DE102011050101A1 - Surgical motor control and/or regulation device for use in surgical drive system for controlling surgical drive unit, has stop unit stopping motor such that rotor holds rotational position relative to housing, which defines resting position - Google Patents

Surgical motor control and/or regulation device for use in surgical drive system for controlling surgical drive unit, has stop unit stopping motor such that rotor holds rotational position relative to housing, which defines resting position Download PDF

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Abstract

The device has a sensorless electromotor (68) that comprises a motor housing and a rotor, and a motor stop unit (140) for stopping the electromotor up to rotational speed of zero revolutions per unit time such that the rotor holds a rotational position relative to the motor housing, which defines a resting position. A rotational direction requirement storage unit stores rotation direction requirement before deceleration of the electromotor at the rotational speed of zero revolutions per time unit. The rotor is maintained to be active in the rest position in a holding mode. An independent claim is also included for a method for controlling and/or regulating a surgical drive unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit mit einem sensorlosen Elektromotor, welcher ein Motorgehäuse, einen Rotor und mindestens zwei Motorwicklungen umfasst, welche Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit.The present invention relates to a surgical motor control and / or regulating device for controlling and / or regulating a surgical drive unit with a sensorless electric motor, which comprises a motor housing, a rotor and at least two motor windings, which motor control and / or regulating device is designed for Controlling and / or regulating the drive unit by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit mit einem sensorlosen Elektromotor, welcher ein Motorgehäuse, einen Rotor und mindestens zwei Motorwicklungen umfasst.Furthermore, the present invention comprises a method for controlling and / or regulating a surgical drive unit with a sensorless electric motor comprising a motor housing, a rotor and at least two motor windings.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein chirurgisches Antriebssystem umfassend mindestens eine Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung und mindestens eine mit dieser verbindbare und ansteuerbare chirurgische Antriebseinheit und/oder mindestens ein eine chirurgische Antriebseinheit umfassendes chirurgisches Instrument, wobei die mindestens eine Antriebseinheit einen sensorlosen Elektromotor mit einem Rotor und mindestens zwei Motorwicklungen umfasst, wobei die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit.Furthermore, the present invention relates to a surgical drive system comprising at least one control and / or regulating device and at least one with this connectable and controllable surgical drive unit and / or at least one surgical drive unit comprehensive surgical instrument, wherein the at least one drive unit comprises a sensorless electric motor with a Rotor and at least two motor windings, wherein the control and / or regulating device is designed for controlling and / or regulating the drive unit by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit.

Eine chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit ist beispielsweise aus der DE 10 2009 018 143 A1 bekannt. Sie ist ausgebildet zum Steuern und/oder Regeln sensorloser Motoren, insbesondere von elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren. Sensorlos bedeutet hierbei, dass kein Drehzahlsensor am Motor vorgesehen ist, um dessen Drehzahl zu ermitteln. Diese wird bei sensorlosen Elektromotoren üblicherweise durch die Bestimmung der Gegen-EMK (Elektro-Motorische Kraft) ermittelt, also über die Bestimmung der induzierten Spannung in einer nicht bestromten Motorwicklung.A surgical motor control and / or regulating device for controlling and / or regulating a surgical drive unit is known from e.g. DE 10 2009 018 143 A1 known. It is designed for controlling and / or regulating sensorless motors, in particular electronically commutated DC motors. Sensorless here means that no speed sensor is provided on the engine to determine its speed. In the case of sensorless electric motors, this is usually determined by the determination of the back EMF (electric motor force), that is to say via the determination of the induced voltage in a non-energized motor winding.

Ohne Drehzahlsensor kann jedoch auch die Rotorposition des sensorlosen Elektromotors nicht direkt bestimmt werden. Vielmehr erfodert dies mindestens eine Umdrehung des Rotors. Da jedoch die Position, das heißt die Drehstellung des Rotors relativ zum Motorgehäuse nicht bekannt ist, kann es sein, dass zu Beginn der Motor nicht in der angeforderten Drehrichtung anläuft.Without a speed sensor, however, the rotor position of the sensorless electric motor can not be determined directly. Rather, this requires at least one revolution of the rotor. However, since the position, that is, the rotational position of the rotor relative to the motor housing is not known, it may be that at the beginning of the engine does not start in the requested direction of rotation.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung sowie ein Verfahren und ein chirurgisches Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass der Elektromotor aus dem Stillstand stets sofort mit der gewünschten Drehrichtung anläuft.It is therefore an object of the present invention to improve a surgical motor control and / or regulating device and a method and a surgical drive system of the type described above so that the electric motor always starts immediately from standstill with the desired direction of rotation.

Diese Aufgabe wird bei einer chirurgischen Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Motoranhalteeinrichtung vorgesehen ist zum Anhalten des Elektromotors bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart, dass der Rotor eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.This object is achieved in a surgical engine control and / or regulating device of the type described above according to the invention that a motor stopping device is provided for stopping the electric motor to a speed of zero revolutions per unit time such that the rotor assumes a rotational position relative to the motor housing which defines a rest position.

Die vorgeschlagene Motoranhalteinrichtung vorzusehen ermöglicht es, den Rotor des Elektromotors in eine definierte Drehstellung relativ zum Motorgehäuse zu bringen, nämlich in die Ruhestellung. Die Kenntnis dieser Position ermöglicht es dann insbesondere, den stillstehenden und unbestromten Elektromotor so zu bestromen, dass er sofort mit der gewünschten Drehrichtung in Rotation versetzt werden kann. Somit ist der Elektromotor schneller einsatzbereit und muss nicht noch einmal, falls er beim Loslaufen in die falsche Richtung dreht, abgebremst und anschließend mit entgegensetzter Drehrichtung wieder gestartet werden.To provide the proposed engine stop means makes it possible to bring the rotor of the electric motor in a defined rotational position relative to the motor housing, namely in the rest position. The knowledge of this position then makes it possible in particular to energize the stationary and de-energized electric motor so that it can be set in rotation immediately with the desired direction of rotation. Thus, the electric motor is ready for use faster and does not have to be decelerated once again, if it rotates in the wrong direction when starting, and then restarted in the opposite direction of rotation.

Das Anlaufen des Eletromotors kann insbesondere weiter verbessert werden, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung einen Drehrichtungsanforderungsspeicher umfasst zum Speichern der letzten Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit. Ist zusätzlich zur Ruhestellung des Rotors die letzte Drehrichtungsanforderung bekannt, kann das Anlaufen des Elektromotors noch zuverlässiger mit der gewünschten Drehrichtung erfolgen.The starting of the electric motor can in particular be further improved if the motor control and / or regulating device comprises a direction of rotation request memory for storing the last direction of rotation request before the braking of the electric motor to the speed of zero revolutions per unit time. If, in addition to the rest position of the rotor, the last direction of rotation request is known, the starting of the electric motor can be effected even more reliably with the desired direction of rotation.

Vorzugsweise umfasst die chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung einen Ruhestellungsspeicher zum Speichern der Ruhestellung des Rotors. Die Ruhestellung kann insbesondere immer dieselbe Drehstellung des Rotors relativ zum Motorgehäuse sein. Es kann sich dabei jedoch auch jedes Mal um eine andere Drehstellung des Rotors relativ zum Motorgehäuse handeln. Insbesondere durch das Vorsehen eines Ruhestellungsspeichers ist es möglich, einfach nur diejenige Position oder Drehstellung des Rotors zu speichern, die er unmittelbar nach dem Stillstand einnimmt. Preferably, the surgical motor control and / or regulating device comprises a home position memory for storing the rest position of the rotor. In particular, the rest position can always be the same rotational position of the rotor relative to the motor housing. However, it can also be a different rotational position of the rotor relative to the motor housing each time. In particular, by providing a rest position memory, it is possible to simply store only that position or rotational position of the rotor, which it occupies immediately after standstill.

Günstig kann es sein, wenn die Motoranhalteeinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie den Rotor immer in derselben Ruhestellung anhält. Eine dersartige Motoranhalteeinrichtung ermöglicht es, den Rotor stets in immer die gleiche Drehstellung zu bringen, die dann die Ruhestellung definiert. Nur eine einzige Ruhestellung vorzusehen hat den Vorteil, dass das Anlaufen des Elektromotors in einer bestimmten Drehrichtung auch immer gleich durchgeführt werden kann. It may be favorable if the motor stopping device is designed such that it always stops the rotor in the same rest position. Such a motor stopping device makes it possible to always bring the rotor always in the same rotational position, which then defines the rest position. Just one provide only rest position has the advantage that the start of the electric motor in a particular direction of rotation can always be performed the same.

Günstig ist es, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung einen Haltemodus umfasst, in welchem der Rotor aktiv in der Ruhestellung gehalten wird. Einen solchen Modus vorzusehen hat insbesondere den Vorteil, dass eine versehentliche Verdrehung des Rotors, beispielsweise bei einem Wechsel des mit dem churirgischen Antrieb koppelbaren chirurgsichen Bearbeitungswerkzeugs, vermieden werden kann. Die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung kann beispielsweise den Rotor durch entsprechende Bestromung in der Ruhestellung halten. Man kann auch sagen, der Rotor wird in der Ruhestellung geparkt, so dass die Ruhestellung quasi eine Parkposition des Rotors definiert. Beispielsweise kann eine mechanische Halte- oder Bremseinrichtung vorgesehen sein, die im Haltemodus mit dem Rotor in Eingriff steht oder gelangt, um diesen in der Ruhestellung zu halten.It is advantageous if the motor control and / or regulating device comprises a holding mode in which the rotor is actively held in the rest position. Providing such a mode has the particular advantage that an inadvertent rotation of the rotor, for example when changing the surgical machining tool that can be coupled to the surgical drive, can be avoided. The motor control and / or regulating device can, for example, hold the rotor by appropriate energization in the rest position. It can also be said that the rotor is parked in the rest position, so that the rest position virtually defines a parking position of the rotor. For example, a mechanical holding or braking device may be provided which engages in the holding mode with the rotor or passes to hold it in the rest position.

Besonders einfach kann der Rotor in der Ruhestellung gehalten werden, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung eine Haltemodusbestromungseinrichtung umfasst zum Bestromen des Elektromotors im Haltemodus, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten. Mit der Haltemodusbestromungseinrichtung kann also der Elektromotor insbesondere derart bestromt werden, dass ein erhöhtes Drehmoment erforderlich ist, um ihn aus der Ruhestellung heraus zu verdrehen, was beispielsweise unabsichtlich bei einem Werkzeugwechsel passieren kann.Particularly easy, the rotor can be kept in the rest position, when the motor control and / or regulating device comprises a Haltemodusbestromungseinrichtung for energizing the electric motor in the holding mode to keep the rotor, without twisting it, actively in the rest position. With the Haltemodusbestromungseinrichtung so the electric motor can be energized in particular such that an increased torque is required to turn it out of the rest position, which can happen, for example unintentionally in a tool change.

Vorteilhaft ist es, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung eine Haltezeitvorgabeeinrichtung umfasst zum Vorgeben einer Haltezeit tHalt, während der der Elektromotor ständig bestromt wird, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten. Die Haltezeitvorgabeeinrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass der Elektromotor nur für die Haltezeit tHalt bestromt werden muss, um ihn in der Ruhestellung zu halten. Auf diese Weise kann ein Energiebedarf zum Halten des Rotors in der Ruhestellung, also zum Parken desselben, minimiert werden, ebenso wie eine Motorerwärmung in Folge der Bestromung. Die Haltezeitvorgabeeinrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass eine Bedienperson die Haltezeit einstellen kann oder dass die Haltezeit beispielsweise werkseitig fest vorgegeben wird.It is advantageous if the motor control and / or regulating device comprises a holding time setting device for specifying a holding time t Halt , during which the electric motor is energized constantly to keep the rotor in the rest position without twisting it. The holding time setting device has the particular advantage that the electric motor must be energized only for the hold time t stop to keep it in the rest position. In this way, an energy requirement for holding the rotor in the rest position, ie for parking the same, can be minimized, as well as engine heating as a result of the energization. The holding time setting device can in particular be designed such that an operator can set the holding time or that the holding time is preset, for example, at the factory.

Günstig ist es, wenn Haltezeitvorgabeeinrichtung eine Haltezeit tHalt von maximal 20 Minuten vorgebbar ist. Typischerweise sind Pausen beim Betrieb eines chirurgischen Antriebs, beispielsweise während eines chirurgischen Eingriffs, kürzer als 20 Minuten, so dass der Elektromotor im Stillstand nicht übermäßig lange bestromt werden muss. It is favorable if the holding time setting device can be preset to a hold time t hold of a maximum of 20 minutes. Typically, pauses in the operation of a surgical drive, such as during a surgical procedure, are less than 20 minutes, so that the electric motor does not need to be energized for too long at standstill.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine Motorstrombegrenzungseinrichtung zum Begrenzen eines Motorstroms vorgesehen sein, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, auf maximal 20 % des Nennwertes des Elektromotors. Vorzugsweise begrenzt die Motorstrombegrenzungseinrichtung einen Motorstrom auf maximal 10 % des Nennwerts des Elektromotors. Durch eine solche Motorstrombegrenzungseinrichtung kann die Motorerwärmung möglichst klein gehalten werden, so dass sie praktisch nicht bemerkbar ist. Da eine Erwärmung proportional zum Quadrat des fließenden Stroms ist, kann beispielsweise bei einer Reduzierung des fließenden Stroms auf 10 % eine Erwärmung auf nur 1 % begrenzt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, a motor current limiting means for limiting a motor current may be provided to keep the rotor, without twisting it, actively in the rest position, to a maximum of 20% of the nominal value of the electric motor. Preferably, the motor current limiting device limits a motor current to a maximum of 10% of the nominal value of the electric motor. By such a motor current limiting device, the engine heat can be kept as small as possible, so that it is practically not noticeable. Since heating is proportional to the square of the flowing current, for example, with a reduction of the flowing current to 10%, heating can be limited to only 1%.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung einen Bereitschaftsmodus umfasst, in welchem der Elektromotor bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe so lange definiert bestromt wird, um den Rotor nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen. Beispielsweise kann so der Rotor des Elektromotors zyklisch immer wieder in die Ruhestellung gebracht werden. Gegenüber einer dauerhaften Bestromung im Haltemodus wird so der Motor weniger stark erwärmt. Dennoch befindet er sich, auch nach einem Werkzeugwechsel, in einer definierten Position, um das Anlaufen des Motors aus dem Stillstand heraus sicher und definiert zu ermöglichen.Furthermore, it may be advantageous if the engine control and / or regulating device comprises a standby mode in which the electric motor is energized at a speed request of zero revolutions per unit time after a rest time t rest defined as long as the rotor after at least one full revolution to return to the rest position. For example, so the rotor of the electric motor cyclically repeatedly be brought into the rest position. Compared to a permanent current in the hold mode, the engine is less heated. Nevertheless, even after a tool change, it is in a defined position to enable the motor to start up safely and in a defined manner from standstill.

Günstig ist es, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass im Bereitschaftsmodus der Rotor immer wieder neu in die Ruhestellung überführt wird. So ist es insbesondere möglich, den Rotor zyklisch, das heißt regelmäßig oder auch unregelmäßig, wieder in die Ruhestellung beziehungsweise seine Parkposition zu bringen. Mit anderen Worten kann dies so lange erfolgen, solange sich die Motorsteuerungs- und/ oder -regelungsvorrichtung im Bereitschaftsmodus befindet.It is advantageous if the motor control and / or regulating device is designed in such a way that in the standby mode the rotor is always transferred again to the rest position. It is thus possible, in particular, to return the rotor cyclically, that is to say regularly or irregularly, to the rest position or its parking position. In other words, this can be done as long as the engine control and / or regulating device is in the standby mode.

Vorzugsweise umfasst die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung zum Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Rotors im Bereitschaftsmodus. Insbesondere kann die maximale Drehzahl des Rotors im Bereitschaftsmodus auf maximal 5 Umdrehungen pro Minute begrenzt werden. So kann sichergestellt werden, dass der Rotor nur sehr langsam dreht oder rotiert, wenn er im Bereitschaftsmodus trotz einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit erneut in die Ruhestellung oder in diese zurück überführt wird. So kann insbesondere vermieden werden, dass sich jemand an einem mit dem Antrieb gekoppelten Werkzeug verletzen kann, während der Rotor in die Ruhestellung bewegt wird.Preferably, the engine control and / or regulating device comprises a rotational speed limiting device for limiting a maximum rotational speed of the rotor in the standby mode. In particular, the maximum speed of the rotor in the standby mode can be limited to a maximum of 5 revolutions per minute. Thus, it can be ensured that the rotor rotates or rotates only very slowly, when in standby mode, despite a speed request of zero revolutions per unit time again in the rest position or in this is transferred back. Thus, in particular, it can be avoided that someone can injure himself on a tool coupled to the drive while the rotor is being moved into the rest position.

Günstig ist es, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung eine Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung zum Vorgeben einer Bereitschaftszeit tBereitschaft des Bereitschaftsmodus umfasst. So kann beispielsweise, wie oben im Zusammenhang mit dem Haltemodus erläutert, auch die Bereitschaftszeit tBereitschaft vorgegeben werden, in welcher sich die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung im Bereitschaftsmodus befindet. It is favorable if the engine control and / or regulation device comprises a standby timer for prescribing a standby time t standby mode. For example, as explained above in connection with the hold mode, the standby time t standby in which the engine control and / or regulation device is in the standby mode can also be specified.

Vorzugsweise ist mit der Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung eine Bereitschaftszeit tBereitschaft von maximal 20 Minuten vorgebbar ist. Mit einer solchen Bereitschaftszeitvorgabe ist es möglich, einen chirurgischen Antrieb, soweit er bei einem chirurgischen Eingriff benötigt wird, in Bereitschaft zu halten derart, dass mit großer Wahrscheinlichkeit im Zeitpunkt einer Drehzahlanforderung an den Elektromotor die Drehstellung des Rotors, also dessen Ruhestellung oder Parkposition, bekannt ist.Preferably, with the standby time setting device, a standby time t standby of a maximum of 20 minutes can be predetermined. With such a readiness time specification, it is possible to keep a surgical drive, as far as it is required during a surgical procedure, in readiness such that the rotational position of the rotor, ie its rest position or parking position, is very likely known at the time of a speed request to the electric motor is.

Günstig ist es, wenn die Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung eine Umschalteinrichtung zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus in den Haltemodus umfasst. Dies ermöglicht es, beispielsweise automatisch vom Bereitschaftsmodus in den Haltemodus zu wechseln.It is advantageous if the engine control and / or regulating device comprises a switching device for switching at least once after expiry of the standby time t readiness from the standby mode to the hold mode. This makes it possible, for example, to automatically switch from the standby mode to the hold mode.

Vorteilhaft ist es, wenn die Umschalteinrichtung ausgebildet ist zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Haltezeit tHalt vom Haltemodus in den Bereitschaftsmodus. So kann beispielsweise automatisch vom Haltemodus nach Ablauf der Haltezeit in den Bereitschaftsmodus umgeschaltet werden. Beispielsweise kann die Haltezeit 5 Minuten betragen und die Bereitschaftszeit 15 Minuten. Dies bedeutet, dass der Elektromotor im Stillstand zunächst 5 Minuten aktiv durch entsprechende Bestromung in der Parkposition gehalten und danach beispielsweise zyklisch der Rotor im Bereitschaftsmodus immer wieder in die Parkposition zurückgeführt werden kann.It is advantageous if the switching device is designed to switch over at least once after the holding time t has stopped from the holding mode into the standby mode. For example, it is possible to automatically switch from the hold mode to the standby mode after the hold time has elapsed. For example, the hold time may be 5 minutes and the standby time 15 minutes. This means that the electric motor is kept active for 5 minutes at standstill by appropriate energization in the park position and then cyclically, for example, the rotor in standby mode can always be returned to the parking position.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beim Abbremsen des Elektromotors bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit der Elektromotor derart angehalten wird, dass der Rotor eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.The object stated in the introduction is further achieved according to the invention in a method of the type described above, that the electric motor is stopped during braking of the electric motor to a speed of zero revolutions per unit time such that the rotor assumes a rotational position relative to the motor housing, which a rest position Are defined.

Dieses Verfahren ermöglicht es insbesondere, den Elektromotor in eine definierte Ruhestellung zu bringen. Der Rotor nimmt dann quasi eine Parkposition ein. Aus dieser heraus kann er dann einfach und sicher wieder in Drehung versetzt werden, und zwar sofort in der gewünschten Richtung.This method makes it possible in particular to bring the electric motor in a defined rest position. The rotor then occupies a parking position, as it were. From this he can then easily and safely be set in rotation again, and immediately in the desired direction.

Damit der Motor auf einfache Weise sicher mit der gewünschten Drehrichtung anlaufen kann, ist es vorteilhaft, wenn die letzte Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit gespeichert wird. Auf diese Weise ist die Stellung des Rotors bekannt, so dass dieser sofort in der gewünschten Weise bestromt werden kann, um in der richtigen Drehrichtung anzulaufen.So that the motor can easily start safely with the desired direction of rotation, it is advantageous if the last direction of rotation request is stored before the deceleration of the electric motor to the speed of zero revolutions per unit of time. In this way, the position of the rotor is known, so that it can be energized immediately in the desired manner to start up in the correct direction of rotation.

Vorzugsweise wird die Ruhestellung des Rotors gespeichert. Wenn diese bekannt ist, kann der Elektromotor einfach und sicher bestromt werden, um ihn in der gewünschten Weise in Drehung zu versetzen.Preferably, the rest position of the rotor is stored. If this is known, the electric motor can be easily and safely energized to make it in the desired manner in rotation.

Um eine Steuerung des Elektromotors möglichst einfach zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn der Rotor in der Ruhestellung immer dieselbe Drehstellung relativ zum Motorgehäuse einnimmt. Dies bedeutet auch, dass er insbesondere automatisch immer dieselbe Drehstellung relativ zum Stator des Elektromotors einnimmt.In order to make a control of the electric motor as simple as possible, it is advantageous if the rotor always occupies the same rotational position relative to the motor housing in the rest position. This also means that it automatically assumes always the same rotational position relative to the stator of the electric motor.

Um zu vermeiden, dass der Rotor nach Unterbrechung einer Bestromung in eine undefinierte Position gelangen kann, beispielsweise bei einem Instrumenten- oder Werkzeugwechsel, ist es günstig, wenn in einem Haltemodus des Elektromotors der Rotor aktiv in der Ruhestellung gehalten wird. Beispielsweise kann dies durch Bremsen der Rotorwelle erreicht werden, und zwar insbesondere mechanisch und/oder elektrisch.In order to avoid that the rotor can get into an undefined position after interruption of energization, for example in a instrument or tool change, it is advantageous if the rotor is actively held in the rest position in a holding mode of the electric motor. For example, this can be achieved by braking the rotor shaft, in particular mechanically and / or electrically.

Vorzugsweise wird der Elektromotor im Haltemodus bestromt, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten. Beispielsweise kann dies durch Bestromen einer einzigen Wicklung des Elektromotors erreicht werden, so dass sich der Rotor in einer Stellung relativ zum Gehäuse beziehungsweise zum Stator ausrichten und so eine definierte Ruhestellung oder Parkposition einnehmen kann.Preferably, the electric motor is energized in the hold mode to keep the rotor, without twisting it, actively in the rest position. For example, this can be achieved by energizing a single winding of the electric motor, so that align the rotor in a position relative to the housing or to the stator and so can take a defined rest position or parking position.

Vorteilhaft ist es, wenn der Elektromotor während einer Haltezeit tHalt ständig bestromt wird, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten. So kann sichergestellt werden, dass der Rotor während der Haltezeit in der Ruhestellung verbleibt und bei einer nächsten Drehzahlanforderung dessen Position bekannt ist.It is advantageous if the electric motor is energized during a holding time t stop constantly to keep the rotor, without twisting it, in the rest position. So it can be ensured that the rotor remains in the rest position during the holding time and its position is known at a next speed request.

Vorzugsweise beträgt die Haltezeit tHalt maximal 20 Minuten beträgt. Auf diese Weise kann eine übermäßige Erwärmung des Motors vermieden und ein Energiebedarf minimiert werden.Preferably, the hold time t hold is a maximum of 20 minutes. This way a can Excessive heating of the engine is avoided and an energy requirement is minimized.

Zur weiteren Minimierung eines Energiebedarfs im Haltemodus, ist es vorteilhaft, wenn ein Motorstrom, um den Rotor, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, nicht mehr als 20 % des Nennwertes des Elektromotors beträgt. Vorzugsweise beträgt er nicht mehr als 10 %. Damit lässt sich eine Erwärmung des Motors minimieren und trotzdem sicherstellen, dass ein für eine Verdrehung des Rotors aus der Ruhestellung heraus erforderliches Drehmoment ausreichend groß ist, um eine versehentliche Rotationsbewegung, beispielsweise bei einem Werkzeugwechsel, zu verhindern.To further minimize energy demand in the hold mode, it is advantageous if a motor current to actively hold the rotor in the rest position without twisting it is not more than 20% of the rated value of the electric motor. It is preferably not more than 10%. This makes it possible to minimize heating of the motor and nevertheless to ensure that a torque required for a rotation of the rotor out of the rest position is sufficiently large to prevent an inadvertent rotational movement, for example during a tool change.

Günstig ist es, wenn in einem Bereitschaftsmodus des Elektromotors bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe der Elektromotor so lange definiert bestromt wird, um den Rotor nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen. Mit anderen Worten wird so der Rotor des Elektromotors automatisch, nämlich ohne Drehzahlanforderung, in die Ruhestellung bewegt.It is advantageous if in a standby mode of the electric motor at a speed request of zero revolutions per unit time after a rest t rest of the electric motor is energized defined so long to convict the rotor after at least one full turn back to the rest position. In other words, the rotor of the electric motor is moved automatically, namely without a speed request, into the rest position.

Vorzugsweise wird im Bereitschaftsmodus der Rotor immer wieder neu in die Ruhestellung überführt. Dies bedeutet, dass nach einer gewissen Zeit der Motor wieder bestromt wird, um den Rotor wieder in die definierte Ruhestellung zu bringen. Es kann sich dabei um die gespeicherte Ruhestellung oder aber auch um eine neue Ruhestellung handeln. Die wiederholte Überführung des Rotors in die Ruhestellung kann zyklisch, in regelmäßigen Abständen oder auch unregelmäßig erfolgen.Preferably, in the standby mode, the rotor is always transferred again to the rest position. This means that after a certain time the motor is energized again to bring the rotor back into the defined rest position. It may be the stored rest position or even a new rest position. The repeated transfer of the rotor to the rest position can be cyclic, at regular intervals or even irregular.

Um die Gefahr von Verletzungen von Personen und Gegenständen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn eine Maximaldrehzahl im Bereitschaftsmodus nicht mehr als 5 Umdrehungen des Rotors pro Minute beträgt. Eine derart niedrige Drehzahl ist für eine Bedienperson praktisch nur schwer wahrnehmbar und ermöglicht es, den Rotor nahezu unbemerkt in die Ruhestellung zu bringen.In order to avoid the risk of injury to persons and objects, it is advantageous if a maximum speed in standby mode is not more than 5 revolutions of the rotor per minute. Such a low speed is virtually imperceptible to an operator and makes it possible to bring the rotor almost unnoticed in the rest position.

Günstigerweise nimmt der Elektromotor für eine Bereitschaftszeit tBereitschaft den Bereitschaftsmodus ein. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Elektromotor übermäßig lange, also deutlich länger als erforderlich, im Bereitschaftsmodus gehalten wird. Conveniently, the electric motor assumes the standby mode for a standby time t standby . In this way, it can be avoided that the electric motor is kept in the standby mode for an excessively long time, that is, significantly longer than required.

Vorzugsweise beträgt die Bereitschaftszeit tBereitschaft maximal 20 Minuten. Nach Ablauf der Bereitschaftszeit kann dann der Elektromotor ohne Drehzahlanforderung einfach stillstehen.Preferably, the standby time t standby is a maximum of 20 minutes. After expiration of the standby time then the electric motor without speed request can simply stand still.

Vorzugsweise wechselt der Elektromotor nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus mindestens einmal in den Haltmodus. Diese Variante ermöglicht es, die Vorteile des Bereitschaftsmodus und des Haltemodus miteinander zu kombinieren.Preferably, the electric motor changes after the standby time t standby from standby mode at least once in the hold mode. This variant makes it possible to combine the advantages of the standby mode and the hold mode.

Günstig kann es auch sein, wenn der Elektromotor nach Ablauf der Haltezeit tHalt vom Haltemodus mindestens einmal in den Bereitschaftsmodus wechselt. Diese Variante ist günstig, da der Elektromotor so zunächst für die Haltezeit tHalt ganz definiert aktiv in der Ruhestellung gehalten werden kann. Erst nach Ablauf der Haltezeit tHalt kann er dann in den Bereitschaftsmodus versetzt werden, in welchem bei einem minimalen Energiebedarf und somit auch einer minimalen Erwärmung des Elektromotors noch immer mit sehr großer Wahrscheinlichkeit der Rotor eine definierte Parkposition oder Ruhestellung einnimmt, wenn dann wieder eine Drehzahlanforderung eingeht.It may also be favorable if the electric motor changes into standby mode at least once after the hold time t stop has elapsed from the hold mode. This variant is favorable, since the electric motor can be kept actively defined in the rest position for the holding time t stop . Only after the holding time t stop he can then be placed in the standby mode, in which at a minimum energy requirement and thus a minimum heating of the electric motor still very likely the rotor occupies a defined parking position or rest position, if then again a speed request received.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem chirurgischen Antriebssystem der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Motoranhalteeinrichtung, welche das Anhalten des Elektromotors bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart steuert, dass der Rotor eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.The object initially posed is further achieved according to the invention in a surgical drive system of the type described above, that a motor stopping device which controls the stopping of the electric motor to a speed of zero revolutions per unit time such that the rotor assumes a rotational position relative to the motor housing, which defines a rest position.

Eine solche Motoranhalteeinrichtung ermöglicht es, den Rotor des Elektromotors in eine definierte Stellung, nämlich die Ruhestellung, zu bringen, um so ein Anlaufen des Elektromotors aus der Ruhestellung auf einfache und sichere Weise zu ermöglichen. Insbesondere kann so ein Anlaufen des Elektromotors entgegen der gewünschten Drehrichtung vermieden werden.Such a motor stopping device makes it possible to bring the rotor of the electric motor in a defined position, namely the rest position, so as to allow a start of the electric motor from the rest position in a simple and secure manner. In particular, such a start of the electric motor against the desired direction of rotation can be avoided.

Vorteilhafterweise ist die Steuer- und/oder Regelungseinrichtung in Form einer der oben beschriebenen Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtungen ausgebildet ist. Das chirurgische Antriebssystem weist dann ebenfalls die oben im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsformen von Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtungen beschriebenen Vorteile auf.Advantageously, the control and / or regulating device is designed in the form of one of the motor control and / or regulating devices described above. The surgical drive system will then also have the advantages described above in connection with preferred embodiments of engine control and / or regulation devices.

Des Weiteren ist es günstig, wenn die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit wie es oben beschrieben ist. Das Antriebssystem weist dann ebenfalls die oben im Zusammenhang mit bevorzugten Varianten des Verfahrens beschriebenen Vorteile auf.Furthermore, it is favorable if the control and / or regulating device is designed to control and / or regulate the drive unit by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit as described above. The drive system then also has the advantages described above in connection with preferred variants of the method.

Die vorstehende Beschreibung umfasst somit insbesondere die in den nachfolgenden durchnummerierten Sätzen definierten Ausführungsformen einer chirurgischen Motorsteuerungs- und/oder regelungsvorrichtung, eines chirurgischen Antriebssystems sowie eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit:

  • 1. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit (14) mit einem sensorlosen Elektromotor (68), welcher ein Motorgehäuse (144), einen Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, welche Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14), gekennzeichnet durch eine Motoranhalteeinrichtung (140) zum Anhalten des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.
  • 2. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 1, gekennzeichnet durch einen Drehrichtungsanforderungsspreicher (154) zum Speichern der letzten Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors (68) auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit.
  • 3. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Ruhestellungsspeicher (156) zum Speichern der Ruhestellung des Rotors (142).
  • 4. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranhalteeinrichtung (140) derart ausgebildet ist, dass sie den Rotor (142) immer in derselben Ruhestellung anhält.
  • 5. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch einen Haltemodus, in welchem der Rotor (142) aktiv in der Ruhestellung gehalten wird.
  • 6. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 5, gekennzeichnet durch eine Haltemodusbestromungseinrichtung (160) zum Bestromen des Elektromotors (68) im Haltemodus, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten.
  • 7. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Haltezeitvorgabeeinrichtung (162) zum Vorgeben einer Haltezeit tHalt, während der der Elektromotor (68) ständig bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten.
  • 8. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Haltezeitvorgabeeinrichtung (162) eine Haltezeit tHalt von maximal 20 Minuten vorgebbar ist.
  • 9. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der Sätze 5 bis 8, gekennzeichnet durch eine Motorstrombegrenzungseinrichtung (166) zum Begrenzen eines Motorstroms, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, auf maximal 20 % des Nennwertes des Elektromotors (68).
  • 10. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch einen Bereitschaftsmodus, in welchem der Elektromotor (68) bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe so lange definiert bestromt wird, um den Rotor (142) nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen.
  • 11. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass im Bereitschaftsmodus der Rotor (142) immer wieder neu in die Ruhestellung überführt wird.
  • 12. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung (168) zum Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Rotors (142) im Bereitschaftsmodus auf maximal 5 Umdrehungen pro Minute.
  • 13. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der Sätze 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung (170) zum Vorgeben einer Bereitschaftszeit tBereitschaft des Bereitschaftsmodus.
  • 14. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung (170) eine Bereitschaftszeit tBereitschaft von maximal 20 Minuten vorgebbar ist.
  • 15. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der Sätze 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (174) zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus in den Haltemodus.
  • 16. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Satz 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (174) ausgebildet ist zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Haltezeit tHalt vom Haltemodus in den Bereitschaftsmodus.
  • 17. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit (14) mit einem sensorlosen Elektromotor (68), welcher ein Motorgehäuse (144), einen Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbremsen des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit der Elektromotor (68) derart angehalten wird, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.
  • 18. Verfahren nach Satz 17, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors (68) auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit gespeichert wird.
  • 19. Verfahren nach Satz 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ruhestellung des Rotors (142) gespeichert wird.
  • 20. Verfahren nach einem der Sätze 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (142) in der Ruhestellung immer dieselbe Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt.
  • 21. Verfahren nach einem der Sätze 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Haltemodus des Elektromotors (68) der Rotor (142) aktiv in der Ruhestellung gehalten wird.
  • 22. Verfahren nach Satz 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) im Haltemodus bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten.
  • 23. Verfahren nach Satz 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) während einer Haltezeit tHalt ständig bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten.
  • 24. Verfahren nach Satz 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit tHalt maximal 20 Minuten beträgt.
  • 25. Verfahren nach einem der Sätze 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorstrom, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, nicht mehr als 20 % des Nennwertes des Elektromotors (68) beträgt.
  • 26. Verfahren nach einem der Sätze 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereitschaftsmodus des Elektromotors (68) bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe der Elektromotor (68) so lange definiert bestromt wird, um den Rotor (142) nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen.
  • 27. Verfahren nach Satz 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereitschaftsmodus der Rotor (142) immer wieder neu in die Ruhestellung überführt wird.
  • 28. Verfahren nach Satz 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maximaldrehzahl im Bereitschaftsmodus nicht mehr als 5 Umdrehungen des Rotors (142) pro Minute beträgt.
  • 29. Verfahren nach einem der Sätze 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) für eine Bereitschaftszeit tBereitschaft den Bereitschaftsmodus einnimmt.
  • 30. Verfahren nach Satz 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitschaftszeit tBereitschaft maximal 20 Minuten beträgt.
  • 31. Verfahren nach Satz 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus mindestens einmal in den Haltmodus wechselt.
  • 32. Verfahren nach einem der Sätze 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) nach Ablauf der Haltezeit tHalt vom Haltemodus mindestens einmal in den Bereitschaftsmodus wechselt.
  • 33. Chirurgisches Antriebssystem umfassend mindestens eine Steuer- und/ oder Regelungsvorrichtung (12) und mindestens eine mit dieser verbindbare und ansteuerbare chirurgische Antriebseinheit (14) und/oder mindestens ein eine chirurgische Antriebseinheit (14) umfassendes chirurgisches Instrument (176), wobei die mindestens eine Antriebseinheit (14) einen sensorlosen Elektromotor (68) mit einem Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, wobei die Steuerund/oder Regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/ oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14), gekennzeichnet durch eine Motoranhalteeinrichtung (140), welche das Anhalten des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart steuert, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.
  • 34. Chirurgisches Antriebssystem nach Satz 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung (12) in Form einer Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) nach einem der Sätze 1 bis 16 ausgebildet ist.
  • 35. Chirurgisches Antriebssystem nach Satz 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) nach einem der Sätze 17 bis 32.
The above description thus includes in particular the embodiments defined in the following numbered sentences a surgical motor control and / or regulating device, a surgical drive system and a method for controlling and / or regulating a surgical drive unit:
  • 1. Surgical motor control and / or regulating device ( 12 ) for controlling and / or regulating a surgical drive unit ( 14 ) with a sensorless electric motor ( 68 ), which a motor housing ( 144 ), a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), which engine control and / or regulation device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ), characterized by a motor stopping device ( 140 ) for stopping the electric motor ( 68 ) to a speed of zero revolutions per unit time such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position.
  • 2. Surgical motor control and / or regulating device according to sentence 1, characterized by a direction of rotation request ( 154 ) for storing the last direction of rotation request before the braking of the electric motor ( 68 ) to the speed of zero revolutions per unit time.
  • 3. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 1 or 2, characterized by a rest position memory ( 156 ) for storing the rest position of the rotor ( 142 ).
  • 4. A surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding sentences, characterized in that the motor stopping device ( 140 ) is designed such that it rotates the rotor ( 142 ) always stops in the same position of rest.
  • 5. Surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding sentences, characterized by a holding mode in which the rotor ( 142 ) is actively kept at rest.
  • Surgical motor control and / or regulating device according to sentence 5, characterized by a holding mode energizing device ( 160 ) for energizing the electric motor ( 68 ) in the hold mode to the rotor ( 142 ), without twisting it, actively keep at rest.
  • 7. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 5 or 6, characterized by a holding time setting device ( 162 ) for specifying a holding time t stop during which the electric motor ( 68 ) is constantly energized to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep at rest.
  • Surgical motor control and / or regulating device according to sentence 7, characterized in that the holding time setting device ( 162 ) a holding time t stop of a maximum of 20 minutes can be specified.
  • 9. A surgical motor control and / or regulating device according to any one of sentences 5 to 8, characterized by a motor current limiting device ( 166 ) for limiting a motor current to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep actively at rest, to a maximum of 20% of the rated value of the electric motor ( 68 ).
  • 10. A surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding sentences, characterized by a standby mode in which the electric motor ( 68 ) is energized at a speed request of zero revolutions per unit of time after a rest period t rest defined as long as the rotor ( 142 ) after at least one full turn to return to the rest position.
  • 11. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 10, characterized in that it is designed such that in the standby mode, the rotor ( 142 ) is transferred again and again to the resting position.
  • 12. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 10 or 11, characterized by a speed limiting device ( 168 ) for limiting a maximum rotational speed of the rotor ( 142 ) in standby mode to a maximum of 5 revolutions per minute.
  • 13. A surgical motor control and / or regulating device according to any one of sentences 10 to 12, characterized by a standby time setting device ( 170 for setting a standby time t standby mode standby mode.
  • 14. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 13, characterized in that with the standby time setting device ( 170 ) a standby time t readiness of a maximum of 20 minutes can be specified.
  • 15. A surgical motor control and / or regulating device according to one of the sentences 10 to 14, characterized by a switching device ( 174 ) to switch at least once after the standby time t standby from standby mode to the hold mode.
  • 16. A surgical motor control and / or regulating device according to sentence 15, characterized in that the switching device ( 174 ) is formed for at least one switching after the holding time t stop from the hold mode in the standby mode.
  • 17. Method for controlling and / or regulating a surgical drive unit ( 14 ) with a sensorless electric motor ( 68 ), which a motor housing ( 144 ), a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), characterized in that during braking of the electric motor ( 68 ) up to a speed of zero revolutions per unit time Electric motor ( 68 ) is stopped such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position.
  • 18. Method according to sentence 17, characterized in that the last direction of rotation request before the braking of the electric motor ( 68 ) is stored at the speed of zero revolutions per unit time.
  • 19. Method according to sentence 17 or 18, characterized in that the rest position of the rotor ( 142 ) is stored.
  • 20. Method according to one of the sentences 17 to 19, characterized in that the rotor ( 142 ) in the rest position always the same rotational position relative to the motor housing ( 144 ) occupies.
  • 21. Method according to one of the sentences 17 to 20, characterized in that in a holding mode of the electric motor ( 68 ) the rotor ( 142 ) is actively kept at rest.
  • 22. Method according to sentence 21, characterized in that the electric motor ( 68 ) is energized in the hold mode to the rotor ( 142 ), without twisting it, actively keep at rest.
  • 23. Method according to sentence 21 or 22, characterized in that the electric motor ( 68 ) during a holding time t stop is constantly energized to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep at rest.
  • 24. The method according to sentence 23, characterized in that the holding time t stop is a maximum of 20 minutes.
  • 25. The method according to any one of sentences 21 to 24, characterized in that a motor current to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep actively at rest, not more than 20% of the nominal value of the electric motor ( 68 ) is.
  • 26. Method according to one of the sentences 17 to 25, characterized in that in a standby mode of the electric motor ( 68 ) at a speed request of zero revolutions per unit of time after a rest period t rest of the electric motor ( 68 ) as long as it is energized to the rotor ( 142 ) after at least one full turn to return to the rest position.
  • 27. Method according to sentence 26, characterized in that in standby mode the rotor ( 142 ) is transferred again and again to the resting position.
  • 28. The method according to sentence 26 or 27, characterized in that a maximum speed in the standby mode not more than 5 revolutions of the rotor ( 142 ) per minute.
  • 29. Method according to one of the sentences 26 to 29, characterized in that the electric motor ( 68 ) for a standby time t standby mode is in standby mode.
  • 30. The method according to sentence 29, characterized in that the standby time t readiness is a maximum of 20 minutes.
  • 31. Method according to sentence 29 or 30, characterized in that the electric motor ( 68 ) after the standby time has elapsed t standby mode changes from standby mode to hold mode at least once.
  • 32. Method according to one of the sentences 26 to 31, characterized in that the electric motor ( 68 ) after the holding time has elapsed t Stop from holding mode at least once in standby mode.
  • 33. A surgical drive system comprising at least one control and / or regulating device ( 12 ) and at least one with this connectable and controllable surgical drive unit ( 14 ) and / or at least one surgical drive unit ( 14 ) comprehensive surgical instrument ( 176 ), wherein the at least one drive unit ( 14 ) a sensorless electric motor ( 68 ) with a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), wherein the control and / or regulating device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ), characterized by a motor stopping device ( 140 ), which stops the electric motor ( 68 ) is controlled to a speed of zero revolutions per unit of time such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position.
  • 34. A surgical drive system according to sentence 33, characterized in that the control and / or regulating device ( 12 ) in the form of a motor control and / or regulating device ( 12 ) is formed according to one of the sentences 1 to 16.
  • 35. A surgical drive system according to sentence 33 or 34, characterized in that the control and / or regulating device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) according to one of the sentences 17 to 32.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments of the invention is used in conjunction with the drawings for further explanation. Show it:

1: eine schematische Übersichtsdarstellung eines chirurgischen Antriebssystems; 1 : a schematic overview of a surgical drive system;

2: eine schematische Darstellung eines chirurgischen Instruments sowie einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung eines chirurgischen Antriebssystems; 2 a schematic representation of a surgical instrument and a control and / or regulating device of a surgical drive system;

3: eine teilweise blockschaltbildartige Darstellung einer Motorsteuerungs- und/oder -regelungseinrichtung zum Ansteuern eines Motors; 3 a partial block diagram representation of a motor control and / or regulating device for driving a motor;

4: eine schematische Darstellung der Überlagerung von Subphasenwicklungsspannungen zu Wicklungsspannungen bei drei unterschiedlichen Pulsweiten; 4 a schematic representation of the superposition of subphase winding voltages to winding voltages at three different pulse widths;

5: eine Darstellung idealer sinusförmiger Spannungs- beziehungsweise Bestromungskurven der Motorwicklungen; 5 : a representation of ideal sinusoidal voltage or current curves of the motor windings;

5a: eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 5; 5a an enlarged view of area A in FIG 5 ;

6: eine schematische Darstellung einer Multiphasenübertragungseinrichtung für eine Motorwicklung; 6 a schematic representation of a multi-phase transmission device for a motor winding;

7: eine schematische Darstellung einer Bestromung des Elektromotors in einer definierten Ruhestellung oder Parkposition; 7 : a schematic representation of a current supply of the electric motor in a defined rest position or parking position;

8: eine vereinfachte, schematische Darstellung der Motorsteuerungs- und/oder -regelungseinrichtung zum Ansteuern des an diese angeschlossenen Elektromotors; 8th a simplified schematic representation of the engine control and / or regulating device for driving the electric motor connected thereto;

9: eine schematische Darstellung des Aufbaus der Motorsteuerungsund/oder -regelungseinrichtung umfassend eine Motoranhalteeinrichtung; und 9 a schematic representation of the structure of the engine control and / or regulating device comprising a motor stopping device; and

10: eine schematische ausschnittsweise Schnittansicht einer chirurgischen Antriebseinheit mit Elektromotor mit Rotor und angekoppeltem chirurgischem Werkzeug in der Ruhestellung beziehungsweise Parkpositon des Rotors. 10 : A schematic fragmentary sectional view of a surgical drive unit with electric motor with rotor and coupled surgical tool in the rest position or Parkpositon of the rotor.

In 1 ist schematisch ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehenes chirurgisches Antriebssystem dargestellt, umfassend eine Steuerund/oder Regelungseinrichtung in Form eines Steuergeräts 12, fünf Antriebseinheiten 14a bis 14e, zwei, ebenfalls Antriebseinheiten bildende Shaverhandstücke 16a und 16b, ein eine weitere Antriebseinheit bildendes Pistolenhandstück 18, zwei Anschlusskabel 20 und 22 sowie eine Fußsteuerung 24.In 1 is schematically a total with the reference numeral 10 provided surgical drive system shown comprising a control and / or regulating device in the form of a control device 12 , five drive units 14a to 14e , two, also drive units forming Shaverhandstücke 16a and 16b , a handpiece forming a further drive unit 18 , two connection cables 20 and 22 as well as a foot control 24 ,

Das Steuergerät 12 umfasst einen in einem Gehäuse 26 angeordneten flachen Bildschirm 28 in Form eines Touchscreens. Zu beiden Seiten des Bildschirms 28 sind je drei Bedienelemente 30a bis 30c beziehungsweise 30d bis 30f angeordnet. The control unit 12 includes one in a housing 26 arranged flat screen 28 in the form of a touchscreen. On both sides of the screen 28 are each three controls 30a to 30c respectively 30d to 30f arranged.

Zwei Schalter 32a und 32b sind unterhalb des Bildschirms 28 auf einer Linie angeordnet mit einer Anschlussbuchse 34 zum Anschluss der Fußsteuerung 24 über ein optionales Anschlusskabel 25 und mit zwei Anschlussbuchsen 36a und 36b zum Anschluss der Anschlusskabel 20 und 22, mit denen die Antriebseinheiten mit dem Steuergerät 12 verbunden werden können. Optional kann außerdem ein Anschluss 38 für ein Fluidsystem zur Zufuhr und Abfuhr von Fluiden aus einem Operationsbereich vorgesehen sein, beispielsweise auch zur Versorgung von Spül- oder Absaugkanälen an mit den Antriebseinheiten 14, den Shaverhandstücken 16 oder dem Pistolenhandstück 18 verbindbaren, nicht dargestellten Handstücken oder Werkzeugen, mit welchen zusammen die Antriebseinheiten chirurgische Instrumente des Antriebssystems 10 bilden.Two switches 32a and 32b are below the screen 28 arranged in a line with a connection socket 34 to connect the foot control 24 via an optional connection cable 25 and with two connection sockets 36a and 36b for connecting the connection cables 20 and 22 with which the drive units with the control unit 12 can be connected. Optionally, also a connection 38 be provided for a fluid system for the supply and removal of fluids from an operating area, for example, for the supply of rinsing or suction channels with the drive units 14 , the shaver hand pieces 16 or the pistol hand piece 18 connectable, handpieces or tools, not shown, with which together the drive units surgical instruments of the drive system 10 form.

Die Antriebseinheiten 14a bis 14e umfassen jeweils eine Kabelkupplung 40a bis 40e, die mit einem Kupplungsstück 44 des Anschlusskabels 20 oder einem Kupplungsstück 46 des Anschlusskabels 22 beliebig verbindbar sind. Ebenso weisen die beiden Shaverhandstücke 16a und 16b sowie das Pistolenhandstück 18 jeweils eine Kabelkupplung 40f, 40g beziehungsweise 40h auf, die mit einem der beiden Kupplungsstücke 44 oder 46 verbindbar sind.The drive units 14a to 14e each include a cable coupling 40a to 40e that with a coupling piece 44 of the connection cable 20 or a coupling piece 46 of the connection cable 22 can be connected as desired. The same applies to the two shaver handpieces 16a and 16b as well as the pistol hand piece 18 one cable coupling each 40f . 40g respectively 40h on, with one of the two coupling pieces 44 or 46 are connectable.

An ihrem jeweils anderen Ende sind die Antriebseinheiten 14a bis 14e mit Handstück- oder Werkzeugkupplungen 42a bis 42e ausgestattet, auf die nicht dargestellte Handstücke, beispielsweise Bohrerhandstücke, Sägehandstücke oder dergleichen angekuppelt und durch die Antriebseinheiten 14a bis 14e angetrieben werden können. Je nach Ausgestaltung können die Antriebseinheiten 14a bis 14e auch direkt mit nicht dargestellten Werkzeugen, wie beispielsweise Bohrern oder Sägeblättern, bestückt werden zur Ausbildung chirurgischer Instrumente.At their other end are the drive units 14a to 14e with handpiece or tool couplings 42a to 42e equipped, coupled to the handpieces, not shown, for example, drill handpieces, Sägehandstücke or the like and by the drive units 14a to 14e can be driven. Depending on the configuration, the drive units 14a to 14e also directly with tools, not shown, such as drills or saw blades, are equipped to train surgical instruments.

Die Antriebseinheiten sind vorzugsweise sensorlos ausgebildet, das heißt sie weisen keine Sensoren auf, um eine Drehzahl der Antriebseinheit während des Betriebs zu bestimmen. Die Antriebseinheiten des Antriebssystems 10 unterscheiden sich nicht nur, wie in 1 schematisch dargestellt, äußerlich, sondern auch hinsichtlich ihres inneren Aufbaus. Dies bedeutet, dass die in den Antriebseinheiten verbauten Motoren unterschiedlichen Typs sein und sich beispielsweise in ihren Kenngrößen, wie zum Beispiel Minimaldrehzahl, Maximaldrehzahl, Maximalstrom und Maximaldrehmoment, unterscheiden können. Zudem können, wie bei den beiden Shaverhandstücken 16a und 16b, Getriebe integriert sein, welche optional auch in an die Antriebseinheiten 14 sowie an das Pistolenhandstück 18 ankoppelbare Handstücke integriert sein können. Die Handstücke können je nach Ausgestaltung auch selbst zusätzlich mit unterschiedlichen Instrumentenspitzen in Form chirurgischer Werkzeuge bestückt werden.The drive units are preferably sensorless, that is, they have no sensors to determine a rotational speed of the drive unit during operation. The drive units of the drive system 10 do not just differ, as in 1 shown schematically, externally, but also in terms of their internal structure. This means that the motors installed in the drive units can be of different types and can differ, for example, in terms of their characteristics, such as minimum speed, maximum speed, maximum current and maximum torque. In addition, as with the two Shaverhandstücken 16a and 16b , Gear can be integrated, which optionally also in the drive units 14 as well as the pistol handpiece 18 can be integrated dockable handpieces. Depending on the design, the handpieces can themselves be additionally equipped with different instrument tips in the form of surgical tools.

Des Weiteren umfassen die Shaverhandstücke 16a und 16b jeweils eine Shaverkupplung 48a beziehungsweise 48b zum Anschluss eines Shavers, beispielsweise zur Anwendung in der Arthroskopie. Furthermore, the shaver handpieces include 16a and 16b one shaver coupling each 48a respectively 48b for connecting a shaver, for example for use in arthroscopy.

Die Anschlusskabel 20 und 22 sind zum Verbinden mit dem Steuergerät mit Kupplungen 21 und 23 versehen, über die sie mit den Anschlussbuchsen 36a und 36b verbindbar sind.The connection cables 20 and 22 are for connecting to the controller with couplings 21 and 23 over which they connect with the sockets 36a and 36b are connectable.

Die Fußsteuerung 24 steht über eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung mit dem Steuergerät 12 in Verbindung, beispielsweise über ein Infrarot- oder Funkübertragungssystem. Optional ist auch eine Verbindung der Fußsteuerung 24 über ein mit der Anschlussbuchse 34 verbindbares Kupplungsstück 50 des Anschlusskabels 25 möglich. An einem Gehäuse 52 der Fußsteuerung 24 sind zwei fußbetätigbare Schalter 54a und 54b angeordnet, über die insbesondere ein Links- beziehungsweise Rechtslauf der Antriebseinheiten geregelt werden kann.The foot control 24 is via a wireless data transmission device with the control unit 12 in connection, for example via an infrared or radio transmission system. Optional is also a connection of the foot control 24 via one with the connection socket 34 connectable coupling piece 50 of the connection cable 25 possible. On a housing 52 the foot control 24 are two foot-operated switches 54a and 54b arranged over which in particular a left or right rotation of the drive units can be controlled.

Das Pistolenhandstück 18 ist mit zwei Gebern 56 ausgestattet, wobei der Geber 56a beispielsweise zur Aktivierung eines Motorrechtslaufes, der Geber 56b zur Aktivierung eines Motorlinkslaufes vorgesehen sein können.The pistol hand piece 18 is with two donors 56 equipped, the dealer 56a For example, to activate a motor right run, the encoder 56b can be provided to activate a motor left rotation.

Die Anschlusskabel 20 und 22 unterscheiden sich dadurch, dass am Anschlusskabel 22, anders als am Anschlusskabel 20, ein Betätigungshebel 58 vorgesehen ist, mit dem eine Bedienperson einen Motorbetrieb einer Antriebseinheit 14, eines Shaverhandstücks 16 oder des Pistolenhandstücks 18 aktivieren kann.The connection cables 20 and 22 differ in that on the connection cable 22 , unlike the connection cable 20 , an operating lever 58 is provided, with which an operator motor operation of a drive unit 14 , a shaver handpiece 16 or the pistol hand piece 18 can activate.

In 2 ist schematisch der Aufbau eines chirurgischen Instruments 60 dargestellt. Es umfasst eine Antriebseinheit 14, beispielsweise eine Antriebseinheit 14a bis 14e, sowie ein mit einer distalseitigen Kupplung 62 desselben verbindbares Werkzeug 64, zum Beispiel in Form eines in 2 dargestellten Bohrers. In 2 is schematically the structure of a surgical instrument 60 shown. It includes a drive unit 14 , For example, a drive unit 14a to 14e , as well as one with a distal-side coupling 62 same connectable tool 64 , for example in the form of an in 2 illustrated drill.

In einem Gehäuse 66 der Antriebseinheit 14 ist ein Motor 68 angeordnet, welcher drei Anschlusskontakte 70a, 70b und 70c aufweist, die jeweils mit zwei der insgesamt drei Motorwicklungen 72a, 72b und 72c verbunden sind. Der Anschlusskontakt 70a ist mit den Motorwicklungen 72b und 72c verbunden, der Anschlusskontakt 70b mit den Motorwicklungen 72a und 72b und der Anschlusskontakt 70c mit den Motorwicklungen 72a und 72c. Die Anschlusskontakte 70a, 70b und 70c sind mittels Verbindungsleitungen 74a, 74b und 74c mit einem proximalseitig angeordneten Kupplungselement 76 verbunden, und zwar mit dessen Verbindungskontakten 78a, 78b und 78c. Das Kupplungselement 76 ist zum Verbinden mit dem Kupplungsstück 44 des Anschlusskabels 20 korrespondierend zu diesem ausgebildet. In a housing 66 the drive unit 14 is an engine 68 arranged, which three connection contacts 70a . 70b and 70c each having two of the three motor windings 72a . 72b and 72c are connected. The connection contact 70a is with the motor windings 72b and 72c connected, the connection contact 70b with the motor windings 72a and 72b and the connection contact 70c with the motor windings 72a and 72c , The connection contacts 70a . 70b and 70c are by means of connecting lines 74a . 74b and 74c with a coupling element arranged on the proximal side 76 connected, with its connection contacts 78a . 78b and 78c , The coupling element 76 is for connecting to the coupling piece 44 of the connection cable 20 formed corresponding to this.

Das Anschlusskabel 20 selbst ist ein dreiadriges Anschlusskabel mit drei Einzelleitern 20a, 20b und 20c. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind keine Steuer- oder Datenleitungen am Anschlusskabel 20 oder an der Antriebseinheit 40 vorgesehen. The connection cable 20 itself is a three-wire connection cable with three individual conductors 20a . 20b and 20c , At the in 2 illustrated embodiment are no control or data lines on the connection cable 20 or on the drive unit 40 intended.

In den Motor 68 ist optional ferner eine Motoridentifikationseinrichtung 80 integriert, wie beispielsweise aus der DE 20 2008 006 868 U1 bekannt.In the engine 68 is optionally also a motor identification device 80 integrated, such as from the DE 20 2008 006 868 U1 known.

Das Steuergerät 12 umfasst eine im Gehäuse 26 angeordnete Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung 82, die nachfolgend der Einfachheit halber als Steuereinrichtung 82 bezeichnet wird. Mit ihr kann der Motor 68, welcher allgemein M Motorwicklungen, auch bezeichnet als RMW_1, ..., RMW_M, umfasst, angesteuert werden. Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zahl M der Motorwicklungen drei und die Motorwicklungen werden mit 72a, 72b und 72c bezeichnet.The control unit 12 includes one in the housing 26 arranged engine control and / or regulating device 82 , hereinafter referred to as control means for simplicity 82 referred to as. With her, the engine can 68 which generally M motor windings, also referred to as R MW_1 , ..., R MW_M , are controlled. In the embodiment described below, the number M of motor windings is three and the motor windings are with 72a . 72b and 72c designated.

Die Steuerungseinrichtung umfasst einen Controller 84, welcher mit einem digitalen Signalprozessor 86 zusammengeschaltet ist. Der digitale Signalprozessor 86 ist wiederum mit einem frei programmierbaren integrierten Schaltkreis (88) in Form eines FPGA, gekoppelt. Dieser dient der Ansteuerung von drei FET-Treiberschaltkreisen 90a, 90b und 90c. Die FET-Treiberschaltkreise 90a, 90b und 90c sind jeweils mit einem Endstufenleistungsschaltkreis 92a, 92b und 92c verschaltet, die jeweils drei identische Verstärkerschaltungen 94a, 94b und 94c umfassen. Zur Energieversorgung der Steuereinrichtung 82 beziehungsweise des Antriebssystems 10 ist ein Netzteil 96 vorgesehen, welches für alle Schaltkreise und Elemente der Steuereinrichtung 82 entsprechend erforderliche Versorgungsspannungen bereitstellt.The control device comprises a controller 84 , which with a digital signal processor 86 is interconnected. The digital signal processor 86 is in turn with a freely programmable integrated circuit ( 88 ) in the form of an FPGA. This serves to drive three FET driver circuits 90a . 90b and 90c , The FET driver circuits 90a . 90b and 90c each with an output stage power circuit 92a . 92b and 92c interconnected, each having three identical amplifier circuits 94a . 94b and 94c include. For power supply of the control device 82 or the drive system 10 is a power supply 96 provided, which for all circuits and elements of the control device 82 provides corresponding required supply voltages.

Jeder Endstufenschaltkreis 92a, 92b und 92c ist mit einer ihm zugeordneten Multiphasenübertragungseinrichtung 98a, 98b und 98c zusammengeschaltet, die in Form eines Multiphasentransformators 100a, 100b beziehungsweise 100c ausgebildet ist. Die Multiphasentransformatoren 100a, 100b und 100c sind alle identisch aufgebaut und werden beispielhaft in Verbindung mit 6 nachfolgend näher erläutert anhand des Multiphasentransformators 100a.Each power amp circuit 92a . 92b and 92c is with a multi-phase transmission device assigned to it 98a . 98b and 98c interconnected in the form of a multi-phase transformer 100a . 100b respectively 100c is trained. The multiphase transformers 100a . 100b and 100c are all identical and are used in conjunction with 6 explained in more detail below with reference to the multi-phase transformer 100a ,

Der Multiphasentransformator 100a umfasst drei Einzeltransformatoren 102x, 102y und 102z. Diese werden gebildet durch jeweils zwei induktiv miteinander gekoppelte Spulen, nämlich jeweils eine Primärspule 104x, 104y und 104z sowie eine Sekundärspule 106x, 106y und 106z. Jede Primärspule 104x, 104y und 104z umfasst einen Primäreingang 108x, 108y und 108z sowie einen Primärausgang 110x, 110y und 110z. Des Weiteren umfasst jede Sekundärspule 106x, 106y und 106z einen Sekundäreingang 112x, 112y und 112z sowie einen Sekundärausgang 114x, 114y und 114z. The multiphase transformer 100a includes three individual transformers 102x . 102y and 102z , These are formed by two inductively coupled coils, namely one primary coil each 104x . 104y and 104z as well as one secondary coil 106x . 106y and 106z , Each primary coil 104x . 104y and 104z includes a primary input 108x . 108y and 108z as well as a primary exit 110x . 110y and 110z , Furthermore, each secondary coil includes 106x . 106y and 106z a secondary input 112x . 112y and 112z as well as a secondary exit 114x . 114y and 114z ,

Jeder der Primäreingänge 108x, 108y, 108z ist jeweils mit einem Ausgang einer der drei Verstärkerschaltungen 94a elektrisch leitend verbunden. Die drei Sekundäreingänge 112x, 112y und 112z sind elektrisch leitend miteinander und mit einem Anschlusskontakt 116a der Anschlussbuchse 36a verbunden, die ferner zwei weitere Anschlusskontakte 116b und 116c umfasst, die mit den Multiphasentransformatoren 100b und 100c in analoger Weise verbunden sind. Der Primärausgang 110x ist mit dem Sekundärausgang 114y elektrisch leitend verbunden, der Primärausgang 110y mit dem Sekundärausgang 114z und der Primärausgang 110z mit dem Sekundärausgang 114x. Auf diese Weise sind die Einzelphasenübertragungseinrichtungen 118x, 118y und 118z definierenden Einzeltransformatoren 102x, 102y und 102z sternförmig verschaltet, so dass die Primärspule 104x, 104y, 104z, auch als Primärkreis bezeichnet, jeder Einzelphasenübertragungseinrichtung 118x, 118y und 118z jeweils mit der Sekundärspule 106x, 106y, 106z, auch als Sekundärkreis bezeichnet, der jeweils nächsten Einzelphasenübertragungseinrichtung 118y, 118z und 118x in Serie geschaltet ist.Each of the primary inputs 108x . 108y . 108z is each with an output of one of the three amplifier circuits 94a electrically connected. The three secondary inputs 112x . 112y and 112z are electrically conductive with each other and with a connection contact 116a the connection socket 36a connected, which also has two more connection contacts 116b and 116c includes that with the multiphase transformers 100b and 100c are connected in an analogous manner. The primary exit 110x is with the secondary exit 114y electrically connected, the primary output 110y with the secondary exit 114z and the primary output 110z with the secondary exit 114x , In this way, the single-phase transfer devices 118x . 118y and 118z defining individual transformers 102x . 102y and 102z star-connected so that the primary coil 104x . 104y . 104z , also referred to as a primary circuit, each single-phase transmission device 118x . 118y and 118z each with the secondary coil 106x . 106y . 106z , also referred to as a secondary circuit, the next single phase transmission device 118y . 118z and 118x connected in series.

Die Einzeltransformatoren 102x, 102y und 102z sind also so geschaltet, dass für ihre Ausgangsspannungen UxA, UyA und UzA in Abhängigkeit der drei Eingangssignale U1A, U2A und U3A, die an den Primäreingängen 108x, 108y und 108z anliegen, gilt: U_A = 1/3U1A + 1/3U2A + 1/3U3A The individual transformers 102x . 102y and 102z are thus switched so that for their output voltages UxA, UyA and UzA depending on the three input signals U1A, U2A and U3A, at the primary inputs 108x . 108y and 108z concerns, applies: U_A = 1 / 3U1A + 1 / 3U2A + 1 / 3U3A

Diese Überlagerung der Eingangssignale U1A, U2A, U3A, U1B, U2B, U3B, U1C, U2C und U3C, also der Subphasenwicklungsspannungen, allgemein dargestellt als UMW_1_1, ..., UMW_1_N, ..., UMW_M_1, ..., UMW_M_N, ist beispielhaft in 4 für drei unterschiedliche Pulsweiten der Eingangssignale dargestellt. Die in 4 dargestellte Periodendauer tx berechnet sich aus einer Taktfrequenz fPWM des ausgeführten PWM-Verfahrens zu tx = 1/fPWM.This superimposition of the input signals U1A, U2A, U3A, U1B, U2B, U3B, U1C, U2C and U3C, ie the subphase winding voltages, generally represented as U MW_1_1 ,..., U MW_1_N ,..., U MW_M_1,. U MW_M_N , is exemplary in 4 shown for three different pulse widths of the input signals. In the 4 shown period duration t x is calculated from a clock frequency f PWM of the executed PWM method to t x = 1 / f PWM .

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 132 bezeichnete Taktgebereinrichtung der Steuereinrichtung 82 dient zum Vorgeben der PWM-Taktfrequenz fPWM zum Durchführen des PWM-Verfahrens. Die Taktgebereinrichtung umfasst den Controller 84 sowie den digitalen Signalprozessor 86. Die Taktgebereinrichtung 132 und die Signalerzeugungseinrichtung 120 wirken bei der Steuervorrichtung 82 derart zusammen, dass die Subphasensignale, allgemein bezeichnet als SPWM_1_1, ..., SPWM_1_N; ...; SPWM_M_1, ..., SPWM_M_N, mit der PWM-Taktfrequenz fPWM erzeugbar sind. Die Taktgebereinrichtung 132 erzeugt vorzugsweise eine PWM-Taktfrequenz von 100 kHz.A total with the reference numeral 132 designated clock means of the control device 82 is used to specify the PWM clock frequency f PWM for performing the PWM method. The clock device comprises the controller 84 as well as the digital signal processor 86 , The clock device 132 and the signal generating means 120 act on the control device 82 such that the subphase signals, generally referred to as S PWM_1_1 , ..., S PWM_1_N ; ...; S PWM_M_1 , ..., S PWM_M_N , with the PWM clock frequency f PWM can be generated. The clock device 132 preferably generates a PWM clock frequency of 100 kHz.

Der digitale Signalprozessor 86 bildet eine Signalerzeugungseinrichtung 120, mit welcher für jede der M = 3 Motorwicklungen RMW_1, ..., RMW_M ein PWM-Signal SPWM_1, ..., SPWM_M erzeugbar ist und mit welcher jedes der PWM-Signale SPWM_1, ..., SPWM_M in N Subphasensignale SPWM_1_1, ..., SPWM_1_N, ..., SPWM_M_1, ..., SPWM_M_N unterteilbar ist, welche in ihrer Phasenlage relativ zueinander jeweils um 360°/N, bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit N = 3 also um 120°, relativ zueinander versetzt sind. Die Signalerzeugungseinrichtung 120 umfasst ferner den Schaltkreis 88, der die Phasenlage der einzelnen Subphasensignale um 120° relativ zueinander versetzt, sowie die FET-Treiberschaltkreise 90a, 90b und 90c.The digital signal processor 86 forms a signal generating device 120 with which a PWM signal S PWM_1 ,..., S PWM_M can be generated for each of the M = 3 motor windings R MW_1 ,..., R MW_M and with which each of the PWM signals S PWM_1 ,..., S PWM_M in N subphase signals S PWM_1_1 , ..., S PWM_1_N , ..., S PWM_M_1 , ..., S PWM_M_N is subdivided, which in their phase relation relative to each other by 360 ° / N, in the described embodiment with N = 3 are therefore offset by 120 ° relative to each other. The signal generating device 120 further includes the circuit 88 , which offset the phase position of the individual subphase signals by 120 ° relative to each other, as well as the FET driver circuits 90a . 90b and 90c ,

Die Steuereinrichtung 82 umfasst ferner eine Wandlereinrichtung 122, mit welcher die jeweils einer der M = 3 Motorwicklungen 72a, 72b und 72c zugeordneten N Subphasensignale in N Subphasenwicklungsspannungen UMW_1_1, ..., UMW_1_N; ...; UMW_M_1, ..., UMW_M_N umsetzbar sind, welche in ihrer Phasenlage relativ zueinander jeweils um 360°/N, bei N = 3 also um 120°, versetzt sind, mit welcher zur Erzeugung eines Stromflusses IMW_1, ..., IMW_M durch jede der M = 3 Motorwicklungen RMW_1, ..., RMW_M eine Wicklungsspannung UMW_1, ..., UMW_M, in 3 dargestellt als U_A, U_B und U_C, anlegbar ist und mit welcher die jeweils einer der M = 3 Motorwicklungen zugeordneten N Subphasenwicklungsspannungen für jede der M Motorwicklungen getrennt überlagerbar sind zu der jeweiligen Wicklungsspannung, welche an die jeweilige Motorwicklung angelegt wird zur Erzeugung des Wicklungsstromes IMW_1, ..., IMW_M, dargestellt in 3 als I_A, I_B und I_C. Die Wandlereinrichtung 122 umfasst die Endstufenleistungsschaltkreise 92a, 92b und 92c sowie die Multiphasenübertragungseinrichtungen 98a, 98b und 98c. Aufgrund dieses Aufbaus und der Verschaltung werden vorzugsweise an den drei Primäreingängen 108x, 108y und 108z PWM-Signale gleicher Amplituden beziehungsweise Stärke angelegt, die jedoch in der beschriebenen Weise in ihrer Phasenlage um 120° versetzt sind. Diese Signale werden nun in Multiphasentransformator 100a gemäß obiger Formel gedrittelt und addiert.The control device 82 further comprises a converter means 122 , with which each of the M = 3 motor windings 72a . 72b and 72c N subphase signals assigned to N subphase winding voltages U MW_1_1 , ..., U MW_1_N ; ...; U MW_M_1 , ..., U MW_M_N be implemented, which are in their phase relation relative to each other by 360 ° / N, at N = 3, that is offset by 120 °, with which for generating a current flow I MW_1 , ..., I MW_M through each of the M = 3 motor windings R MW_1 , ..., R MW_M a winding voltage U MW_1 , ..., U MW_M , in 3 represented as U_A, U_B and U_C, can be applied and with which each of the M = 3 motor windings N subphase winding voltages for each of the M motor windings are separately superimposed to the respective winding voltage which is applied to the respective motor winding to generate the winding current I MW_1 , ..., I MW_M , presented in 3 as I_A, I_B and I_C. The converter device 122 includes the power stage power circuits 92a . 92b and 92c as well as the multi-phase transmission devices 98a . 98b and 98c , Due to this structure and the interconnection are preferably at the three primary inputs 108x . 108y and 108z PWM signals of equal amplitude or strength applied, but which are offset in the manner described in their phase position by 120 °. These signals are now in multiphase transformer 100a Divided and added according to the above formula.

Für die Berechnung der anliegenden Spannungen ergibt sich exemplarisch für den Multiphasentransformator 100a folgendes: U_A = 1/3U1A + 1/3U2A + 1/3U3A The calculation of the applied voltages gives an example of the multiphase transformer 100a following: U_A = 1 / 3U1A + 1 / 3U2A + 1 / 3U3A

An den Einzeltransformatoren 102x, 102y und 102z ergeben sich folgende Beziehungen für die anliegenden Spannungen U1A + UxA – UyA = U_A (1) U2A + UyA – UzA = U_A (2) U3A + UzA – UxA = U_A (3) At the individual transformers 102x . 102y and 102z the following relationships for the applied voltages result U1A + UxA - UyA = U_A (1) U2A + UyA - UzA = U_A (2) U3A + UzA - UxA = U_A (3)

Dabei ist UxA die an der Primärspule 104x sowie an der Sekundärspule 106x abfallende Spannung, UyA die an der Primärspule 104y sowie an der Sekundärspule 106y abfallende Spannung und UzA die an der Primärspule 104z sowie der Sekundärspule 106z abfallende Spannung. Durch Addition der Gleichungen (1) und (3) erhält man U1A + U3A + UzA – UyA = 2U_A und daraus durch einfache Umformung: UyA – UzA = U1A + U3A – 2U_A Where UxA is the one on the primary coil 104x as well as on the secondary coil 106x declining voltage, UyA the at the primary coil 104y as well as on the secondary coil 106y decreasing voltage and UzA at the primary coil 104z and the secondary coil 106z falling voltage. By adding the equations (1) and (3) one obtains U1A + U3A + UzA - UyA = 2U_A and from this by simple transformation: UyA - UzA = U1A + U3A - 2U_A

Dies eingesetzt in Gleichung (2) liefert: U2A + U1A + U3A – 2U_A = U_A woraus man erhält: U1A + U2A + U3A = 3U_A This used in equation (2) provides: U2A + U1A + U3A - 2U_A = U_A from which one receives: U1A + U2A + U3A = 3U_A

Wenn U1A = 1 und U2A = U3A = 0, dann gilt:
U_A = 1/3. Dies ergibt eingesetzt in den Gleichungen (1), (2) und (3): 2/3 + UxA – UyA = 0 (1) UyA – UzA = 1/3 (2) UzA – UxA = 1/3. (3)
If U1A = 1 and U2A = U3A = 0 then:
U_A = 1/3. This results in equations (1), (2) and (3): 2/3 + UxA - UyA = 0 (1) UyA - UzA = 1/3 (2) UzA - UxA = 1/3. (3)

Die Spannungsbeziehungen der an den Einzeltransformatoren 102x, 102y und 102z anliegenden Spannungen sind für drei unterschiedliche Pulsbreiten in 4 beispielhaft dargestellt und zwar in Form der an den Primäreingängen anliegenden Eingangsspannungen U1A, U2A und U3A, allgemein die Subphasenwicklungsspannungen UMW_1_1, ..., UMW_1_N; ...; UMW_M_1, ..., UMW_M_N sowie die durch Überlagerung gebildete Ausgangsspannung U_A.The voltage relationships at the individual transformers 102x . 102y and 102z applied voltages are for three different pulse widths in 4 by way of example, in the form of the input voltages U1A, U2A and U3A applied to the primary inputs, in general the subphase winding voltages U MW_1_1 ,..., U MW_1_N ; ...; U MW_M_1 , ..., U MW_M_N and the output voltage U_A formed by superposition.

Der Spannungssprung U_A an der Motorwicklung 72a beträgt nur ein Drittel der Versorgungsspannung US, jedoch bei der dreifachen Frequenz f = 3·fPWM. Dies entspricht einer Periodendauer T = 1/3 tx, wobei tx die Periodendauer des PWM-Signals mit der Taktfrequenz fPWM ist und sich zu tx = 1/ fPWM berechnet. Für jede Motorwicklung 72a, 72b und 72c, auch als Motorleitung bezeichnet, werden die drei Multiphasenübertragungseinrichtungen 98a, 98b und 98c in entsprechender Weise angesteuert.The voltage jump U_A at the motor winding 72a is only one third of the supply voltage U S , but at the triple frequency f = 3 · f PWM . This corresponds to a period T = 1/3 t x , where tx is the period of the PWM signal with the clock frequency f PWM and is calculated to t x = 1 / f PWM . For every motor winding 72a . 72b and 72c Also referred to as motor line, the three multi-phase transmission devices 98a . 98b and 98c controlled in a corresponding manner.

Um einen sinusförmigen Verlauf der Motorspannungen U_A, U_B und U_C, wie in 5 dargestellt, zu erzeugen, wird die Pulsweite der entsprechenden PWM-Signale entsprechend verändert, das heißt entsprechend moduliert. Durch die Steuerung der PWM, beispielsweise bei 100 kHz, wird eine Hüllkurve, nämlich die gewünschte sinusförmige Bestromungskurve, zur Ansteuerung des Motors 68 erzeugt. Eine Frequenz von 1 kHz des insgesamt durch Überlagerung erzeugten Sinussignals entspricht dabei 60.000 Umdrehungen pro Minute des Motors 68.To a sinusoidal course of the motor voltages U_A, U_B and U_C, as in 5 shown, to generate, the pulse width of the corresponding PWM signals is changed accordingly, that is modulated accordingly. By controlling the PWM, for example, at 100 kHz, an envelope, namely the desired sinusoidal Bestromungskurve, for driving the motor 68 generated. A frequency of 1 kHz of the total generated by superposition sine signal corresponds to 60,000 revolutions per minute of the engine 68 ,

Die Steuereinrichtung 82 bildet somit insgesamt eine Bestromungseinrichtung 124, mit welche jede der M Motorwicklungen sinusförmig oder im Wesentlichen sinusförmig bestrombar ist, wie in 5 dargestellt.The control device 82 thus forms a total of a lighting device 124 with which each of the M motor windings can be supplied sinusoidally or substantially sinusoidally, as in FIG 5 shown.

Für eine optimale Bestromung des Motors 68 ist es günstig, wenn eine Rotorposition des Rotors relativ zu den Motorwicklungen 72a, 72b und 72c bekannt ist. Daher umfasst die Steuereinrichtung 82 eine Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 zum Bestimmen einer Rotorposition des Elektromotors 68 zur Steuerung und/oder Regelung der M Motorwicklungen.For optimal energization of the motor 68 it is favorable if a rotor position of the rotor relative to the motor windings 72a . 72b and 72c is known. Therefore, the control device comprises 82 a rotor position determining device 126 for determining a rotor position of the electric motor 68 for controlling and / or regulating the M motor windings.

Die Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 umfasst eine Bestromungsunterbrechungseinrichtung 128, welche mit der Bestromungseinrichtung 124 zusammenwirkt. So kann zur Bestimmung einer Position des Rotors des Elektromotors 68 mindestens eine der M Motorwicklungen für ein Zeitintervall tUnterbrechung von einer Energieversorgung der Steuereinrichtung 82 abgetrennt werden. Mit der Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 ist während des Zeitintervalls tUnterbrechung die Gegen-EMK, also die in der unbestromten Motorwicklung induzierte Spannung, messbar und mit einer von der Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 umfassten Recheneinheit 130 kann auf herkömmliche Weise eine IST-Position des Rotors aus der gemessenen Gegen-EMK berechnet werden. Insbesondere kann mit der Bestromungsunterbrechungseinrichtung 128 die Bestromung aller Motorwicklungen gleichzeitig für das Zeitintervall tUnterbrechung unterbrochen werden durch Trennen des Motors 68 von der Energieversorgung. Das Zeitintervall tUnterbrechung kann vorzugsweise konstant oder in Abhängigkeit einer Drehzahl des Motors 68 vorgegeben werden. Die Bestromungsunterbrechungseinrichtung 126 ist derart ausgebildet, dass nach Messung der Gegen-EMK alle hierfür unbestromten Motorleitungen beziehungsweise Motorwicklungen 72a, 72b und 72c wieder mit der Energieversorgung elektrisch leitend verbunden werden.The rotor position determining device 126 comprises a current interruption device 128 , which with the energizing device 124 interacts. Thus, for determining a position of the rotor of the electric motor 68 at least one of the M motor windings for a time interval t interruption from a power supply of the control device 82 be separated. With the rotor position determination device 126 is during the time interval t interruption the back EMF, so the voltage induced in the currentless motor winding voltage, measurable and with one of the rotor position determination device 126 included computing unit 130 For example, an actual position of the rotor can be calculated from the measured back EMF in a conventional manner. In particular, with the Bestromungsunterbrechungseinrichtung 128 the energization of all motor windings are interrupted simultaneously for the time interval t interruption by disconnecting the motor 68 from the power supply. The time interval t interruption may preferably be constant or in dependence on a rotational speed of the engine 68 be specified. The power interruption device 126 is designed such that after measurement of the back EMF all this unpowered motor cables or motor windings 72a . 72b and 72c be electrically connected again to the power supply.

Um möglichst kleine Spannungssprünge zu erhalten, wenn die Bestromung der Motorwicklungen unterbrochen wird, ist die Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 derart ausgebildet, dass die Gegen-EMK erst dann messbar ist, wenn der jeweilige Motorstrom I_A, I_B beziehungsweise I_C beziehungsweise die Motorspannung U_A, U_B beziehungsweise U_C einer der M Motorwicklungen auf Null abgefallen ist. Hierbei wird vorzugsweise das Zeitintervall tUnterbrechung vorgegeben durch tUnterbrechung = 2Δt, wobei die Messung der Gegen-EMK an einer der M Motorwicklungen durchgeführt wird im Zeitintervall tUnterbrechung derart, dass im Zeitpunkt tM bei einer durchgehenden Bestromung die an der Motorwicklung anliegende Motorspannung Null wäre.In order to obtain the smallest possible voltage jumps when the energization of the motor windings is interrupted, the rotor position determining device 126 designed such that the back EMF is measurable only when the respective motor current I_A, I_B or I_C or the motor voltage U_A, U_B or U_C one of the M motor windings has dropped to zero. This is preferably the Time interval t interruption specified by t interruption = 2Δt, wherein the measurement of the back EMF is performed on one of the M motor windings in the time interval t interruption such that at time t M with continuous energization the motor voltage applied to the motor winding would be zero.

Das Abschalten der Wicklungsspannung an einer Motorwicklung ist beispielhaft in 5A dargestellt, in der die Spannung auf Null abfällt zum Zeitpunkt tM – Δt und erst wieder angeschaltet wird zum Zeitpunkt tM + Δt. Auf diese Weise kann also im Nulldurchgang des erzeugten Sinussignals die Bestromung insbesondere der Endstufenschaltkreise 92a, 92b und 92c unterbrochen werden und über entsprechende mit den Motorwicklungen verbundene, nicht dargestellte Messzweige der Rotorpositionsbestimmungseinrichtung 126 die gemessene Gegen-EMK ausgewertet und zu Regelungszwecken weiter verarbeitet werden, insbesondere im Zusammenwirken mit dem Controller 84 und dem digitalen Signalprozessor 66.The shutdown of the winding voltage to a motor winding is exemplary in 5A shown, in which the voltage drops to zero at time t M - .DELTA.t and only turned on again at time t M + .DELTA.t. In this way, therefore, in the zero crossing of the sinusoidal signal generated, the energization of the power amplifier circuits in particular 92a . 92b and 92c be interrupted and connected via corresponding with the motor windings, not shown measuring branches of the rotor position determining device 126 the measured back EMF are evaluated and further processed for control purposes, in particular in cooperation with the controller 84 and the digital signal processor 66 ,

Das Steuergerät 12, also die chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung, ist ausgebildet zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit 14 und umfasst ferner eine Motoranhalteeinrichtung 140 zum Anhalten des Motors 68 bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit, beispielsweise pro Minute, und zwar derart, dass ein Rotor 142 des Motors 68 eine Drehstellung relativ zu einem Motorgehäuse 144 desselben einnimmt, welche Drehstellung eine Ruhestellung definiert. The control unit 12 That is, the surgical motor control and / or regulating device is designed to control and / or regulate the drive unit 14 and further includes a motor stopping device 140 to stop the engine 68 to a speed of zero revolutions per unit time, for example, per minute, in such a way that a rotor 142 of the motor 68 a rotational position relative to a motor housing 144 the same occupies which rotational position defines a rest position.

In 10 ist in einer schematischen Schnittansicht des Motors 68 anhand zweier Markierungen 146 und 148 die Ruhestellung oder Parkposition des Rotors 142 beispielhaft symbolisiert, wobei die Markierung 146 am Stator 150 des Motors 68 angebracht ist, die Markierung 148 am Rotor 142. Die Markierungen 146 und 148 müssen am Motor nicht zwingend vorgesehen sein, sie dienen in 10 lediglich der Veranschaulichung dessen, was im Sinne dieser Anmeldung unter Drehstellung und Ruhestellung gemeint ist. So kann eine Drehstellung jede beliebige Orientierung des Rotors 142 und damit der Markierung 148 bezogen auf eine Längsachse 152 des Rotors 142 sein, welche gleichzeitig eine Drehachse beziehungsweise eine Antriebsachse des Motors 68 definiert. Grundsätzlich kann jede beliebige Drehstellung auch eine Ruhestellung definieren. Zur Veranschaulichung ist in 10 zur Kennzeichnung einer definierten Ruhestellung des Rotors 142 die Markierung 146 vorgesehen. Weisen die aufeinander zu weisenden Spitzen der dreieckigen Markierungen 146 und 148 einen minimalen Abstand voneinander auf, befindet sich der Rotor 142 in der definierten Ruhestellung. Ausgehend von dieser Ruhestellung kann dann durch entsprechende Bestromung, wie oben beschrieben, der Motor 68 praktisch ruckelfrei anlaufen, und zwar genau in derjenigen Drehrichtung, die vom Anwender vorgewählt wird, also entweder ein Links- oder ein Rechtslauf des Motors 68.In 10 is a schematic sectional view of the engine 68 based on two markings 146 and 148 the rest position or parking position of the rotor 142 exemplified, with the mark 146 at the stator 150 of the motor 68 attached, the mark 148 on the rotor 142 , The marks 146 and 148 need not necessarily be provided on the engine, they serve in 10 merely the illustration of what is meant in the context of this application under rotational position and rest position. Thus, a rotational position can be any orientation of the rotor 142 and thus the mark 148 relative to a longitudinal axis 152 of the rotor 142 be, which at the same time a rotation axis or a drive axis of the motor 68 Are defined. In principle, any rotational position can also define a rest position. By way of illustration is in 10 for identifying a defined rest position of the rotor 142 the mark 146 intended. Assign the facing tips of the triangular markings 146 and 148 a minimum distance apart, is the rotor 142 in the defined rest position. Starting from this rest position can then by appropriate energization, as described above, the engine 68 run virtually smoothly, and precisely in the direction of rotation, which is selected by the user, so either a left or a clockwise rotation of the engine 68 ,

Das Steuergerät 12 umfasst ferner einen Drehrichtungsanforderungsspeicher 154 zum Speichern der letzten Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen und Anhalten des Motors 68 auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Minute. Im Drehrichtungsanforderungsspeicher 154 kann also entweder ein Wert für einen Linkslauf oder ein Wert für einen Rechtslauf hinterlegt. Der Drehrichtungsanforderungsspeicher 154 kann insbesondere in direkter Verbindung zum Controller 84 stehen. Weiter kann das Steuergerät 112 einen Ruhestellungsspeicher 156 umfassen, welcher ebenfalls mit dem Controller 84 gekoppelt ist. Gekoppelt bedeutet insbesondere elektrisch leitend verbunden und auf diese Weise in Wirkverbindung stehend, um beispielsweise Daten auszutauschen. Im Ruhestellungsspeicher 156 kann insbesondere die definierte oder eine beliebige Ruhestellung des Rotors 142 gespeichert werden, beispielsweise in Form eines Winkelwerts. The control unit 12 further comprises a direction of rotation request memory 154 for storing the last direction of rotation request before braking and stopping the engine 68 to the speed of zero revolutions per minute. In the direction of rotation request memory 154 Thus, either a value for a reverse run or a value for a clockwise run can be stored. The direction of rotation request memory 154 especially in direct connection to the controller 84 stand. Next, the controller 112 a home storage 156 which also with the controller 84 is coupled. Coupled means in particular electrically conductively connected and in this way in operative connection, for example, to exchange data. At rest storage 156 In particular, the defined or any rest position of the rotor 142 stored, for example in the form of an angle value.

Die mit dem Controller 84 gekoppelte Motoranhalteeinrichtung 140 ist derart ausgebildet, dass sie den Rotor 142 vorzugsweise immer in derselben definierten Ruhestellung hält.The one with the controller 84 coupled engine stop device 140 is formed so that it the rotor 142 preferably always keeps in the same defined rest position.

Das Steuergerät 12 umfasst ferner einen Moduswahlschalter 158, welcher mit der Motoranhalteeinrichtung 140 gekoppelt ist und die Auswahl zwischen zwei Betriebsmodi der Motoranhalteeinrichtung 140 ermöglicht. Zum einen ist dies ein Haltemodus, in welchem der Rotor 142 aktiv in der Ruhestellung gehalten wird. Dies kann beispielsweise wie in 7 unten schematisch dargestellt dadurch erreicht werden, dass zwei der Motorwicklungen, nämlich die Motorwicklungen 72b und 72c auf Schaltungsmasse geschaltet werden, wenn der Motor 68 in die Ruhestellung beziehungsweise in die Parkposition gefahren beziehungsweise dort gehalten wird. Die Motorwicklung 72a bleibt weiter bestromt und definiert dadurch eine Drehstellung des Rotors 142 relativ zum Motorgehäuse 144. Zu diesem Zweck umfasst das Steuergerät 12 eine Haltemodusbestromungseinrichtung 160, welche beispielsweise die im Steuergerät 12 vorhandenen Komponenten einsetzt, um den Motor 68 und dessen Wicklungen 72a, 72b und 72c in gewünschter Weise zu bestromen. Mit der Haltemodusbestromungseinrichtung 160 ist es möglich, den Rotor 142, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten. Dies wird als Haltemodus bezeichnet. The control unit 12 further includes a mode selector switch 158 , which with the motor stopping device 140 is coupled and the selection between two modes of operation of the motor stopping device 140 allows. First, this is a holding mode in which the rotor 142 is actively kept at rest. This can for example be like in 7 shown schematically below, that two of the motor windings, namely the motor windings 72b and 72c switched to circuit ground when the engine 68 is driven or held in the rest position or in the parking position. The motor winding 72a remains energized and thereby defines a rotational position of the rotor 142 relative to the motor housing 144 , For this purpose, the control unit comprises 12 a Haltemodusbestromungseinrichtung 160 which, for example, in the control unit 12 existing components used to the engine 68 and its windings 72a . 72b and 72c to energize in the desired manner. With the Haltemodusbestromungseinrichtung 160 is it possible to use the rotor 142 without twisting it, actively keeping at rest. This is called a hold mode.

Mit der Haltemodusbestromungseinrichtung 160 gekoppelt ist eine Haltezeitvorgabeeinrichtung 162 zum Vorgeben einer Haltezeit tHalt, während der der Motor 68 ständig bestromt wird, um den Rotor 142, ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten. Beispielsweise kann mit der Haltezeitvorgabeeinrichtung 162 eine Haltezeit tHalt vorgegeben werden in einem Bereich von 0 Minuten bis 20 Minuten. Die Haltezeit tHalt kann werkseitig eingestellt sein oder durch einen entsprechenden Wahlschalter 164 von einem Benutzer des Antriebssystems 10 vorgegeben werden. With the Haltemodusbestromungseinrichtung 160 coupled is a holding time setting device 162 to specify a holding time t stop while the motor 68 Constantly energized to the rotor 142 without twisting it, at rest to keep. For example, with the hold timing device 162 a holding time t stop can be specified in a range of 0 minutes to 20 minutes. The holding time t Halt can be set at the factory or by a corresponding selector switch 164 from a user of the drive system 10 be specified.

Die Haltemodusbestromungseinrichtung 160 umfasst vorzugsweise eine Motorstrombegrenzungseinrichtung 166 zum Begrenzen eines Motorstroms, um den Rotor 142, ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten. Beispielsweise kann mit der Motorstrombegrenzungseinrichtung 166 ein Motorstrom im Haltemodus auf maximal 20 % eines Nennwerts des Motors 68 begrenzt werden. Vorzugsweise wird der Motorstrom jedoch auf 15 %, noch besser nur auf 10 % des Nennwerts des Motors 68 begrenzt. The Haltemodusbestromungseinrichtung 160 preferably comprises a motor current limiting device 166 for limiting a motor current to the rotor 142 without twisting it, actively keeping at rest. For example, with the motor current limiting device 166 a motor current in the hold mode to a maximum of 20% of a nominal value of the motor 68 be limited. Preferably, however, the motor current becomes 15%, more preferably only 10% of the rated value of the motor 68 limited.

Mit dem Moduswahlschalter 158 kann alternativ auch ein Bereitschaftsmodus der Motoranhalteeinrichtung 140 ausgewählt werden. Im Bereitschaftsmodus wird der Motor 68 bei einer Drehzahlanforderung von 0 Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe für eine Zeit tStell so lange definiert bestromt, um den Rotor 42 wieder in die Ruhestellung zu überführen. Dies kann innerhalb einer vollen Umdrehung des Rotors 142 um die Längsachse 152 erfolgen. Es können aber auch maximal zwei oder maximal drei oder noch mehr Umdrehungen sein, die der Rotor 142 ausführt, um wieder in die beispielsweise in 10 schematisch dargestellte Ruhestellung gebracht zu werden. With the mode selector switch 158 Alternatively, a standby mode of the engine stopping device may also be provided 140 to be selected. In standby mode, the engine becomes 68 at a speed request of 0 revolutions per unit of time after a rest period t rest for a time t Stell as long defines energized to the rotor 42 to return to the rest position. This can be done within a full turn of the rotor 142 around the longitudinal axis 152 respectively. But it can also be a maximum of two or a maximum of three or more revolutions, which is the rotor 142 to return to the example in 10 to be brought to rest shown schematically.

Die Motoranhalteeinrichtung 140 kann insbesondere so ausgebildet sein, wie dies schematisch in 7 dargestellt ist, dass die Motorwicklung 72a zyklisch immer wieder für eine Stellzeit tStell bestromt wird, um den Elektromotor 68 wieder in die Ruhestellung zu überführen. Zwischen jeder Einstellphase verbleiben dann alle Motorwicklungen 72a, 72b und 72c für die Ruhezeit tRuhe unbestromt. The engine stop device 140 may in particular be formed as shown schematically in FIG 7 shown is that the motor winding 72a cyclically repeatedly for a positioning time t Stell energized to the electric motor 68 to return to the rest position. Between each adjustment phase then remain all motor windings 72a . 72b and 72c for the rest time t calm without power.

Mit der Motoranhalteeinrichtung 140 gekoppelt ist eine Drehzahlbegrenzungseinrichtung 168 zum Begrenzen einer Maximaldrehzahl des Rotors 142 im Bereitschaftsmodus. Die Maximaldrehzahl kann beispielsweise fünf Umdrehungen pro Minute betragen. Der Rotor 142 dreht dann also sehr langsam um die Längsachse 152, während er in der Stellzeit tStell in die Ruhestellung überführt wird. Auf diese Weise kann eine Verletzung von Personen vermieden werden. With the engine stop device 140 coupled is a speed limiting device 168 for limiting a maximum speed of the rotor 142 in standby mode. The maximum speed can be, for example, five revolutions per minute. The rotor 142 then turns very slowly around the longitudinal axis 152 while being transferred to the rest position during the positioning time t Stell . In this way, injury to persons can be avoided.

Mit einer Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung 170 des Steuergeräts 112, die mit der Motoranhalteeinrichtung 140 gekoppelt ist, kann eine Bereitschaftszeit tBereitschaft des Bereitschaftsmodus vorgegeben werden. Die Bereitschaftszeit tBereitschaft kann beispielsweise vier Positionierungszyklen umfassen, wie dies schematisch in 7 dargestellt ist. Die Bereitschaftszeit tBereitschaft kann werkseitig eingestellt sein oder über einen entsprechenden Wahlschalter 172 von einem Benutzer des Antriebssystems 10 frei gewählt werden. Vorzugsweise kann die Bereitschaftszeit tBereitschaft in einem Bereich von 0 Minuten bis 20 Minuten vorgegeben werden. With a standby timer 170 of the control unit 112 connected to the engine stop device 140 is coupled, a standby time t readiness of the standby mode can be specified. The standby time t standby may include, for example, four positioning cycles, as shown schematically in FIG 7 is shown. The standby time t standby can be set at the factory or via a corresponding selector switch 172 from a user of the drive system 10 be chosen freely. Preferably, the standby time t standby can be set in a range of 0 minutes to 20 minutes.

Mit dem Moduswahlschalter 158 kann von einem Nutzer der jeweils gewünschte Betriebsmodus manuell gewählt werden. Das heißt, dass ein Benutzer wahlweise insbesondere zwischen dem Bereitschaftsmodus und dem Haltemodus umschalten kann. With the mode selector switch 158 can be selected manually by a user of the respective desired operating mode. That is, a user may optionally switch particularly between the standby mode and the hold mode.

Die Motoranhalteeinrichtung 140 kann ferner eine Umschalteinrichtung 174 umfassen, welche ausgebildet ist zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Haltezeit tHalt vom Haltemodus in den Bereitschaftsmodus. Dies kann automatisch geschehen. Dieses Umschalten kann auch mehrfach erfolgen, beispielsweise immer dann, wenn die Haltezeit tHalt abgelaufen ist. Umgekehrt kann die Umschalteinrichtung 170 auch ausgebildet sein zum mindestens einmaligen, automatischen Umschalten nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Betriebsmodus in den Haltemodus. The engine stop device 140 can also have a switching device 174 comprise, which is designed to switch at least once after the expiration of the holding time t stop from the hold mode in the standby mode. This can happen automatically. This switching can also be done several times, for example, whenever the holding time t stop has expired. Conversely, the switching device 170 Also be designed for at least one, automatic switching after the standby time t readiness from the operating mode in the hold mode.

Wie schematisch in 8 dargestellt, wird zur Bestimmung der Ruhestellung des Rotors 142 eine Messung von Einzelströmen und Spannungen in den Motorwicklungen 72a, 72b und 72c vorgenommen, um diejenige Drehstellung zu ermitteln, insbesondere zu berechnen, die der Rotor 142 einnimmt, wenn er stillsteht. Dabei kann es sich stets um dieselbe Drehstellung handeln, die dann als Ruhestellung definiert wird, oder jeweils um eine andere, die dann jeweils individuell als Ruhestellung definiert und im Ruhestellungsspeicher 156 hinterlegt wird. As schematically in 8th shown, is used to determine the rest position of the rotor 142 a measurement of single currents and voltages in the motor windings 72a . 72b and 72c made to determine that rotational position, in particular to calculate the rotor 142 takes when he stands still. This can always be the same rotational position, which is then defined as the rest position, or in each case by another, which then individually defined as a rest position and in the resting position memory 156 is deposited.

Die Motoranhalteeinrichtung 140 lässt sich insbesondere auch nutzen, um ein mit der Antriebseinheit 14 gekoppeltes Werkzeug 176, beispielsweise in Form eines Shavers 178, in eine definierte Ruhestellung zu überführen. So weist beispielsweise der Shaver 178 einen langgestreckten rohrförmigen Schaft 180 auf, in welchem ein nicht näher dargestelltes Kraftübertragungsglied, welches von der Antriebseinheit 14 in Rotation versetzt wird, rotierend gelagert ist. An einem distalen Ende des Schafts 180 ist eine im Wesentlichen zur Seite hin weisende Öffnung 182 vorgesehen, aus welcher in Abhängigkeit einer Rotationsstellung des Kraftübertragungsglieds ein Werkzeugelement 184, wie es beispielsweise bei einem Shaver 178 in Form einer Schneide 186 ausgebildet ist, teilweise vorsteht, um Gewebe zu schneiden. Bei Kenntnis einer Position des Rotors 142 und gegebenenfalls einer Untersetzung eines optional zwischen der Antriebseinheit 14 und dem Werkzeug 176 ausgebildeten Getriebes kann somit auch das Werkzeugelement 184 in eine definierte Stellung relativ zur Öffnung 182 bewegt werden. Beispielsweise kann dann mit der Motoranhalteeinrichtung 140 vorgegeben werden, ob die Öffnung 182 durch das Werkzeug 176 freigegeben wird oder nicht. Mit anderen Worten kann das Werkzeugelement 184 definiert entweder so gestellt oder geparkt werden, dass die Öffnung 182 frei bleibt oder geschlossen wird. The engine stop device 140 can also be used in particular to one with the drive unit 14 coupled tool 176 , for example in the form of a shaver 178 to transfer to a defined rest position. For example, the Shaver points 178 an elongated tubular shaft 180 in, in which a non-illustrated power transmission member, which of the drive unit 14 is rotated, rotatably mounted. At a distal end of the shaft 180 is a substantially sideways opening 182 provided, from which in dependence of a rotational position of the power transmission member, a tool element 184 like a shaver, for example 178 in the form of a cutting edge 186 is formed, partially protruding to cut tissue. With knowledge of a position of the rotor 142 and optionally a reduction of an optional between the drive unit 14 and the tool 176 trained gear can thus also the tool element 184 in a defined position relative to the opening 182 to be moved. For example, with the motor stopping device 140 be specified whether the opening 182 through the tool 176 is released or not. In other words, the tool element 184 either defined or parked so that the opening 182 remains free or closed.

Mit dem Steuergerät 12 des Antriebssystems 10 lässt sich somit ein Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit 14 durchführen, bei welchem beim Abbremsen des Motor 68 bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Minute der Elektromotor 68 derart angehalten wird, dass der Rotor 142 eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse 144 beziehungsweise zum Stator 150 einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert. With the control unit 12 of the drive system 10 Thus, a method for controlling and / or regulating the drive unit can be achieved 14 perform when braking the engine 68 up to a speed of zero revolutions per minute of the electric motor 68 is stopped such that the rotor 142 a rotational position relative to the motor housing 144 or to the stator 150 occupies, which defines a rest position.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009018143 A1 [0004] DE 102009018143 A1 [0004]
  • DE 202008006868 U1 [0072] DE 202008006868 U1 [0072]

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Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit (14) mit einem sensorlosen Elektromotor (68), welcher ein Motorgehäuse (144), einen Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, welche Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14), gekennzeichnet durch eine Motoranhalteeinrichtung (140) zum Anhalten des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.Surgical motor control and / or regulating device ( 12 ) for controlling and / or regulating a surgical drive unit ( 14 ) with a sensorless electric motor ( 68 ), which a motor housing ( 144 ), a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), which engine control and / or regulation device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ), characterized by a motor stopping device ( 140 ) for stopping the electric motor ( 68 ) to a speed of zero revolutions per unit time such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Drehrichtungsanforderungsspreicher (154) zum Speichern der letzten Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors (68) auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit.Surgical motor control and / or regulating device according to claim 1, characterized by a direction of rotation request ( 154 ) for storing the last direction of rotation request before the braking of the electric motor ( 68 ) to the speed of zero revolutions per unit time. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoranhalteeinrichtung (140) derart ausgebildet ist, dass sie den Rotor (142) immer in derselben Ruhestellung anhält. Surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding claims, characterized in that the motor stopping device ( 140 ) is designed such that it rotates the rotor ( 142 ) always stops in the same position of rest. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltemodus, in welchem der Rotor (142) aktiv in der Ruhestellung gehalten wird. Surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding claims, characterized by a holding mode in which the rotor ( 142 ) is actively kept at rest. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Haltemodusbestromungseinrichtung (160) zum Bestromen des Elektromotors (68) im Haltemodus, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten.Surgical motor control and / or regulating device according to claim 4, characterized by a holding mode energizing device ( 160 ) for energizing the electric motor ( 68 ) in the hold mode to the rotor ( 142 ), without twisting it, actively keep at rest. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Haltezeitvorgabeeinrichtung (162) zum Vorgeben einer Haltezeit tHalt, während der der Elektromotor (68) ständig bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten.Surgical motor control and / or regulating device according to claim 4 or 5, characterized by a holding time setting device ( 162 ) for specifying a holding time t stop during which the electric motor ( 68 ) is constantly energized to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep at rest. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Motorstrombegrenzungseinrichtung (166) zum Begrenzen eines Motorstroms, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, auf maximal 20 % des Nennwertes des Elektromotors (68).Surgical motor control and / or regulating device according to one of Claims 4 to 6, characterized by a motor current limiting device ( 166 ) for limiting a motor current to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep actively at rest, to a maximum of 20% of the rated value of the electric motor ( 68 ). Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bereitschaftsmodus, in welchem der Elektromotor (68) bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe so lange definiert bestromt wird, um den Rotor (142) nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen.Surgical motor control and / or regulating device according to one of the preceding claims, characterized by a standby mode, in which the electric motor ( 68 ) is energized at a speed request of zero revolutions per unit of time after a rest period t rest defined as long as the rotor ( 142 ) after at least one full turn to return to the rest position. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass im Bereitschaftsmodus der Rotor (142) immer wieder neu in die Ruhestellung überführt wird.Surgical motor control and / or regulating device according to claim 8, characterized in that it is designed such that in the standby mode the rotor ( 142 ) is transferred again and again to the resting position. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Bereitschaftszeitvorgabeeinrichtung (170) zum Vorgeben einer Bereitschaftszeit tBereitschaft des Bereitschaftsmodus. Surgical motor control and / or regulating device according to one of Claims 8 or 9, characterized by a stand-by time setting device ( 170 for setting a standby time t standby mode standby mode. Chirurgische Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (174) zum mindestens einmaligen Umschalten nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus in den Haltemodus.Surgical motor control and / or regulating device according to claim 10, characterized by a switching device ( 174 ) to switch at least once after the standby time t standby from standby mode to the hold mode. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer chirurgischen Antriebseinheit (14) mit einem sensorlosen Elektromotor (68), welcher ein Motorgehäuse (144), einen Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass beim Abbremsen des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit der Elektromotor (68) derart angehalten wird, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.Method for controlling and / or regulating a surgical drive unit ( 14 ) with a sensorless electric motor ( 68 ), which a motor housing ( 144 ), a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), characterized in that during braking of the electric motor ( 68 ) up to a speed of zero revolutions per unit time of the electric motor ( 68 ) is stopped such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Drehrichtungsanforderung vor dem Abbremsen des Elektromotors (68) auf die Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit gespeichert wird.A method according to claim 12, characterized in that the last direction of rotation request before the deceleration of the electric motor ( 68 ) is stored at the speed of zero revolutions per unit time. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (142) in der Ruhestellung immer dieselbe Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt. Method according to one of claims 12 or 13, characterized in that the rotor ( 142 ) in the rest position always the same rotational position relative to the motor housing ( 144 ) occupies. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Haltemodus des Elektromotors (68) der Rotor (142) aktiv in der Ruhestellung gehalten wird.Method according to one of claims 12 to 14, characterized in that in a holding mode of the electric motor ( 68 ) the rotor ( 142 ) is actively kept at rest. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) im Haltemodus bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten. Method according to claim 15, characterized in that the electric motor ( 68 ) is energized in the hold mode to the rotor ( 142 ), without twisting it, actively keep at rest. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) während einer Haltezeit tHalt ständig bestromt wird, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, in der Ruhestellung zu halten.Method according to claim 15 or 16, characterized in that the electric motor ( 68 ) during a holding time t stop is constantly energized to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep at rest. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorstrom, um den Rotor (142), ohne ihn zu verdrehen, aktiv in der Ruhestellung zu halten, nicht mehr als 20 % des Nennwertes des Elektromotors (68) beträgt.Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that a motor current to the rotor ( 142 ), without twisting it, to keep actively at rest, not more than 20% of the nominal value of the electric motor ( 68 ) is. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereitschaftsmodus des Elektromotors (68) bei einer Drehzahlanforderung von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit nach einer Ruhezeit tRuhe der Elektromotor (68) so lange definiert bestromt wird, um den Rotor (142) nach mindestens einer vollen Umdrehung wieder in die Ruhestellung zu überführen.Method according to one of claims 12 to 18, characterized in that in a standby mode of the electric motor ( 68 ) at a speed request of zero revolutions per unit of time after a rest period t rest of the electric motor ( 68 ) as long as it is energized to the rotor ( 142 ) after at least one full turn to return to the rest position. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereitschaftsmodus der Rotor (142) immer wieder neu in die Ruhestellung überführt wird.A method according to claim 19, characterized in that in standby mode the rotor ( 142 ) is transferred again and again to the resting position. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) für eine Bereitschaftszeit tBereitschaft den Bereitschaftsmodus einnimmt.Method according to one of claims 19 or 20, characterized in that the electric motor ( 68 ) for a standby time t standby mode is in standby mode. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (68) nach Ablauf der Bereitschaftszeit tBereitschaft vom Bereitschaftsmodus mindestens einmal in den Haltmodus wechselt.A method according to claim 21, characterized in that the electric motor ( 68 ) after the standby time has elapsed t standby mode changes from standby mode to hold mode at least once. Chirurgisches Antriebssystem umfassend mindestens eine Steuer- und/ oder Regelungsvorrichtung (12) und mindestens eine mit dieser verbindbare und ansteuerbare chirurgische Antriebseinheit (14) und/oder mindestens ein eine chirurgische Antriebseinheit (14) umfassendes chirurgisches Instrument (176), wobei die mindestens eine Antriebseinheit (14) einen sensorlosen Elektromotor (68) mit einem Rotor (142) und mindestens zwei Motorwicklungen (72a, 72b, 72c) umfasst, wobei die Steuerund/oder Regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/ oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14), gekennzeichnet durch eine Motoranhalteeinrichtung (140), welche das Anhalten des Elektromotors (68) bis auf eine Drehzahl von Null Umdrehungen pro Zeiteinheit derart steuert, dass der Rotor (142) eine Drehstellung relativ zum Motorgehäuse (144) einnimmt, welche eine Ruhestellung definiert.Surgical drive system comprising at least one control and / or regulating device ( 12 ) and at least one with this connectable and controllable surgical drive unit ( 14 ) and / or at least one surgical drive unit ( 14 ) comprehensive surgical instrument ( 176 ), wherein the at least one drive unit ( 14 ) a sensorless electric motor ( 68 ) with a rotor ( 142 ) and at least two motor windings ( 72a . 72b . 72c ), wherein the control and / or regulating device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ), characterized by a motor stopping device ( 140 ), which stops the electric motor ( 68 ) is controlled to a speed of zero revolutions per unit of time such that the rotor ( 142 ) a rotational position relative to the motor housing ( 144 ), which defines a rest position. Chirurgisches Antriebssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung (12) in Form einer Motorsteuerungs- und/oder -regelungsvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.Surgical drive system according to claim 23, characterized in that the control and / or regulating device ( 12 ) in the form of a motor control and / or regulating device ( 12 ) is designed according to one of claims 1 to 11. Chirurgisches Antriebssystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regelungsvorrichtung (12) ausgebildet ist zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) mittels eines Verfahrens zum Steuern und/oder Regeln der Antriebseinheit (14) nach einem der Ansprüche 12 bis 22.Surgical drive system according to claim 23 or 24, characterized in that the control and / or regulating device ( 12 ) is designed for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) by means of a method for controlling and / or regulating the drive unit ( 14 ) according to any one of claims 12 to 22.
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