DE102006024759B3

DE102006024759B3 - Chirurgisches Instrument

Info

Publication number: DE102006024759B3
Application number: DE200610024759
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Scholten; Rupert Dipl.-Ing. Mayenberger (Univ.); Tobias Dipl.-Ing. Maier
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2006-05-27
Filing date: 2006-05-27
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2026-05-28

Abstract

Um bei einem chirurgischen Instrument mit einem bewegbaren Werkzeug und einem Antrieb für das Werkzeug, der einen in einer Antriebskammer abgedichtet pneumatisch aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung und zurück verschieblichen Kolben umfasst, und mit einem Auslöseelement zum Auslösen des Antriebes, einen vollen Bewegungszyklus des Werkzeugs mit nur einem Betätigungselement zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass in einer Ventilkammer, in die eine Druckgasleitung einmündet und die mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, ein die Einmündung der Druckgasleitung in einer Schließstellung verschließender und von dieser Einmündung in einer Offenstellung entfernter Schließkörper verschiebbar gelagert ist, dass der Schließkörper von einem verschiebbaren Umschaltelement, das in einer Anfangsstellung durch das Auslöseelement festlegbar und durch Betätigung des Auslöseelements freigebbar ist, in dessen Anfangsstellung in die Schließstellung und in dessen Endstellung in die Offenstellung verschoben ist, dass das Umschaltelement durch eine Vorschubfeder mit einer dieses von der Anfangs- in die Endstellung verschiebenden Kraft beaufschlagt ist und dass das Umschaltelement durch den Gasdruck in der Arbeitskammer, der ansteigt, sobald der Kolben die Arbeitsstellung erreicht und daher nicht weiter verschieblich ist, in die Anfangsstellung zurückgeschoben wird und dabei den Schließkörper in die Schließstellung verschiebt.

Description

Die Erfindung betrifft ein chirurgisches Instrument mit einem bewegbaren Werkzeug und einem Antrieb für das Werkzeug.
Bei chirurgischen Instrumenten müssen häufig Werkzeuge bewegt werden, und dafür werden pneumatisch betriebene Antriebe eingesetzt, um den Operateur zu entlasten. Beispiele für derartige chirurgische Instrumente sind beispielsweise Scheren, Klemmen oder Clipanlegegeräte, bei denen ein Clip aus einer Vorratsstellung in eine Anlegestellung vorgeschoben und dort durch Klemmwerkzeuge zusammengedrückt werden soll.
Die Bewegung, die zur Betätigung der Werkzeuge notwendig ist, wird üblicherweise durch einen Kolben erzeugt, der durch ein Druckgas in eine Arbeitsstellung vorgeschoben wird und der nach Beendigung des Arbeitsvorganges durch einen zweiten Arbeitsgang wieder in die Ruhestellung zurückgeschoben werden muss.
Bei bekannten Instrumenten dieser Art sind dazu zwei getrennte Auslöseeinrichtungen notwendig, nämlich einmal zum Vorschieben des Kolbens in die Arbeitsstellung und zum anderen zum Zurückschieben des Kolbens aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung ( EP 10324636 A1 US 14331277 A , US 1 3815476 A .)
In der DE 31 48 619 C2 ist ein derartiges Instrument beschrieben, bei dem mit einer einzigen Auslöseeinrichtung sowohl der Vorschub als auch die Rückbewegung des Kolbens ausgelöst werden. Dabei erfolgt bei diesem bekannten Instrument die Umschaltung vom Vorwärtshub in den Rückwärtshub über eine Nockensteuerung. Beim Vorwärtshub gleitet ein Gleitstück auf einer Schiene und wird durch diese Schiene daran gehindert, in die Ausgangslage zurückzuschwenken. Ein Rückschwenken ist erst möglich am Ende der Vorschubbewegung des Kolbens. Durch dieses Rückschwenken kann die Zufuhr des Druckgasflusses unterbrochen werden, und dies ermöglicht dem Kolben unter der Wirkung einer Rückstellfeder in die Ausgangslage zurückgeschoben zu werden. Um diese Umsteuerung der Kolbenbewegung zu erreichen, ist also eine relativ komplizierte Nockensteuerung notwendig, durch die sich ein komplizierter Aufbau eines solchen Instrumentes ergibt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Ausgestaltung eines gattungsgemäßen Instrumentes zur Verfügung zu stellen, bei dem mit einem einzigen Auslöseelement die Verschiebung des Kolbens von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung und zurück in die Ruhestellung vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein chirurgisches Instrument mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Man erhält damit ein selbststeuerndes Ventil, das die Zufuhr des Druckgases zur Arbeitskammer so steuert, dass zunächst ein Anstieg des Druckes eintritt, der zu einem Vorschub des Kolbens in die Arbeitsstellung führt. Der Druckanstieg ist dabei relativ langsam, da durch die Verschiebung des Kolbens gleichzeitig das für das Druckgas zur Verfügung stehende Volumen der Arbeitskammer vergrößert wird. Sobald der Kolben die Arbeitsstellung erreicht hat, erfolgt jedoch keine Volumenvergrößerung der Arbeitskammer mehr, und dies führt zu einem raschen Anstieg des Druckes in der Arbeitskammer. Dieser Druckanstieg verschiebt das Umschaltelement von seiner Endstellung in die Anfangs stellung, und diese Verschiebung wird von dem Umschaltelement auf den Schließkörper übertragen, der dadurch in die Schließstellung verschoben wird. Damit ist die Zufuhr des Druckgases zu Ventilkammer und Arbeitskammer unterbrochen, und der Kolben kann – beispielsweise unter der Wirkung einer Rückholfeder – in die Ruhestellung zurückkehren.
Der gesamte Vorgang wird durch Betätigung des Auslöseelementes in Gang gesetzt und läuft dann selbsttätig ab, ohne dass der Benutzer noch eingreifen müsste. Da das Umschaltelement den Schließkörper über eine Schließfeder in die Schließstellung verschiebt, können Toleranzen ausgeglichen werden und es ist sichergestellt, dass der Schließkörper mit einer definierten Andruckkraft gegen die Einmündung der Druckgasleitung gedrückt wird. Durch die Beaufschlagung des Umschaltelementes mit dem Gasdruck in der Arbeitskammer auf der einen Seite und mit Umgebungsdruck auf der anderen Seite stellt sich eine definierte Druckdifferenz ein, die das Umschaltelement durch den plötzlichen Druckanstieg bei Erreichen des Kolbens in die Anfangsstellung zurückschiebt. Die Arbeitskammer und die Ventilkammer können über ein Belüftungsventil mit der Umgebung verbunden sein, das in der Schließstellung des Schließkörpers geöffnet ist und in der Offenstellung geschlossen.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schließkörper selbst den Ventilkörper des Belüftungsventiles bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist in der in die Ventilkammer einmündenden Druckgasleitung eine Drossel eingesetzt, die vorzugsweise einstellbar ist. Durch die Drosselwirkung kann die Geschwindigkeit des Druckanstieges und damit des Vorschubes des Kolbens in der Arbeitskammer beeinflußt werden.
Es ist günstig, wenn das Auslöseelement durch eine Feder in eine das Umschaltelement in der Anfangsstellung festlegende Verriegelungsstellung gespannt ist. Bei der Rückkehr des Umschaltelementes in die Anfangsstellung gelangt dadurch das Auslöseelements selbsttätig in die Verriegelungsstellung und verhindert ein erneutes Auslösen der gesamten Anordnung, bis das Auslöseelement bewußt gegen die Wirkung dieser Feder betätigt wird.
Der Schließkörper kann in der Schließstellung mit einer insbesondere elastischen Dichtscheibe gegen die Einmündung der Druckgasleitung gedrückt sein, so daß in der Schließstellung eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Schließkörper einen Dichtkopf und eine rohrförmige Verlängerung auf und durchsetzt im Bereich der Verlängerung einen zentralen Abschnitt der Ventilkammer, der dauerhaft mit der Umgebung in Verbindung steht.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn das Umschaltelement die Verlängerung des Schließkörpers koaxial umgibt und auf dieser längsverschieblich und abgedichtet verschiebbar ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Umschaltelement gegenüber der Innenwand der Ventilkammer abgedichtet ist und dadurch den zentralen Abschnitt der Ventilkammer abtrennt von einem zur Arbeitskammer führenden Endabschnitt.
Die Schließfeder kann eine die Verlängerung des Schließkörpers koaxial umgebende Schraubenfeder sein, und auch die Vorschubfeder kann eine die Verlängerung des Schließkörpers koaxial umgebende Schraubenfeder sein. Durch eine solche Anordnung ergibt sich ein sehr platzsparender Aufbau.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen dem zentralen Abschnitt und einem Einströmabschnitt der Ventilkammer, in den die Druckgasleitung einmündet, eine Trennwand mit einer Öffnung angeordnet ist, durch die der Schließkörper hindurchgreift.
Dabei kann die Trennwand einen die Öffnung umgebenden Dichtsitz aufweisen, an dem der Schließkörper in der Offenstellung dichtend anliegt und dadurch den Einströmabschnitt gegenüber dem zentralen Abschnitt abdichtet.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Schließkörpers nur wenig kleiner ist als der der Öffnung, so daß ein enger Spalt zwischen dem Schließkörper und der Öffnung entsteht, der als einzige Verbindung des Ein strömabschnittes und des zentralen Abschnittes eine Drosselstelle ausbildet. Über diese Drosselstelle erfolgt eine Belüftung des Einströmabschnittes, wenn der Schließkörper nicht in der Offenstellung steht und damit die Öffnung in der Trennwand vollständig verschließt.
Das Auslöseelement kann durch eine Durchbrechung in die Ventilkammer eintreten und in einen Rücksprung des Umschaltelementes eingreifen, wenn dieses in der Anfangsstellung steht.
Dabei ist es günstig, wenn diese Durchbrechung eine Belüftungsöffnung für die Ventilkammer bildet.
Zum Zurückschieben des Kolbens in die Ruhestellung kann eine Rückholfeder vorgesehen sein, diese verschiebt den Kolben nur dann in die Ruhestellung, wenn der Kolben nicht von einem Druckgas beaufschlagt ist, wenn also der Schließkörper die Druckgasleitung verschließt und die Ventilkammer belüftet ist.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht eines Handgriffes eines chirurgischen Instrumentes mit einer Druckgaspatrone und einem Auslösegriff;
2: eine Längsschnittansicht durch eine Ventilkammer und eine Arbeitskammer in dem in 1 dargestellten Handgriff mit dem Schließkörper in Schließstellung und dem Kolben in Ruhestellung und mit einem in der Anfangsstellung verriegelten Umschaltelement;
3: eine Ansicht ähnlich 2 nach Entriegelung des Umschaltelementes und beim Beginn der Verschiebung des Umschaltelementes von der Anfangsstellung in die Endstellung;
4: eine Ansicht ähnlich 3 mit dem Umschaltelement in einer Zwischenstellung und in Anlage an einem Mitnahmeanschlag des Schließkörpers;
5: eine Ansicht ähnlich 4 mit dem Schließkörper in Offenstellung und dem Umschaltelement in Endstellung vor dem Verschieben des Kolbens in die Arbeitsstellung;
6: eine Ansicht ähnlich 5 mit dem Kolben in Arbeitsstellung und mit dem Umschaltelement in einer Zwischenstellung zwischen Anfangsstellung und Endstellung;
7: eine Ansicht ähnlich 6 mit dem Umschaltelement in Endstellung und dem Schließkörper in der Schließstellung und
8: eine diagrammatische Darstellung des zeitlichen Druckverlaufes des Druckgases in der Arbeitskammer bei einem Arbeitszyklus.
In der Zeichnung ist nur ein Teil eines chirurgischen Instrumentes dargestellt, nämlich ein Handgriff 1, an den ein geeignetes Werkzeug angeschlossen werden kann, beispielsweise in Form eines länglichen Schaftes, in dem ein Schub- und Zugglied längsverschieblich gelagert ist. Am freien Ende eines derartigen Schaftes kann ein Werkzeug angeordnet werden, beispielsweise eine Vorrichtung zum Zusammenbiegen von Clips, diese Vorrichtung kann durch das Schub- und Zugglied betätigt werden, wenn dieses parallel zum Schaft in diesem vorgeschoben wird.
Es könnten auch andere Werkzeuge in dieser Weise betätigt werden, die beispielsweise am Schaft gelenkig gelagert sind und durch das Schub- und Zugglied um diese Lagerstelle verschwenkt werden, beispielsweise bei zangen- oder klemmenartigen Instrumenten.
Wesentlich ist für das chirurgische Instrument lediglich, daß das Werkzeug über ein Zwischenglied mit dem Handgriff 1 verbunden ist und durch ein in Längsrichtung verschiebbares Schub- und Zugglied betätigt werden kann.
Der Handgriff 1 umfaßt ein annähernd zylindrisches Gehäuses 2, an welches sich ein ringförmiges Griffteil 3 anschließt. An der Vorderseite wird das Griffteil 3 gebildet durch einen verschwenkbaren Auslösegriff 4, im hinteren Teil des Griffteiles 3 befindet sich eine durch einen verschwenkbaren Deckel 5 ver schließbare Kammer 6, die eine Druckgaspatrone 7 aufnimmt, beispielsweise eine Druckluftpatrone oder eine CO₂-Patrone. Diese kann auswechselbar in der Kammer 6 aufgenommen werden.
Im eingelegten Zustand ist die Druckgaspatrone 7 verbunden mit einer Druckgasleitung 8, die in eine zylindrische Ventilkammer 9 führt, die im Gehäuse 2 untergebracht ist. Die Druckgasleitung 8 mündet zentral in den Boden 10 der Ventilkammer 9 ein und steht geringfügig in den Innenraum der Ventilkammer 9 vor, der Einlaßquerschnitt der Druckgasleitung 8 ist sehr klein, die Druckgasleitung 8 bildet im Bereich ihrer Einmündung 11 eine Drosselstelle aus. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat diese Drosselstelle einen festen Querschnitt, es könnte aber vorgesehen sein, daß dieser Querschnitt durch geeignete Mittel einstellbar ist, so daß dadurch auch die Drosselwirkung der Einmündung 11 einstellbar ist.
Die zylindrische Ventilkammer weist an ihrem dem Boden 10 gegenüberliegenden Ende einen Rohrstutzen 12 auf, der in eine ebenfalls zylindrische Arbeitskammer 13 eingeschoben ist und gegenüber der Arbeitskammer 13 durch eine in eine Ringnut 14 eingelegte Umfangsdichtung 15 abgedichtet ist.
In der Arbeitskammer 13 ist ein Kolben 16 abgedichtet längsverschieblich gelagert, die Abdichtung erfolgt über eine in eine Ringnut 17 eingelegte Umfangsdichtung 18. Der Kolben 16 tritt mittels einer Kolbenstange 19 aus der Arbeitskammer 13 aus, diese Kolbenstange kann mit dem Schub- und Zugglied verbunden werden, das in einem an den Handgriff 1 anschließenden Schaft untergebracht wird und das in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Durch die Verschiebung des Kolbens 16 wird das Schub- und Zugglied in dem Schaft hin- und hergeschoben und betätigt dadurch das Werkzeug.
Der Kolben 16 ist in der Arbeitskammer 13 zwischen zwei Anschlägen verschiebbar, nämlich einem ersten Anschlag, der durch den Rohrstutzen 12 gebildet wird, und einem zweiten Anschlag, der durch eine Ringschulter 20 an der Innenwand der Arbeitskammer 13 gebildet wird. Die Kolbenstange 19 umgibt eine Schraubenfeder 21, die den Kolben 16 gegen den Rohrstutzen 12 verschiebt, d.h. der Kolben 16 ist gegen die Wirkung dieser Schraubenfeder 21 aus einer Ruhestellung, in der er an dem Rohrstutzen 12 anliegt, in eine Arbeitsstellung verschiebbar, in der er an der Ringschulter 20 anliegt.
In der Ventilkammer 9 ist in Längsrichtung verschieblich ein Schließkörper 22 gelagert mit einem Dichtkopf 23 und einer sich an diesen anschließenden rohrförmigen Verlängerung 24. Der Dichtkopf 23 trägt auf seiner dem Boden 10 der Ventilkammer 9 zugewandten Stirnseite in einer Vertiefung 25 eine vorzugsweise elastische Dichtscheibe 26, die in einer Schließstellung des Schließkörpers 22 gegen die Einmündung 11 der Druckgasleitung 8 gedrückt wird und diese verschließt, während sie in einer Offenstellung, in der der Schließkörper 22 in Richtung auf die Arbeitskammer 13 verschoben ist, von der Einmündung 11 einen Abstand einhält und diese dadurch freigibt.
Der Dichtkopf 23 ist in einem Einströmabschnitt 27 der Ventilkammer 9 angeordnet, der gegenüber dem übrigen Teil der Ventilkammer 9 durch eine quer verlaufende Trennwand 28 abgeteilt wird. Diese Trennwand 28 ist mittels einer in eine Ringnut 29 der Trennwand 28 eingelegte Umfangsdichtung 30 gegenüber der Ventilkammer 9 abgedichtet und in axialer Richtung festgelegt. Sie weist eine zentrale Öffnung 31 auf, durch die die rohrförmige Verlängerung 24 des Schließkörpers 22 hindurchgreift. Der Querschnitt der Verlängerung 24 ist dabei geringfügig kleiner als der Querschnitt der Öffnung 31, so daß eine Strömungsverbindung zwischen dem Einströmabschnitt 27 und dem anschließenden Teil der Ventilkammer 9 entsteht, jedoch sind die Querschnittsunterschiede der Verlängerung 24 und der Öffnung 31 so gering, daß der verbleibende Spalt als Drossel wirkt.
Die Öffnung 31 ist im Inneren des Einströmabschnittes 27 von einer Ringschulter 32 umgeben, gegen die eine auf den Dichtkopf 23 angeordnete Ringdichtung 33 dichtend anlegbar ist, wenn der Schließkörper 22 von seiner Schließstellung in seine Offenstellung verschoben wird. Die Ringdichtung 33 und die Ringschulter 32 bilden somit ein Ventil, welches bei Anlegen der Ringdichtung 33 an der Ringschulter 32 die Öffnung 31 vollständig gegenüber dem restlichen Teil der Ventilkammer 9 abdichtet.
Auf der Verlängerung 24 ist ein diese konzentrisch umgebendes Umschaltelement 34 längsverschieblich gelagert und gegenüber der Verlängerung 24 durch eine Umfangsdichtung 35 abgedichtet, die in eine Ringnut 36 der Verlängerung 24 eingelegt ist. Das Umschaltelement 34 ist gegenüber der Innenwand der Ventilkammer 9 durch eine weitere Umfangsdichtung 37 abgedichtet, die in eine Ringnut 38 des Umschaltelementes 34 eingelegt ist.
Damit unterteilt das Umschaltelement 34 den neben dem Einströmabschnitt 27 liegenden Teil der Ventilkammer 9 in zwei Abschnitte, nämlich einen zwischen der Trennwand 28 und dem Umschaltelement 34 liegenden zentralen Abschnitt 39 und einen sich unmittelbar an den Rohrstutzen 12 anschließenden Endabschnitt 40. Der zentrale Abschnitt 39 steht über eine Durchbrechung 41 in der Wand der Ventilkammer 9 mit der Umgebung in Verbindung und über den Spalt zwischen der Öffnung 31 und der Verlängerung 24 mit dem Einstromabschnitt 27, während der Endabschnitt 40 gegenüber dem übrigen Teil der Ventilkammer 9 abgedichtet ist und nur über den Rohrstutzen 12 mit der Arbeitskammer 13 und über die rohrförmige Verlängerung 24 mit dem Dichtkopf 23 in Verbindung steht. Dieser verbindet die rohrförmige Verlängerung 24 über Querbohrungen 42, 43 mit dem Einströmabschnitt 27. Die Verlängerung 24 bildet also eine direkte Verbindung zwischen dem Einströmabschnitt 27 und dem Endabschnitt 40 aus, diese Verbindung durchsetzt abgedichtet den zentralen Abschnitt 39, der mit der Umgebung in Verbindung steht.
Das Umschaltelement 34 weist an seiner der Trennwand 28 zugewandten Seite eine hülsenförmige Vertiefung 44 auf, in die zwei konzentrisch zueinander und zur Verlängerung 24 angeordnete Schraubenfedern angeordnet sind, nämlich eine innere Schließfeder 45, die sich einerseits an dem Umschaltelement 34 und andererseits an einer Ringschulter 46 abstützt, und eine äußere Vorschubfeder 47, die sich einerseits am Umschaltelement 34 und andererseits an der Trennwand 28 abstützt. Die Ringschulter 46 ist Teil eines Stützringes 46a, der die Verlängerung 24 umgibt und auf dieser in axialer Richtung unverschieblich festgelegt ist. An seiner der Ringschulter 46 abgewandten Seite steht der Stützring 46a geringfügig über den Umfang der Verlängerung 24 vor und bildet dort eine Stufe 46b aus.
Die Verschiebebewegung des Umschaltelementes 34 relativ zur Verlängerung 24 wird durch einen Ringflansch 48 am arbeitskammerseitigen Ende der Verlängerung 24 begrenzt, dieser Ringflansch 48 wirkt als Anschlag, wenn das Umschaltelement 34 in Richtung der Arbeitskammer 13 verschoben wird.
Im Bereich der hülsenförmigen Vertiefung 44 weist das Umschaltelement 34 eine umlaufende Stufe 49 auf, die ein an der Außenseite der Ventilkammer 9 verschwenkbar gelagerter Auslösehebel 50 hintergreifen kann, der durch die Durchbrechung 41 in den zentralen Abschnitt 39 der Ventilkammer 9 eintauchen kann. Die Abmessungen sind dabei so gewählt, daß der Auslösehebel 50 hinter die Stufe 49 eingreift, wenn das Umschaltelement 34 in einer Anfangsstellung nahe der Trennwand 28 steht, der Auslösehebel 50 wird durch eine am Gehäuse 2 gelagerte Blattfeder 51 so verschwenkt, daß er hinter die Stufe 49 eintaucht und nur gegen Wirkung der Blattfeder 51 aus der Stufe 49 ausgehoben werden kann.
Der Auslösehebel 50 kann in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise durch den verschwenkbaren Auslösegriff 4 am Griffteil 3 verschwenkt werden, so daß durch Betätigung dieses Auslösegriffes 4 der Eingriff des Auslösehebels 50 in die Stufe 49 aufgehoben werden kann.
Beim Betrieb des in der Zeichnung dargestellten chirurgischen Instrumentes befinden sich zunächst alle Teile in einer Ausgangsstellung, bei der das Umschaltelement 34 in seiner Anfangsstellung steht und in dieser durch den hinter die Stufe 49 eingreifenden Auslösehebel 50 gehalten wird. In dieser Stellung hält das Umschaltelement 34 über die Schließfeder 45 den Schließkörper 22 in seiner Schließstellung in abdichtender Anlage der Dichtscheibe 26 an der Einmündung 11, d.h. die Druckgasleitung 8 ist verschlossen. Der Kolben 16 ist unter der Wirkung der Schraubenfeder 21 in seine Ruhestellung verschoben, d.h. er liegt am Rohrstutzen 12 an (2). Die Öffnung 31 ist geöffnet, da sich der Schließkörper 22 in seiner Schließstellung befindet, in der die Ringdichtung 33 von der Ringschulter 32 der Trennwand 28 entfernt ist, damit ist der Einströmabschnitt 27 belüftet, d.h. er steht in Strömungsverbindung mit dem zentralen Abschnitt 39 der Ventilkammer 9, die ihrerseits über die Durchbrechung 41 mit der Umgebung in Verbindung steht. Belüftet wird auf diese Weise über den den Schließkörper 22 durchsetzenden Strömungsweg auch der Endabschnitt 40 und die in Strömungsverbindung mit ihm stehende Arbeitskammer 13.
Durch Betätigung des Auslösegriffes 4 kann der Auslösehebel 50 gegen die Wirkung der Blattfeder 51 verschwenkt werden und tritt dabei aus der Stufe 49 des Umschaltelementes 34 aus, das Umschaltelement 34 wird dadurch freigegeben und kann unter der Wirkung der sich an der Trennwand 28 abstützenden Vorschubfeder 47 in Richtung auf die Arbeitskammer 13 verschoben werden. Dabei entspannt sich durch diese Vorschubbewegung des Umschaltelementes 34 die Schließfeder 45 allmählich, d.h. die Kraft wird herabgesetzt, mit der der Schließkörper 22 gegen die Einmündung 11 gedrückt wird (3).
Schließlich schlägt das Umschaltelement 34 am Ringflansch 48 der Verlängerung 24 an und nimmt dadurch bei der weiteren Verschiebebewegung in Richtung auf die Arbeitskammer 13 den gesamten Schließkörper 22 in derselben Richtung mit, d.h. der Schließkörper 22 wird mit seiner Dichtscheibe 26 von der Einmündung 11 abgehoben und gibt daher die Druckgasleitung 8 frei (4 und 5). Bei dieser Verschiebung des Schließkörpers 22 in Richtung auf die Arbeitskammer 13, also in die Offenstellung des Schließkörpers 22, legt sich die Ringdichtung 33 an die Ringschulter 32 der Trennwand 28 an und verschließt somit die Öffnung 31 dicht. Damit sind der Einströmabschnitt 27, der Endabschnitt 40 und die Arbeitskammer 13 von dem zentralen Abschnitt 39 abgetrennt und damit von der Belüftungsöffnung, die von der Durchbrechung 41 gebildet wird (5). Dies führt zu einem Ausströmen des Druckgases aus der Druckgasleitung 8 in den Einströmabschnitt 27, den Endabschnitt 40 und die Arbeitskammer 13 und gleichzeitig zu einem allmählichen Druckanstieg, wie er im Bereich 0-1 in 8 dargestellt ist.
Der Druckanstieg verschiebt daraufhin den Kolben 16 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 21 bis in die Arbeitsstellung, d.h. bis zum Anschlag an die Ringschulter 20, während dieser Verschiebung vergrößert sich das Volumen der für das Druckgas zur Verfügung stehenden Arbeitskammer 13, so daß der Druckanstieg in diesem Volumen verlangsamt wird. Dies ist der Druckbereich 1-2 in 8.
Sobald der Kolben 16 durch den Anschlag an der Ringschulter 20 an einer weiteren Verschiebung gehindert wird, ist diese Volumenvergrößerung beendet, und dies führt zu einem raschen Anstieg des Druckes entsprechend dem Bereich 2-3 in 8. Durch diesen Druckanstieg wird die Kraft erhöht, die das Druckgas auf das Umschaltelement 34 ausübt, das auf seiner der Arbeitskammer 13 zugewandten Seite von dem Druckgas beaufschlagt wird, auf der gegenüberliegenden Seite dagegen von einem Gas, das aufgrund der Durchbrechung 41 Umgebungsdruck aufweist. Außerdem wirken auf das Umschaltelement 34 noch die Kräfte der Schließfeder 45 und der Vorschubfeder 47. Die Dimensionierung ist so gewählt, daß in dieser Phase die Kraft des Druckgases die Rückstellkräfte durch die Schließfeder 45 und Vorschubfeder 47 sowie das unter Umgebungsdruck stehende Gas im zentralen Abschnitt 39 überwiegt, so daß das Umschaltelement 34 aus seiner Endstellung in Richtung auf die Anfangsstellung zurückgeschoben wird (6). Dabei legt sich das Umschalt element 34 an die ringförmige Stufe 46b des Lagerrings 46a, das heißt die Schließfeder 45 wird überbrückt.
Auf den Schließkörper 22 wirken in dieser Situation verschiedene Kräfte in unterschiedlicher Richtung, nämlich einmal die Kraft des Druckgases im Einströmabschnitt 27 und zum anderen die rücktreibende Kraft des Umschaltelements 34 (abzüglich der Kraft der Vorschubfeder 47). Durch die etwas kleinere Dimensionierung der Ringschulter 32 im Verhältnis zum Umfang des Umschaltelements 34 wird mit steigendem Druck die rücktreibende Kraft des Umschaltelements 34 größer als die den Schließkörper 22 gegen die Ringschulter 32 drückende Druckkraft, so daß es schließlich zu einem Abheben des Schließkörpers 22 von der Ringschulter 32 und damit zu einem Umschaltvorgang kommt, durch den der Schließkörper 22 in seine Schließstellung verschoben wird, so daß einerseits die Druckgasleitung 8 verschlossen wird und andererseits gleichzeitig der Einströmabschnitt 27, der Endabschnitt 40 und die Arbeitskammer 13 über den zentralen Abschnitt 39 belüftet werden. Dies führt zu einem raschen Abfall des Druckes in diesen Volumina, wie dies im Abschnitt 3-4 in 8 dargestellt ist. Der Kolben 16 wird in dieser Phase durch die Schraubenfeder 21 in seine Ruhestellung zurückgeschoben, in der er am Rohrstutzen 12 anliegt (2).
Das Umschaltelement 34 schließlich wird in seiner Anfangsstellung erneut durch den Auslösehebel 50 festgelegt, der unter der Wirkung der Blattfeder 51 einschwenkt und hinter die Stufe 49 des Umschaltelementes 34 eintaucht. Damit ist die Ausgangsstellung wieder erreicht, und der Auslösevorgang kann durch Betätigung des Auslösegriffes 4 wiederholt werden.
Nach der Betätigung des Auslösegriffes 4 läuft der gesamte Vorgang selbsttätig ab, der Benutzer kann auch den Auslösegriff 4 nach einer einmaligen Betätigung loslassen, da der Auslösehebel 50 unter der Blattfeder 51 zwar eingeschwenkt wird, der Auslösehebel 50 sich jedoch neben der Ringnut 49 an der Außenseite des Umschaltelementes 34 abstützt, ohne dieses in axialer Richtung festzulegen. Eine solche Festlegung erfolgt erst dann wieder, wenn der Auslösehebel 50 bei der Rückbewegung des Umschaltelementes 34 und dem Erreichen der Anfangsstellung in die Ringnut 49 eintauchen kann.
Der Schließkörper 22 wird vom Umschaltelement 34 über die Schließfeder 45 gegen die Einmündung 11 gedrückt. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß diese Anordnung als Sicherheitsventil wirken kann für den Fall, daß der Druck des Druckgases in der Druckgasleitung 8 über einen bestimmten Wert ansteigt. Dies kann beispielsweise dann eintreten, wenn die Druckgaspatrone 7 bei einem Sterilisationsvorgang des Instrumentes nicht entfernt wird und wenn durch die Temperaturerhöhung beim Sterilisationsvorgang der Druck in der Druckgaspatrone stark ansteigt. Dieser Druckanstieg führt zu einer Verschiebung des Schließkörpers 22 entgegen der Wirkung der Schließfeder 45 und gibt somit die Einmündung 11 frei. Der ansteigende Druck in der Druckgaspatrone 7 kann damit abgebaut werden.
Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Anordnung ist darin zu sehen, daß kein Endschalter notwendig ist zur Druckregelung und auch kein Druckregelventil. Dadurch wird der Aufbau insgesamt sehr vereinfacht, außerdem wird der Gasverbrauch dadurch deutlich reduziert.

Claims

Chirurgisches Instrument mit einem bewegbaren Werkzeug und mit einem Antrieb für das Werkzeug, der einen in einer Arbeitskammer (13) abgedichtet pneumatisch aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung und zurück verschieblichen Kolben (16) umfasst, mit einem Auslöseelement (50) des Antriebes, mit einer Ventilkammer (9), in die eine Druckgasleitung (8) einmündet und die mit der Arbeitskammer (13) in Verbindung steht, mit einem in der Ventilkammer (9) verschiebbar gelagerten, die Einmündung (11) der Druckgasleitung (8) in einer Schließstellung verschließenden und von dieser Einmündung (11) in einer Offenstellung entfernten Schließkörper (22), mit einem verschiebbaren Umschaltelement (34), das in einer Anfangsstellung durch das Auslöseelement (50) festlegbar und durch Betätigung des Auslöseelements (50) freigebbar ist und das in seiner Anfangsstellung den Schließkörper (22) in die Schließstellung und in seiner Endstellung den Schließkörper (22) in die Offenstellung verschiebt, und mit einer Vorschubfeder (47), welche das Umschaltelement (34) mit einer dieses von der Anfangs- in die Endstellung verschiebenden Kraft beaufschlagt, wobei das Umschaltelement (34) auf einer Seite von dem Gasdruck in der Arbeitskammer (13) und auf der anderen Seite vom Umgebungsdruck beaufschlagt ist und wobei das Umschaltelement (34) durch den Gasdruck in der Arbeitskammer (13), der ansteigt, sobald der Kolben (16) die Arbeitsstellung erreicht und daher nicht weiter verschieblich ist, in die Anfangsstellung zurückgeschoben wird und dabei den Schließkörper (22) über eine Schließfeder (45) und/oder eine Stufe (46b) in die Schließstellung verschiebt.
Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (13) und die Ventilkammer (9) über ein Belüftungsventil (32, 33) mit der Umgebung verbunden sind, das in der Schließstellung des Schließkörpers (22) geöffnet ist und in der Offenstellung geschlossen.
Instrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (22) den Ventilkörper des Belüftungsventils bildet.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der in die Ventilkammer (9) einmündenden Druckgasleitung (8) eine gegebenenfalls einstellbare Drossel eingesetzt ist.
Instrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselwirkung der Drossel einstellbar ist.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (50) durch eine Feder (51) in eine das Umschaltelement (34) in der Anfangsstellung festlegende Verriegelungsstellung gespannt ist.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (22) in der Schließstellung mit einer vorzugsweise elastischen Dichtscheibe (26) gegen die Einmündung der Druckgasleitung (8) gedrückt ist.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (22) einen Dichtkopf (23) und eine rohrförmige Verlängerung (24) aufweist und im Bereich der Verlängerung (24) einen zentralen Abschnitt (39) der Ventilkammer (9) durchsetzt, der dauerhaft mit der Umgebung in Verbindung steht.
Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltelement (34) die Verlängerung (24) des Schließkörpers (22) koaxial umgibt und auf dieser längsverschieblich und abgedichtet verschiebbar ist.
Instrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltelement (34) gegenüber der Innenwand der Ventilkammer (9) abgedichtet ist und dadurch den zentralen Abschnitt (39) der Ventilkammer (9) abtrennt von einem zur Arbeitskammer (13) führenden Endabschnitt (40).
Instrument nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (45) eine die Verlängerung (24) des Schließkörpers (22) koaxial umgebende Schraubenfeder ist.
Instrument nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubfeder (47) eine die Verlängerung (24) des Schließkörpers (22) koaxial umgebende Schraubenfeder ist.
Instrument nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung (24) des Schließkörpers (22) einen Anschlag (48) aufweist, an dem das Umschaltelement (34) bei seiner Verschiebung in die Endstellung anschlägt und den Schließkörper (22) in dessen Offenstellung mitnimmt.
Instrument nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zentralen Abschnitt (39) und einem Einströmabschnitt (27) der Ventilkammer (9), in den die Druckgasleitung (8) einmündet, eine Trennwand (28) mit einer Öffnung (31) angeordnet ist, durch die der Schließkörper (22) hindurchgreift.
Instrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (28) einen die Öffnung (31) umgebenden Dichtsitz (32) aufweist, an dem der Schließkörper (22) in der Offenstellung dichtend anliegt und dadurch den Einströmabschnitt (27) gegenüber dem zentralen Abschnitt (39) abdichtet.
Instrument nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Schließkörpers (22) nur wenig kleiner ist als der der Öffnung (31), so dass ein enger Spalt zwischen dem Schließkörper (22) und der Öffnung (31) entsteht, der als einzige Verbindung des Einströmabschnittes (27) und des zentralen Abschnittes (39) eine Drosselstelle ausbildet.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (50) durch eine Durchbrechung (41) in die Ventilkammer (9) eintritt und in einen Rücksprung (49) des Umschaltelementes (34) eingreift, wenn dieses in der Anfangsstellung steht.
Instrument nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (41) eine Belüftungsöffnung für die Ventilkammer (9) bildet.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) gegen die Wirkung einer Rückholfeder (21) in die Arbeitsstellung verschiebbar ist.
Instrument nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (9) und die Arbeitskammer (13) abgedichtet und lösbar miteinander verbunden sind.