitlichen Begrenzungen erstreckt, wobei ferner die erste Länge (L2) größer ist, als die erste Breite (W) derart, dass die erste Öffnung (302) die Form eines länglichen Schlitzes entlang der Längsachse (L1) annimmt, und wobei die proximale Begrenzung, die distale Begrenzung und die zwei seitlichen Begrenzungen sich in einer Richtung erstrecken, die sich parallel zu der ersten Achse erstreckt,zumindest ein Sperrbauteil (104), das sich zumindest teilweise in die erste Öffnung (302) erstreckt und mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) von einer unverriegelten in eine verriegelte Position bewegbar ist durch eine erste Bahn in eine Richtung, die zumindest teilweise parallel zu der Längsachse (L1) ist, um zu verhindern, dass das medizinische Sezierwerkzeug (18, 138) sich entlang der Längsachse (L1) des internen Durchlasses (308) bewegt, wobeidas zumindest eine Sperrbauteil (104) in einer unverriegelten Position beabstandet von der proximalen Begrenzung und benachbart zu der distalen Begrenzung der ersten Öffnung (302) angeordnet ist, und wobei das zumindest eine Sperrbauteil (104) in einer verriegelten Position benachbart zu der proximalen Begrenzung und beabstandet zu der distalen Begrenzung der ersten Öffnung (302) angeordnet ist, wobeieine Eingriffsbuchse (106) vorgesehen ist, die benachbart zu dem distalen Teil angeordnet ist, wobei die Eingriffsbuchse (106) eine innere Kontaktoberfläche (106a) für einen Eingriff mit dem zumindest einen Sperrbauteil (104) aufweist, die sich in einem schrägen Winkel mit Bezug auf die Längsachse (L1) erstreckt,wobei die Eingriffsbuchse (106) durch eine Feder (124) in Richtung des proximalen Teils der Kopplungswelle (122) gedrückt wird, und wobeiein Aufsatzgehäuse (120) vorgesehen ist, das um den proximalen Teil der Kopplungswelle (122) angeordnet ist, um die Position der Eingriffsbuchse (106) mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) einzustellen, wobei das Aufsatzgehäuse (120) entlang der Längsachse (L1) mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) beweglich ist durch ein Drehen des Aufsatzgehäuses (120) um die Längsachse (L1),wobei das erste Sperrbauteil (104) bei einer Bewegung zwischen einer unverriegelten und einer verriegelten Position entlang einem schrägen Winkel mit Bezug auf die Längsachse (L1) und die erste Achse beweglich ist.

Description

Die Anmeldung betrifft ein Kopplungssystem für ein medizinisches Sezierwerkzeug, wobei das Kopplungssystem ausgebildet ist, eine Leistungsquellc mit einem Sezierwerkzeug zu verbinden.
STAND DER TECHNIK
In verschiedenen chirurgischen Verfahren ist es notwendig, den Knochen oder anderes Gewebe zu sezieren. In einigen Fällen kann es notwendig sein, erhärtete Materialien zu schneiden, zu schleifen, zu formen oder auf andere Weise zu entfernen, um diese für eine Implantation vorzubereiten, oder um diese von einem Patienten zu entfernen. Viele herkömmliche chirurgischen Instrumente, die für diese Zwecke verwendet werden, setzen pneumatische oder elektrische Motoren ein, um ein Sezierelement zu rotieren. In ihrer grundsätzlichen Basisform umfasst ein solches chirurgisches Instrument ein Motorteil mit einer Drehwelle, ein Sezierwerkzeug mit einem Schneid- und Schleifelement, das mittels der Drehwelle des Motors rotiert wird, und eine Kopplungsanordnung zum Verbinden des Sezierwerkzeugs mit einer Spindel oder Aufnahme der Drehwelle. Die Spindel oder Aufnahme der Drehwelle ist gewöhnlich in einer Basis untergebracht, die an dem Motor befestigt ist.
Da es häufig notwendig ist, das Sezierwerkzeug auszutauschen, ist es im Stand der Technik bekannt, eine Schnelllösekopplung zu verwenden, um das Sezierwerkzeug mit dem chirurgischen Instrument zu sichern. Ein Beispiel einer solchen Schnelllösekopplung ist dargestellt und beschrieben im Patent US 5505737 A mit dem Titel „Schnelllösekopplung für ein Sezierwerkzeug“.
Aus Patent US 6062575 A sind Methoden und eine Vorrichtung für chirurgische Instrumente bekannt, um eine Antriebswelle mit einer passenden Werkzeugwelle zu verbinden. Die Vorrichtung weist eine Kupplung auf, mittels der die Werkzeugwelle lösbar mit der Antriebswelle verbunden werden kann. Zum Übertragen von Rotationskräften, axialen Spannungen und Druck zwischen den Wellen weist die Kupplung unterschiedliche Oberflächenpaare auf.
Während gegenwärtig bekannte chirurgische Werkzeuge umfassend austauschbare Sezierwerkzeuge Vorteile gegenüber früheren Modellen bieten, bleibt es weiter wünschenswert, den einschlägig bekannten Stand der Technik hinsichtlich Koppelanordnungen für Sezierwerkzeuge weiter fortzubilden. Zum Beispiel kann ein Sezierwerkzeug während eines chirurgischen Verfahrens mit hohen Geschwindigkeiten, z.B. mit etwa 70.000 Umdrehungen/Minute rotieren und es kann nicht effektiv gehalten werden mit bereits erhältlichen Kopplungsanordnungen in allen Operationsbedingungen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Kopplung für chirurgische Instrumente bereitzustellen, die ein schnelles Austauschen eines Werkzeuges ermöglicht und das Werkzeug auch bei hohen Drehzahlen effektiv zu halten vermag.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Kopplungssystem für ein medizinisches Sezierwerkzeug: einen internen Durchlass, ausgebildet zum Aufnehmen eines Teils eines medizinischen Sezierwerkzeugs und eine Öffnung, die die Form eines länglichen Schlitzes annimmt, in die sich zumindest ein Sperrbauteil zumindest teilweise erstreckt, welches zumindest teilweise entlang der Längsachse durch eine erste Bahn in eine verriegelte Position bewegbar ist, um zu verhindern, dass das medizinische Sezierwerkzeug sich entlang einer Längsachse des internen Durchlasses bewegt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst eine Kupplung für ein angetriebenes medizinisches Werkzeug: einen internen Durchlass zum Aufnehmen des angetriebenen medizinischen Werkzeugs und eine Koppelanordnung, die teilweise in dem internen Durchlass angeordnet ist und bewegbar zwischen einer Verriegelungsstellung und einer unverriegelten Position ist, wobei die Koppelanordnung umfasst: ein Sperrbauteil und eine Eingriffsbuchse, um das Sperrbauteil in eine Verriegelungsposition durch eine erste winklige Bahn zu forcieren.
Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung, welche hiernach bereitgestellt wird, deutlich. Es ist selbstverständlich, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, obwohl sie die Ausführungsbeispiele der Erfindung kennzeichnen, nur zu Zwecken der Darstellung gedacht sind, und nicht gedacht sind, um den Geltungsbereich der Erfindung zu begrenzen.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird anhand der detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen deutlicher verstanden, wobei:

1 ein chirurgisches Sezierwerkzeug darstellt, welches in einem menschlichen Patienten verwendet wird, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A zeigt eine teilweise explodiert dargestellte perspektivische Ansicht eines chirurgischen Sezierwerkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2B zeigt ein teilweise zusammengesetztes chirurgisches Sezierwerkzeug nach 2A.
2C zeigt ein zusammengesetztes chirurgisches Sezierwerkzeug nach 2A.
3A zeigt eine teilweise quergeschnittenen Seitenansicht eines medizinischen Sezierwerkzeuges, welches eine verriegelte Koppelanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
3B zeigt einen vergrößerten Teil der quergeschnittenen Seitenansicht der Koppelanordnung nach 3A.
3C zeigt eine querlaufende Querschnittsansicht der Koppelanordnung nach 3A geschnitten entlang der Linie 3C-3C.
4A ist eine teilweise quergeschnittene Seitenansicht eines medizinischen Sezierwerkzeugs, welches eine unverriegelte Koppelanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
4B ist ein vergrößerter Teil der Querschnittsseitenansicht der Kopplungsanordnung nach 4A.
4C ist eine querlaufende Querschnittsansicht der Koppelanordnung nach 4A, geschnitten entlang der Linie 4C-4C.
5A bis 5C zeigen Details einer Kopplungswelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbessertes Kopplungssystem und ein Verfahren zum Zusammenbau für medizinische Sezierinstrumente bereit.
Zum Verständnis der Prinzipien der Erfindung werden nun Bezüge zu den Ausführungsbeispielen oder Beispielen gemacht, dargestellt in den Zeichnungen, und fachspezifische Sprache wird verwendet, um diese zu beschreiben. Es sollte dennoch offensichtlich sein, dass hierdurch keine Begrenzung des Geltungsbereichs der Erfindung bezweckt ist. Jede Änderung und weitere Modifikationen in den beschriebenen Ausführungsbeispielen und jede weitere Anwendung der Prinzipien aus der Erfindung, wie sie hier beschrieben sind, werden betrachtet, als würden sie sich üblicherweise für einen Fachmann, an den sich die Erfindung wendet, ergeben.
In Bezug nun auf 1 ist in einem Ausführungsbeispiel ein menschlicher Patient A gezeigt, der sich einer neurologischen Operation unterzieht. Wie es übliche Praxis ist, erfordert der Zugang zu dem Gehirn oder anderen neurologischen Strukturen oftmals eine schwierige Sezierung von Knochen oder anderem Gewebe B. Mittels eines Beispiels ist eine Sezierwerkzeuganordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche ausgestattet ist, um einen Teil des Knochens und anderem Gewebe B des Patienten A zu sezieren, benachbart zu der chirurgischen Zugangsseite. Es ist verständlich, dass die Sezierwerkzeuganordnung 10 hier nur kurz beschrieben wird, da verschiedene Ausführungsformen von Sezierwerkzeuganordnungen in einer Patentanmeldung US 20030023256 A1 eingereicht am 22. Juli 2002, offenbart sind, welche in ihrer Gesamtheit mittels Bezug hierin aufgenommen ist.
In Bezug nun auf 2A bis 2C sind teilweise perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels der Sezierwerkzeuganordnung 10 dargestellt. Die Sezierwerkzeuganordnung 10 umfasst ein Motorgehäuse 12, welches mit einer Luftversorgung gekoppelt ist und eine Schlauchanordnung 14, welche den Motor mit Druckluft versorgt und die Niedrigdruckabluft weg von der chirurgischen Seite entlüftet. Die Sezierwerkzeuganordnung 10 umfasst weiter ein Aufsatzgehäuse 16 und ein Sezierwerkzeug 18. Wie in 2A dargestellt, umfasst der distale Teil 51 des Motorgehäuses 12 einen sich verjüngenden Führungsbereich 53 und eine Doppel-D-Verbindungsregion. Die Doppel-D-Verbindungsregion umfasst ein Paar gegenüberliegende und im Wesentlichen parallel planare Teile, welche den ansonsten zylindrischen Körper unterbrechen, um zwei gegenüberliegende und im Wesentlichen parallele zylindrische Teile zu definieren. Diese Teile sind mittels einer Anschlussstelle 55 in ein fixiertes Segment mit einem zylindrischen Teil 54 und einem flachen Teil 52 und in ein bewegliches Segment mit einem zylindrischen Teil 58 und einem flachen Teil 56 getrennt.
Nun in Bezug auf 2B umfasst das Aufsatzgehäuse 16 einen internen Hohlraum um in den distalen Teil 51 des Motorgehäuses 12 einzugreifen. Weiter sind das Aufsatzgehäuse 16 und der distale Teil 51 ausgebildet, um den Benutzer mit einer taktilen Rückkopplung zu versorgen, welche einen positiven Eingriff kennzeichnet. In einer Anfangsposition mit einem ersten zylindrischen Teil 25, welcher im Wesentlichen an das Motorgehäuse 12 angrenzt, ist eine Aufsatzkennzeichnungsmarkierung 24 im Wesentlichen ausgerichtet mit einer unverriegelten Kennzeichnungsmarkierung 22 an dem Motorgehäuse 12. In dieser Position kann das Sezierwerkzeug 18 in das Aufsatzgehäuse 16 eingefügt werden und in einer Kopplungsanordnung (später beschrieben) in dem Motorgehäuse 12 aufgenommen werden.
Nun in Bezug auf 2C ist das Sezierwerkzeug 18 eingefügt in das Aufsatzgehäuse 16 und bereit, um mit dem Motorgehäuse 12 gekoppelt zu werden (siehe 3A bis 3C), kann das Aufsatzgehäuse 16 in Richtung des Pfeils 23 in Bezug auf das Motorgehäuse 12 gedreht werden. Eine solche Rotation bewegt die Aufsatzkennzeichnungsmarkierung 24 in wesentliche Übereinstimmung mit einer Verriegelungskennzeichnungsmarkierung 15 an dem Motorgehäuse 12. Wie weiter unten beschrieben, sperrt eine solche Rotation auch die Koppelanordnung, um zu verhindern, dass das Sezierwerkzeug 18 ungewollt von dem Aufsatzgehäuse entnommen wird.
Kopplungsanordnungen gemäß einem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels werden nun detailliert beschrieben, obwohl die folgende Beschreibung nicht die Anwendung der technischen Lehre der Erfindung für Implementierungen in alternativen Formen verhindern soll. Spezifische Bezüge werden bezüglich der Kopplungsanordnung 102 gezeigt, dargestellt in 3A bis 3C. Die Kopplungsanordnung 102 umfasst eine Antriebswelle 122, ausgebildet, um mit einem Motor 12 gekoppelt zu werden, zumindest teilweise umgeben mittels einer Eingriffsbuchse 106. Eine Bewegung der Eingriffsbuchse 106 in Bezug auf die Antriebswelle 122 ist auf herkömmliche Weise durch Bewegung der externen Teile der Vorrichtung beschrieben in Bezug auf 2A bis 2C.
Wie deutlicher in 5A bis 5C gezeigt, umfasst die Antriebswelle 122 ein längliches Bohrloch 308 mit einem offenen Ende 310 und einer internen Schulter 114 (3B). Die Auskehlung oder das längliche Bohrloch 308 ist konfiguriert, um einen proximalen Teil der Werkzeugwelle 138 durch das offenen Ende 310 aufzunehmen und im aneinandergrenzenden Eingriff mit der internen Schulter 114 zu stehen. Eine Öffnung 302 erstreckt sich zwischen der äußeren Oberfläche der Antriebswelle 122 und dem länglichen Bohrloch 308. Die Öffnung 302 umfasst einen unteren Teil 304 mit einem ersten Umfang und einen oberen Teil 306 mit einem zweiten Umfang, der größer ist, als der erste Umfang. In einem bevorzugten Merkmal geht die Öffnung 302 zwischen dem ersten Umfang und dem zweiten Umfang ineinander über, um einen im Wesentlichen abgeschrägten Vorsprung zu bilden. Wie weiter unten deutlicher beschrieben, kann sich ein Rückhaltebauteil 104 in die Öffnung 302 erstrecken, jedoch verhindert ein Kontakt mit dem abgeschrägten Vorsprung, dass dieses komplett in das längliche Bohrloch 308 hineingelangt. Wie in 5C gezeigt, weist die Öffnung 302 eine Länge L2 auf, welche sich entlang der Längsachse L1 erstreckt, und eine Breite W, welche sich im Wesentlichen quer zu der Längsachse erstreckt. In einem bevorzugten Merkmal, ist L2 größer als W, so dass die Öffnung 302 die Form eines länglichen Schlitzes annimmt. Obwohl ein länglicher Schlitz, der sich entlang der Längsachse erstreckt, dargestellt ist zu Zwecken der Illustration, ist es vorgesehen, dass alternative Konfigurationen der Öffnung 302 ausgebildet werden können, um die vorliegende Erfindung ohne Abweichung von der hierin beschriebenen technischen Lehre auszuführen.
In Bezug nun auf 3A bis 3C ist dort die Kopplungsanordnung 102 in einer verriegelten Position dargestellt. Das Rückhaltebauteil 104 ist sich erstreckend durch die Öffnung 302 in die Welle 122 und in eine Rückhalteausnehmung 128 an der Werkzeugwelle 140 dargestellt. Die Eingriffbuchse 106 umgibt einen Teil der Antriebswelle 122 benachbart zu den Öffnungen 302. Die Eingriffsbuchse 106 umfasst eine innere Oberfläche mit einem Entlastungsbereich 107 (relief area) mit einem ersten inneren Durchmesser und eine Eingriffsoberfläche 106a mit einem zweiten minimalen internen Durchmesser, der geringer ist, als der erste Durchmesser. Die Position der Eingriffsbuchse 106 in Bezug zu der Antriebswelle 122 ist durch die Bewegung des Aufsatzgehäuses 120 und der Kraft der Feder 124 gesteuert. In der verriegelten Position, dargestellt in 3A bis 3C ist die Eingriffsoberfläche 106a in Kontakt mit dem Rückhaltebauteil 104. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die Eingriffsoberfläche 106a winklig ausgebildet, wodurch eine erste Kraft zu dem Rückhaltebauteil 104 nach innen gerichtet quer zu der Längsachse und eine zweite Kraft entlang der Längsachse L1 zur inneren Schulter 114 weitergeleitet wird. In dieser Position zwingt die Kraft der Feder 124, wenn angelegt durch die Eingriffsbuchse 106 und das Rückhaltebauteil 104, das Kopplungsende 142 der Werkzeugwelle 140 gegen die innere Schulter 114.
4A bis 4C zeigen die Kopplungsanordnung 102 angeordnet in einer unverriegelten Position. In der unverriegelten Position ist die Eingriffsbuchse 106 entlang der Längsachse positioniert, so dass der Entlastungsbereich 107 axial benachbart zu dem Rückhaltebauteil 104 positioniert ist. In dieser Position kann das Rückhaltebauteil 104 die Nut oder Auskehlung 308 (channel) verlassen. Weiter kann in dieser Position das Kopplungsende 142 der Werkzeugwelle 140 beabstandet von der inneren Schulter 114 sein, um einen Spalt 115 zu erzeugen.
Nun in Bezug auf 3A bis 3B wird die Funktionsweise der dargestellten Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel ist ein medizinisches Sezierwerkzeug 138 innerhalb des länglichen Bohrlochs 308 vorgerückt, bis dessen Kopplungsende 112 ein Rückhaltebauteil 114 kontaktiert, welches ein Teil der Welle 122 ist.
In einem Beispiel kann das Kopplungsende 112 eine oder mehrere planare Oberflächen umfassen, um mit den korrespondierenden Oberflächen innerhalb des Bohrlochs 308 zusammenzupassen, um eine Rotationskraft an die Werkzeugwelle 140 weiterzuleiten.
Nun detaillierter in Bezug auf die teilweise explodiert dargestellte, perspektivische Ansicht der 3B und 3C, drückt, wenn ein Aufsatzgehäuse 120 in Richtung eines Pfeils 134 in Bezug auf ein Motorgehäuse 136 rotiert wird, dieses eine Feder 110 entlang der Längsachse L1 und hin zu dem Motorgehäuse 136, was veranlasst, dass die Feder 110 zusammengedrückt wird. Als Ergebnis wird ein Spalt 108 zwischen dem Aufsatzgehäuse 120 und der Eingriffsbuchse 106 erzeugt. An diesem Punkt entspannt sich die Feder 124 und deren Ausdehnung drückt die Eingriffsbuchse 106 in eine Richtung parallel zu der Längsachse L1 und hin zu dem Aufsatzgehäuse 120. Da eine Kontaktoberfläche 106a der Eingriffsbuchse 106 abgeschrägt ist, zwingt dieses das Sperrbauteil 106, welches als eine sphärische Kugel ausgebildet sein kann, durch eine winklige Bahn mittels Bewegen von Beidem, parallel zu und hin zu der Längsachse L1. Als Ergebnis wird das Sperrbauteil 104 sich entlang der Längsachse L1 bewegen, bis es benachbart zu der Ausnehmung 128 angeordnet ist, an welchem Punkt sich das Sperrbauteil nach innen in die Ausnehmung 128 bewegt. Schließlich wird das Sperrbauteil 104 gegen eine Welle 122 gedrückt. An diesem Punkt sichern die Eingriffsbuchse 106 und die Welle 122 zusammen das Sperrbauteil 106 in der Ausnehmung 128, wodurch eine Bewegung der Welle 140 entlang der Längsachse L1 verhindert wird.
Es ist vorgesehen, dass die Kontaktoberfläche 106a eine Vielzahl von Formen umfassen kann, so wie eine Keilform, eine teilweise sphärische Form, solange wie solch eine Form sich der Bewegung des Sperrbauteils 104 durch eine winklige Bahn anpasst.
In dieser Darstellung ist das Sperrbauteil 104 sich entlang einer winkligen Bahn, welche etwa 45° zu der Längsachse L1 ausgebildet ist, in die verriegelte Position bewegend dargestellt. Jedoch ist auch eine Vielzahl an Winkeln, welche zwischen etwa 0° bis 90° rangieren können, mittels der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 128 konkavförmig aus einer Längsquerschnittsansicht ausgebildet und nimmt nicht aktiv teil an der Übertragung jeglicher Rotationskräfte an die Welle 140. Es ist jedoch vorgesehen, dass die Ausnehmung 128 Oberflächenausbildungen umfasst, welche ausgebildet sind, Rotationskräfte aufzunehmen, und dadurch mitwirken können beim Antrieb der Welle 140.
Nun in Bezug auf 3C können in einem Ausführungsbeispiel, um eine dreieckige Abstützung zu ergeben, drei Sperrbauteile, wovon jedes eine sphärische Kugel sein kann, ausgebildet sein für die Kopplungsanordnung. Es ist vorgesehen, dass eine geringere oder größere Anzahl von Sperrbauteilen auch mittels der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Weiter können die Sperrbauteile andere Formen umfassen, so wie partielle Sphären oder irreguläre Formen.
Nun in Bezug auf 4A bis 4C ist in einem Ausführungsbeispiel eine Kopplungsanordnung 202 in einer unverriegelten Position dargestellt. Genauer bezugnehmend auf die teilweise explodiert dargestellte Perspektivansicht der 4B und 4C wird die Kraft, wenn das Aufsatzgehäuse 120 in Richtung eines Pfeils 204 in Bezug auf das Motorgehäuse 136 rotiert wird, welche vorher auf die Feder 110 ausgeübt wurde, gelöst, was die Feder 110 dazu bringt, sich zu entspannen und sich entlang der Längsachse L1 (hin zu der Eingriffsbuchse 106) zu bewegen. Zwischenzeitlich rückt, wenn das Aufsatzgehäuse 120 rotiert wird, dieses hin zu der Eingriffsbuchse 106 vor und schließt den Spalt 108 der 3B. An diesem Punkt wird die Eingriffsbuchse 106 dazu gebracht, sich entlang der Längsachse L1 und hin zur Feder 124 zu bewegen, was bewirkt, dass die Feder 124, zusammengedrückt wird.
Wenn sich die Eingriffsbuchse 106 weiter hin zu der Feder 124 bewegt, sichert diese nicht länger das Sperrbauteil 104 in der Ausnehmung 128. Als Ergebnis bewegt sich das Sperrbauteil 104 aus der Ausnehmung 128 heraus mittels einer winkligen Bewegungsbahn sowohl parallel zu der Längsachse L1 (und hin zur Richtung der Feder 124) und weg von der Längsachse L1.
Obwohl nur einige wenige beispielhafte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung wie vorstehend im Detail aufgeführt beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne materiell von der neuen technischen Lehre und den Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Auch können Merkmale, welche dargestellt und vorstehend beschrieben wurden im Hinblick auf einige Ausführungsbeispiele kombiniert werden, mit Merkmalen, welche vorstehend dargestellt und diskutiert wurden im Hinblick auf andere Ausführungsbeispiele. Dem gemäß sind all solche Modifikationen dazu gedacht, in den Geltungsbereich dieser Erfindung eingeschlossen zu sein.

Claims

Kopplungssystem für ein medizinisches Sezierwerkzeug (18, 138), wobei das Kopplungssystem (102) ausgebildet ist, eine Leistungsquelle mit einem Sezierwerkzeug (18, 138) zu verbinden, umfassend: eine Kopplungswelle (122) mit einem proximalen Teil zur Aufnahme einer Leistung von der Leistungsquelle, einen distalen Teil und eine Längsachse (L1), die durch den proximalen Teil und den distalen Teil verläuft, wobei der distale Teil eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist und wobei die innere Oberfläche einen internen Durchlass (308) definiert, der sich entlang der Längsachse erstreckt und der ausgebildet ist, um einen Teil des medizinischen Sezierwerkzeugs (18,138) aufzunehmen, und zumindest eine erste Öffnung (302), die sich von der äußeren Oberfläche zu dem inneren Durchlass (308) entlang einer ersten Achse erstreckt, die rechtwinklig zu der Längsachse (L1) angeordnet ist, wobei die erste Öffnung (302) eine erste Länge (L2) aufweist, welche sich entlang der Längsachse (L1) zwischen einer proximalen und einer distalen Begrenzung erstreckt, und wobei die erste Öffnung (302) eine erste Breite (W) aufweist, welche sich quer zu der Längsachse (L1) und der ersten Achse zwischen zwei seitlichen Begrenzungen erstreckt, wobei ferner die erste Länge (L2) größer ist, als die erste Breite (W) derart, dass die erste Öffnung (302) die Form eines länglichen Schlitzes entlang der Längsachse (L1) annimmt, und wobei die proximale Begrenzung, die distale Begrenzung und die zwei seitlichen Begrenzungen sich in einer Richtung erstrecken, die sich parallel zu der ersten Achse erstreckt, zumindest ein Sperrbauteil (104), das sich zumindest teilweise in die erste Öffnung (302) erstreckt und mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) von einer unverriegelten in eine verriegelte Position bewegbar ist durch eine erste Bahn in eine Richtung, die zumindest teilweise parallel zu der Längsachse (L1) ist, um zu verhindern, dass das medizinische Sezierwerkzeug (18, 138) sich entlang der Längsachse (L1) des internen Durchlasses (308) bewegt, wobei das zumindest eine Sperrbauteil (104) in einer unverriegelten Position beabstandet von der proximalen Begrenzung und benachbart zu der distalen Begrenzung der ersten Öffnung (302) angeordnet ist, und wobei das zumindest eine Sperrbauteil (104) in einer verriegelten Position benachbart zu der proximalen Begrenzung und beabstandet zu der distalen Begrenzung der ersten Öffnung (302) angeordnet ist, wobei eine Eingriffsbuchse (106) vorgesehen ist, die benachbart zu dem distalen Teil angeordnet ist, wobei die Eingriffsbuchse (106) eine innere Kontaktoberfläche (106a) für einen Eingriff mit dem zumindest einen Sperrbauteil (104) aufweist, die sich in einem schrägen Winkel mit Bezug auf die Längsachse (L1) erstreckt, wobei die Eingriffsbuchse (106) durch eine Feder (124) in Richtung des proximalen Teils der Kopplungswelle (122) gedrückt wird, und wobei ein Aufsatzgehäuse (120) vorgesehen ist, das um den proximalen Teil der Kopplungswelle (122) angeordnet ist, um die Position der Eingriffsbuchse (106) mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) einzustellen, wobei das Aufsatzgehäuse (120) entlang der Längsachse (L1) mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) beweglich ist durch ein Drehen des Aufsatzgehäuses (120) um die Längsachse (L1), wobei das erste Sperrbauteil (104) bei einer Bewegung zwischen einer unverriegelten und einer verriegelten Position entlang einem schrägen Winkel mit Bezug auf die Längsachse (L1) und die erste Achse beweglich ist.
Kopplungssystem nach Anspruch 1, wobei die erste Bahn sich in einem Winkel von etwa 45° zu der Längsachse (L1) erstreckt.
Kopplungssystem nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Sperrbauteil (104) eine sphärische Kugel umfasst.
Kopplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine zweite Öffnung vorgesehen ist, die sich von der äußeren Oberfläche zu dem inneren Durchlass (308) entlang einer zweiten Achse erstreckt, die rechtwinklig zur Längsachse (L1) angeordnet ist, wobei die zweite Öffnung eine zweite Länge aufweist, welche sich entlang der Längsachse (L1) erstreckt, und wobei die zweite Öffnung eine zweite Breite aufweist, welche sich quer zu der Längsachse (L1) und der zweiten Achse erstreckt, wobei die zweite Länge größer ist, als die zweite Breite derart, dass die zweite Öffnung die Form eines länglichen Schlitzes entlang der Längsachse (L1) aufweist.
Kopplungssystem nach Anspruch 4, wobei ein zweites Sperrbauteil vorgesehen ist, das sich zumindest teilweise in die zweite Öffnung erstreckt und mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) von einer unverriegelten in eine verriegelte Position bewegbar ist in eine Richtung, die zumindest teilweise parallel zu der Längsachse (L1) ist, um zu verhindern, dass das medizinische Sezierwerkzeug (18, 138) sich entlang der Längsachse (L1) des internen Durchlasses (308) bewegt.
Kopplungssystem nach Anspruch 5, wobei das zweite Sperrbauteil bei einer Bewegung zwischen einer unverriegelten und einer verriegelten Position entlang einem schrägen Winkel mit Bezug auf die Längsachse (L1) und die erste Achse beweglich ist.
Kopplungssystem nach Anspruch 4, wobei ein Teil der inneren Kontaktoberfläche (106a) für ein Eingreifen mit dem zweiten Sperrbauteil ausgebildet ist.
Kopplungssystem nach Anspruch 4, wobei eine dritte Öffnung vorgesehen ist, die sich von der äußeren Oberfläche zu dem inneren Durchlass (308) entlang einer dritten Achse erstreckt, die rechtwinklig zur Längsachse (L1) angeordnet ist, wobei die dritte Öffnung eine dritte Länge aufweist, welche sich entlang der Längsachse (L1) erstreckt, und wobei die dritte Öffnung eine dritte Breite aufweist, welche sich quer zu der Längsachse (L1) und der dritten Achse erstreckt, wobei die dritte Länge größer ist, als die dritte Breite derart, dass die dritte Öffnung die Form eines länglichen Schlitzes entlang der Längsachse (L1) aufweist.
Kopplungssystem nach Anspruch 8, wobei ein drittes Sperrbauteil vorgesehen ist, das sich zumindest teilweise in die dritte Öffnung erstreckt und mit Bezug auf die Kopplungswelle (122) von einer unverriegelten in eine verriegelte Position bewegbar ist in eine Richtung, die zumindest teilweise parallel zu der Längsachse (L1) ist, um zu verhindern, dass das medizinische Sezierwerkzeug (18, 138) sich entlang der Längsachse (L1) des internen Durchlasses (308) bewegt.
Kopplungssystem nach Anspruch 9, wobei das zweite und dritte Sperrbauteil jeweils eine sphärische Kugel umfassen.