DE102017120771B4

DE102017120771B4 - Flexible Haltevorrichtung

Info

Publication number: DE102017120771B4
Application number: DE102017120771.6A
Authority: DE
Inventors: Juan Sebastian Sanchez Lopez; Robert Odenbach; Michael Friebe
Original assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Current assignee: Otto Von Guericke Universitaet Magdeburg
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2037-09-09
Also published as: EP3678585A1; WO2019048667A1; US20200275989A1; DE102017120771A1

Abstract

Arretiereinheit (2) mit mindestens zwei Gelenkpfannen (3) und mit mindestens zwei Arretierelementen (6), wobei
- die Gelenkpfannen (3) eine Verschwenkung von in den Gelenkpfannen (3) aufgenommenen Gelenkköpfen (5) um jeweils mindestens eine Verschwenkachse ermöglichen;
- die Gelenkpfannen (3) in Offenstellung zueinander verdrehbar ausgebildet sind, sodass die Orientierung der Verschwenkachsen der Gelenkpfannen (3) zueinander veränderbar ist;
- die Arretierelemente (6) in einer Arretierstellung in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) arretieren und in einer Offenstellung in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) um die Verschwenkachsen frei bewegbar lassen;
- die Arretierelemente (6) in Arretierstellung die Gelenkpfannen (3) zueinander arretieren, sodass sich die Stellung der Verschwenkachsen in Arretierstellung festlegen lässt; und
- die Arretierelemente (6) in der Arretierstellung durch exzentrisch angeordnete Exzenterelemente (7) eines Arretierhebels (8) gegen in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinheit (2) zwischen den Gelenkpfannen (3) längenverstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Haltevorrichtung, insbesondere eine flexible Haltevorrichtung zum bevorzugten Einsatz in der Magnetresonanztomographie (MRT) sowie eine Arretiereinheit, eine Werkzeugaufnahme und einen Instrumentenhalter zum Einsatz in der Magnetresonanztomographie (MRT).
Die heutigen Möglichkeiten in der MRT werden vor allem in der interventionellen Anwendung noch immer nicht ausgeschöpft. Dies liegt vor allem daran, dass nicht genügend Medizinprodukte verfügbar sind, die im MRT einsetzbar sind. Dabei könnten viele Patienten von einer MRT-geleiteten Operation profitieren, beispielsweise bei der Entnahme von Gewebeproben. Solche Biopsien werden heute noch häufig mit Unterstützung von Ultraschall (US) oder Computertomographie (CT) durchgeführt, wobei diese Verfahren den Möglichkeiten der MRT deutlich unterlegen sind. Dies betrifft insbesondere die Erkennbarkeit unterschiedlicher Gewebe, die mittels MRT deutlich gesteigert werden kann, und somit die Präzision der Entnahme. Die Bereitstellung von weiteren MRT-kompatiblen Instrumenten wird eine signifikante Verbesserung der Behandlungsoptionen mit sich bringen.
Im Stand der Technik sind verschiedene Instrumente und Haltevorrichtungen für den medizinischen Einsatz und im Speziellen für den Einsatz im MRT-Bereich bekannt.
DE 199 21 576 C1 beschreibt ein Haltearmsystem für chirurgische Instrumente mit einer Kugelgelenkverbindung, wobei die Kugelgelenkverbindung auch durch magnetische Kräfte fixiert wird, die eine Nutzung im MRT unmöglich machen. Die bekannte Vorrichtung ist zudem nicht längenverstellbar vorgesehen.
DE 295 21 305 U1 beschreibt ein Haltearmsystem für chirurgische Instrumente, das eine Arretierung der Armsegmente mittels Klemmvorrichtungen vorsieht, das bekannte System ist jedoch sehr kompliziert aufgebaut und lässt keine Längenverstellung der einzelnen Segmente zu.
Nachteilig an diesen Instrumenten und somit am Stand der Technik ist insgesamt, dass die bekannten Haltevorrichtungen insbesondere im Bereich der MRT sehr komplex aufgebaut sind. Dies führt dazu, dass eine Bedienung der Geräte nicht ohne vorherige Schulung durchgeführt werden kann. Zudem verlängert die komplizierte Handhabung die Verweildauer des Patienten im MRT, was sowohl von Patientenseite als auch von Klinikseite unerwünscht und unvorteilhaft ist. Nicht zuletzt sind bekannte Haltevorrichtungen aufgrund der verwendeten Technik oftmals sehr teuer. So verfügen bekannte Geräte über eine Vielzahl von Möglichkeiten, die oftmals weder gebraucht werden noch erwünscht sind. Diese zusätzlichen Möglichkeiten führen zu den genannten Nachteilen wie einer schwierigen, nicht intuitiven Bedienbarkeit, einer reduzierten Patientensicherheit und hohen Anschaffungs- und Unterhaltungskosten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Haltevorrichtung, eine Arretiereinheit, eine Werkzeugaufnahme und einen Instrumentenhalter zur Verfügung zu stellen, die einfach in der Handhabung sind und gleichzeitig umfassende Möglichkeiten zur Positionierung bieten.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Haltevorrichtung, eine Arretiereinheit, eine Werkzeugaufnahme und einen Instrumentenhalter zur Verfügung zu stellen, die besonders geeignet sind für die Verwendung in der Magnetresonanztomographie (MRT). Außerdem sind sie mit anderen diagnostischen Systemen und als Vorrichtung für die operative Unterstützung einsetzbar
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Erfindung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale auch in beliebiger und technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und somit weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.
Eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung umfasst mindestens eine Arretiereinheit mit mindestens zwei Gelenkpfannen. Die Haltevorrichtung kann ferner mindestens eine Arretiereinheit mit einer Gelenkpfanne umfassen. Die Gelenkpfannen sind dazu ausgebildet, eine Verschwenkung von in den Gelenkpfannen aufgenommenen Gelenkköpfen nur um jeweils mindestens eine, vorzugsweise genau eine, Verschwenkachse zu ermöglichen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen mit mehreren Verschwenkachsen denkbar.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht vor, dass die Gelenkpfannen zueinander verdrehbar ausgebildet sind, sodass die Orientierung der Verschwenkachsen der Gelenkpfannen zueinander veränderbar ist. Dies ist beispielsweise dadurch erreichbar, dass die Arretiereinheit zwischen den beiden Gelenkpfannen geteilt ist und die beiden Teile der Arretiereinheit zueinander verdrehbar ausgebildet sind. Hierzu kann in dem Teilungsbereich beispielsweise eine Manschette um die zweiteilige Arretiereinheit gelegt sein, die zwei umlaufende Einkerbungen an der der Arretiereinheit zugewandten Seite aufweist. Die beiden Teile der Arretiereinheit greifen mit nach außen gerichteten Vorsprüngen formschlüssig in diese Einkerbung ein, die so als Führungsschiene für die Drehbewegung der beiden Teile der Arretiereinheit dient. Weitere Möglichkeiten, eine erfindungsgemäße Verdrehbarkeit der Gelenkpfannen zueinander auszubilden, sind dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Haltevorrichtung weiterhin mindestens ein Verbinderelement mit mindestens zwei Gelenkköpfen, wobei mindestens ein Gelenkkopf des Verbinderelements in einer Gelenkpfanne der Arretiereinheit aufgenommen ist.
Vorzugsweise umfasst die Haltevorrichtung in einer besonderen Ausgestaltung mindestens zwei Arretiereinheiten und mindestens ein Verbinderelement, wobei die Gelenkköpfe des Verbinderelements jeweils in einer Gelenkpfanne einer Arretiereinheit aufgenommen sind.
Gelenkpfanne und Gelenkköpfe können beispielsweise als Kugelgelenke ausgebildet sein, es sind jedoch auch andere Gelenkarten denkbar und der Fachmann wird hier eine geeignete Gelenkkonstruktion wählen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Arretiereinheit, wie sie bereits und im Folgenden näher beschrieben wird. Die Arretiereinheit umfasst mindestens zwei Gelenkpfannen, wobei die Gelenkpfannen eine Verschwenkung von in den Gelenkpfannen aufgenommenen Gelenkköpfen um jeweils mindestens eine, vorzugsweise genau eine, Verschwenkachse ermöglichen. Weiterhin umfasst die Arretiereinheit mindestens zwei Arretierelemente, wobei die Arretierelemente in einer Arretierstellung in den Gelenkpfannen aufgenommene Gelenkköpfe arretieren und in einer Offenstellung in den Gelenkpfannen aufgenommene Gelenkköpfe um die Verschwenkachsen frei bewegbar lassen. Es sind ferner auch Arretiereinheiten mit einer Gelenkpfanne denkbar.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Arretiereinheit sieht vor, dass die Gelenkpfannen in einer Offenstellung zueinander verdrehbar ausgebildet sind, sodass die Orientierung der Verschwenkachsen der Gelenkpfannen zueinander veränderbar ist. Die Arretierelemente arretieren in der Arretierstellung die Gelenkpfannen zueinander, sodass sich die Stellung der Verschwenkachsen in Arretierstellung festlegen lässt.
Um ein Verstellen der Gelenkköpfe von bis zu 90° zur Längsachse der Arretiereinheit zu ermöglichen, können die Gelenkpfannen an den Enden der Arretiereinheit eine Aussparung umfassen, die geeignet ist, den Schaft der Gelenkköpfe aufzunehmen.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Arretiereinheit sieht vor, dass die Arretierelemente in der Arretierstellung durch exzentrisch angeordnete Exzenterelemente eines Arretierhebels gegen in den Gelenkpfannen aufgenommene Gelenkköpfe gedrückt werden. Durch diesen Druck werden sowohl die Gelenkköpfe in den Gelenkpfannen fixiert als auch die Lage der Verschwenkachsen zueinander fixiert.
Der im Wesentlichen stabförmige Arretierhebel ist vorzugsweise senkrecht zu der Längsachse der Arretiereinheit an einer Stelle zwischen den beiden Gelenkpfannen der Arretiereinheit angeordnet. Die beiden Enden des Arretierhebels sind drehbar in einem rohrförmigen Mantel der Arretiereinheit gelagert, wobei zumindest das erste Ende den Mantel auch nach außen hin durchstößt. Dieses erste Ende umfasst im Bereich der Mantelaußenseite einen Drehhebel oder zumindest eine Ansatzstelle für einen Drehhebel. Der innerhalb des Mantelhohlraums liegende Abschnitt des Arretierhebels umfasst zumindest zwei exzentrische Vorsprünge, die sich bezogen auf die Achse des Arretierelements gegenüberstehen. Wird nun der Arretierhebel über den Drehhebel um 90° verdreht, dann können die exzentrischen Vorsprünge von einer Lage entlang der Längsachse der Arretiereinheit, nachfolgend Arretierstellung, in eine Lage senkrecht zu der Längsachse der Arretiereinheit, nachfolgend Offenstellung, bewegt werden.
Beidseitig des Arretierhebels innerhalb des rohrförmigen Mantels befindet sich jeweils ein verschiebbar gelagertes Arretierelement, dessen Außendurchmesser vorzugsweise im Wesentlichen dem Innendurchmesser des rohrförmigen Mantels entspricht. Die Länge des Arretierelements ist so auf die exzentrischen Vorsprünge des Arretierhebels abzustimmen, dass die Arretierelemente bei Offenstellung die Gelenkköpfe und Verschwenkachsen nicht arretieren und die Arretierelemente bei Arretierstellung des Arretierhebels die Gelenkköpfe und Verschwenkachsen arretieren. Die Arretierung erfolgt dadurch, dass die Arretierelemente durch die exzentrischen Vorsprünge des Arretierelements gegen die Gelenkköpfe gedrückt werden, wodurch diese wiederum gegen die Gelenkpfannen der Arretiereinheit gedrückt werden und die Vorsprünge der beiden Teile der Arretiereinheit in die Einkerbung gedrückt werden. Entsprechend werden durch Verstellen des einen Arretierhebels gleichzeitig mit einem Handgriff beide Arretierelemente verschoben und mit einem Handgriff arretiert oder freigegeben. Insbesondere die Enden der Arretierelemente, die an die Gelenkköpfe reichen, können mit einem Material beschichtet sein, dass ein Verrutschen der Gelenkköpfe zusätzlich verhindert, beispielsweise einem Elastomer. Alternativ kann das Material der Arretierelemente teilweise aus einem Elastomer bestehen. Andere Möglichkeiten der Arretierung sind dem Fachmann bekannt.
Erfindungsgemäß ist die Arretiereinheit zwischen den Gelenkpfannen längenverstellbar.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Arretiereinheit sieht vor, dass die Arretiereinheit einen Mantel aus zumindest zwei Mantelteilen umfasst, wobei mindestens zwei Mantelteile zur Längenverstellung der Arretiereinheit verstellbar zueinander ausgebildet sind.
Eine besondere Ausführung der Arretiereinheit sieht vor, dass die zumindest zwei Mantelteile über Einrastelemente ineinander einrastbar sind.
Zudem umfasst gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Arretiereinheit zumindest eines der Arretierelemente der Arretiereinheit ein erstes und ein zweites Arretierelementeteil, wobei das erste und das zweite Arretierelementeteil zur Längenverstellung der Arretiereinheit verstellbar zueinander ausgebildet sind und über Einrastelemente ineinander einrastbar sind.
Die Einrastelemente der Mantelteile und der Arretierelementeteile sind bevorzugt gemäß einer besonderen Ausgestaltung als in Umfangsrichtung teilweise ausgebildete formschlüssige Elemente ausgebildet. Diese formschlüssigen Elemente können beispielsweise als Gewindegänge, Haken oder Zähne einer Verzahnung ausgebildet sein, wobei die Einrastelemente auch als in Längsrichtung teilweise ausgebildete Verzahnung ausgebildet sein können.
Die Einrastelemente sind gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform derart an den entsprechenden Mantelteilen und Arretierelementeteilen angeordnet, dass zumindest ein Mantelteil und eines der Arretierelementeteile gemeinsam gegenüber den übrigen Mantel- und Arretierelementeteilen verstellbar sind. Durch die Kopplung der Längenverstellung von Mantelteilen und Arretierelementeteilen wird bei einer Längenverstellung der Arretiereinheit eine Arretierung über die Arretierelemente weiterhin ermöglicht wird, weil das Arretierelement seine Länge analog zur Längenverstellung des Mantels ändert.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform umfasst die Haltevorrichtung eine Werkzeugaufnahme wie nachfolgend beschrieben. Die beschriebene Werkzeugaufnahme ist vorzugsweise zur Verwendung an einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gedacht, sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Die Werkzeugaufnahme umfasst mindestens eine Bohrung zur Aufnahme eines Werkzeugs. In einer Verschließstellung greift mindestens ein Schließschaft in die Bohrung ein und fixiert so das Werkzeug in der Bohrung. In einer Offenstellung greift der Schließschaft nicht in die Bohrung ein und das Werkzeug ist aus der Bohrung entnehmbar.
Der Schließschaft ist vorzugsweise gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme durch einen über ein Entriegelungselement auslösbaren Entriegelungsmechanismus von einer Schließstellung in eine Offenstellung verschiebbar.
Gemäß einer besonderen Ausführung umfasst der Entriegelungsmechanismus eine Feder, die den Schließschaft mittels Federkraft in die Schließstellung bewegt.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform umfasst die Haltevorrichtung neben der Werkzeugaufnahme auch einen Instrumentenhalter wie nachfolgend beschrieben. Der beschriebene Instrumentenhalter ist vorzugsweise zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gedacht, sie ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Der erfindungsgemäße Instrumentenhalter umfasst ein Gehäuse, in dem mindestens ein rotierbares Flachgewinde angeordnet ist. Auf dem Flachgewinde sind mehrere Schieber, vorzugsweise drei Schieber, angeordnet, die durch erste Öffnungen in dem Gehäuse durch das Gehäuse hindurchgreifen. Die ersten Öffnungen des Gehäuses sind vorzugsweise als T-förmige Führungsschienen ausgebildet, die speichenartig in einer graden Linie von der mittigen Aussparung bis hin zum Rand des Zylinders reichen. Vorzugsweise sind die drei Führungsschienen in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. In den T-förmigen Führungsschienen läuft jeweils ein Schieber. Jeder Schieber umfasst seitliche Fortsätze, die von den T-förmigen Führungsschienen des Deckels aufgenommen werden. Die Schieber sind durch Rotation des Flachgewindes in einer ersten Rotationsrichtung aufeinander zu bewegbar und durch Rotation des Flachgewindes in zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung voneinander weg bewegbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Instrumentenhalters verfügt das Flachgewinde über Drehmittel, die ein Drehen des Flachgewindes ermöglichen. Vorzugsweise sind die Drehmittel über mindestens eine zweite Öffnung im Gehäuse des Instrumentenhalters von außen zugänglich.
In Boden und Deckel des Gehäuses und an korrespondierender Stelle im Flachgewinde können vorzugsweise mittig Aussparungen angeordnet sein, sodass ein einzuspannendes Instrument, beispielsweise eine Nadel, insbesondere eine Biopsienadel, durch diese Aussparung des Instrumentenhalters hindurchführbar ist.
Das eine Ende der Schieber, das innere Ende, das innerhalb des Gehäuses liegt, reicht bis in das Flachgewinde und greift mit einem Fortsatz darin ein. Das andere Ende des Schiebers, das äußere Ende, reicht bis außerhalb des Gehäuses. Zur Mitte des Instrumentenhalters hin umfassen die Schieber Greifflächen, die erweitert sein können, um eine größere Ansatzfläche zum Halten eines Instruments zu bieten.
Der beschriebene Instrumentenhalter ist vorzugsweise zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gedacht, er ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung kann zudem eine Fixiereinheit umfassen. Die Fixiereinheit umfasst zumindest einen Gelenkkopf zur gelenkigen Verbindbarkeit der Fixiereinheit mit einer Gelenkpfanne einer Arretiereinheit der Haltevorrichtung. Weiterhin umfasst die Fixiereinheit Mittel zur Fixierung der Fixiereinheit an einem Untergrund und dient somit zur lösbaren Festlegung der gesamten Haltevorrichtung an diesem Untergrund. Die Mittel zur Fixierung wählt der Fachmann entsprechend dem Untergrund, an dem die Fixiereinheit lösbar festzulegen ist. Diese Mittel können beispielsweise Schraubverbindungen, Klemmverbindungen, Saugverbindungen oder sonstige Verbindungen sein.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform sind die Haltevorrichtung und auch die Werkzeugaufnahme und der Instrumentenhalter für den Einsatz im MRT geeignet. Dies wird durch die Auswahl von geeigneten Materialien bei der Herstellung erreicht. Ein besonders bevorzugtes Material ist dabei Polycaprolactam (Nylon 6), es sind jedoch auch viele andere dem Fachmann bekannte Materialien für den Einsatz im MRT geeignet.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte Ausführungsvariante beschränkt. Insbesondere umfasst die Erfindung, soweit es technisch sinnvoll ist, beliebige Kombinationen der technischen Merkmale, die in den Ansprüchen aufgeführt oder in der Beschreibung als erfindungsrelevant beschrieben sind.
Es zeigen:

1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung.
2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Arretierelements mit einem Verbindungselement.
3 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.
4 einen teilweisen Querschnitt durch die Werkzeugaufnahme.
5 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Arretierelements.
6 einen Längsschnitt durch die zweite Ausführungsform des Arretierelements
7 eine Detailansicht eines ersten Mantelteils.
8 eine Detailansicht eines ersten Arretierelementetei ls.
9 eine Detailansicht eines zweiten Arretierelementetei ls.
10 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Instrumentenhalters.
11 einen Teilanschnitt des Gehäuses einer bevorzugten Ausführungsform des Instrumentenhalters.
12 das Flachgewinde des Instrumentenhalters mit zwei Schiebern.

1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 1 mit einem Verbinderelement 4, zwei Arretiereinheiten 2, einer Werkzeugaufnahme 12, einem Instrumentenhalter 17 und einer Fixiereinheit 24. Die Fixiereinheit 24 ist geeignet, an einem Untergrund mittels einer Führung und einer Schraube festgelegt zu werden. Je nach Untergrund wird der Fachmann geeignete Mittel wählen. Die Fixiereinheit 24 verfügt weiterhin über einen Gelenkkopf 5 (2), der in eine Gelenkpfanne 3 (2) der einen Arretiereinheit 2 greift. Über ein Verbinderelement 4 ist das Arretierelement 2 mit einem zweiten Arretierelement 2 verbunden. Das Verbinderelement 4 umfasst zwei Gelenkköpfe 5 (2), die in jeweils eine Gelenkpfanne 3 (2) der beiden Arretiereinheiten 2 greifen. Die Arretierung der Arrtiereinheiten 2 erfolgt jeweils über einen Arretierhebel 8, wobei in 1 nur einer gezeigt ist. In einer Gelenkpfanne der einen Arretiereinheit 2 ist eine bereits und im Folgenden näher beschriebene Werkzeugaufnahme 12 mit einem eigenen Gelenkkopf aufgenommen. In der gezeigten Werkzeugaufnahme 12 ist ein bereits und im Folgenden näher beschriebener Instrumentenhalter 17 aufgenommen.
2 zeigt eine erste Ausführungsform der Arretiereinheit 2 im Längsschnitt. Der im Wesentlichen stabförmige Arretierhebel 7 ist vorzugsweise senkrecht zu der Längsachse der Arretiereinheit 2 an einer Stelle zwischen den beiden Gelenkpfannen 3 der Arretiereinheit 2 angeordnet. Die beiden Enden des Arretierhebels 7 sind drehbar im rohrförmigen Mantel 9 der Arretiereinheit 2 gelagert, wobei zumindest das erste Ende den Mantel 9 auch nach außen hin durchstößt. Dieses erste Ende umfasst im Bereich der Mantelaußenseite einen Drehhebel 8 oder zumindest eine Ansatzstelle für einen Drehhebel. Der innerhalb des Mantelhohlraums liegende Abschnitt des Arretierhebels 8 umfasst zumindest zwei exzentrische Vorsprünge 7, die sich bezogen auf die Achse des Arretierelements gegenüberstehen. Wird nun der Arretierhebel 8 um 90° verdreht, dann können die exzentrischen Vorsprünge 7 von einer Arretierstellung in eine Offenstellung bewegt werden. Beidseitig des Arretierhebels 8 innerhalb des rohrförmigen Mantels 9 befindet sich jeweils ein verschiebbar gelagertes Arretierelement 6, dessen Außendurchmesser vorzugsweise im Wesentlichen dem Innendurchmesser des rohrförmigen Mantels 9 entspricht. Die Länge des Arretierelements 6 ist vorzugsweise so auf die exzentrischen Vorsprünge 7 des Arretierhebels 8 abzustimmen, dass die Arretierelemente 6 bei Offenstellung die Gelenkköpfe 5 und Verschwenkachsen nicht arretieren und die Arretierelemente 6 bei Arretierstellung des Arretierhebels 8 die Gelenkköpfe 5 und Verschwenkachsen arretieren. Die Arretierung erfolgt dadurch, dass die Arretierelemente 6 durch die exzentrischen Vorsprünge 7 des Arretierelements 8 gegen die Gelenkköpfe 5 gedrückt werden, wodurch diese wiederum gegen die Gelenkpfannen 3 der Arretiereinheit 2 gedrückt werden und die Vorsprünge 27 der beiden Teile der Arretiereinheit 2 in die Einkerbung 28 gedrückt werden. Entsprechend werden durch Verstellen des einen Arretierhebels 8 gleichzeitig mit einem Handgriff beide Arretierelemente 6 verschoben und so arretiert oder freigegeben.
3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Werkzeugaufnahme 12 mit einer eckigen Bohrung 13, einem Schließschaft 14 und einem Entriegelungselement 15.
4 zeigt einen Teilanschnitt der Werkzeugaufnahme 12 gemäß 3 mit einer eckigen Bohrung 13, einem Schließschaft 14, einem Entriegelungselement 15 und einer Feder 16. Der Schließschaft 14 greift mit einem Ende in die Bohrung 13 und fixiert so ein dort eingeführtes Werkzeug. Um die Fixierung zu lösen, wird der Schließschaft 14 mit Hilfe des Entriegelungselements 15 aus der Bohrung 13 bewegt. Eine Feder 16 bewegt den Schließschaft 14 in Schließstellung, sodass ohne Druck auf das Entriegelungselement 15 die Werkzeugaufnahme 12 in Schließstellung verbleibt.
5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Arretiereinheit 2 mit einer Längenverstellung. Die Gelenkkugel 5 (2) ist in der Gelenkpfanne 3 (2) mindestens in einer Achse 29 schwenkbar. Die Gelenkkugel 5 (2) ist allerdings in mehreren Schwenkachsen verstellbar. Die durch die Gelenkkugel 5 (2) und die Gelenkpfanne 3 (2) definierte Achse 29 kann hierfür rotiert werden. Außerdem können je nach Öffnungsweite von einer in der Gelenkpfanne 3 (2) gebildeten Tasche die Gelenkkugel 5 (2) gegenüber der Gelenkpfanne 3 (2) in allen drei Raumachsen in einem gewissen Bereich rotiert werden. Die Schwenkbarkeit um die Achse 29 wird mittels der seitlichen Führungen in der Gelenkpfanne 3 (2) beschränkt.
Durch eine breiter gefasste Öffnung in der Gelenkpfanne 3 (2) kann die Schwenkbarkeit von Gelenkkugel 5 (2) und Gelenkpfanne 3 (2) auch allseitig erfolgen. Dieses Merkmal ist auch in der zuvor in den 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform verwirklicht.
6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Arretiereinheit 2 mit einer Längenverstellung im Längsschnitt. Die Arretiereinheit 2 umfasst einen Mantel aus zwei Mantelabschnitten 30a, 30b, wobei Mantelabschnitt 30a einteilig und Mantelabschnitt 30b mindestens zweiteilig ausgebildet ist. Die Mantelteile 9a, 9b des Mantelabschnitts 30b sind zur Längenverstellung der Arretiereinheit 2 verstellbar zueinander ausgebildet und über erste Einrastelemente 10 ineinander einrastbar. Zudem umfasst zumindest eines der Arretierelemente 6 der Arretiereinheit 2 ein erstes und ein zweites Arretierelementeteil 6a, 6b, wobei erstes und zweites Arretierelementeteil 6a, 6b zur Längenverstellung der Arretiereinheit 2 ebenfalls verstellbar zueinander ausgebildet sind und über zweite Einrastelemente 11 ineinander einrastbar sind.
Die Einrastelemente 10, 10a, 10b der Mantelteile 9a, 9b und die Einrastelemente 11, 11a, 11b der Arretierelementeteile 6a, 6b sind bevorzugt als in Umfangsrichtung teilweise ausgebildete Gewindegänge 31 oder als teilweise ausgebildete Verzahnung ausgebildet. Die Einrastelemente 10, 10a, 10b, 11a, 11b sind derart an den entsprechenden Mantelteilen 9a, 9b und Arretierelementeteilen 6a, 6b angeordnet, dass zumindest ein Mantelteil 9a und eines der Arretierelementeteile 6a gemeinsam gegenüber den übrigen Mantel- und Arretierelementeteilen 9b, 6b verstellbar sind. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Längenverstellung von Mantelteilen 9a und Arretierelementeteilen 6a wird bei einer Längenverstellung der Arretiereinheit 2 eine Arretierung über die Arretierelemente 6 weiterhin ermöglicht, denn das Arretierelement 6 ändert seine Länge analog zur Längenverstellung des Mantels 9.
7 zeigt eine Detailansicht des Mantelteils 9a mit den Einrastelementen 10 in Form von teilweise ausgebildeten Gewindegängen bzw. Verzahnung 31. Die Gewindegänge 31 sind jeweils nur an zwei gegenüberliegenden Seiten des Mantelteils 9a ausgebildet. Bei dem mit dargestellten korrespondierenden Mantelteil 9b gemäß 6 sind die Gewindegänge 31 entsprechend ebenfalls nur an zwei gegenüberliegenden Seiten des Mantelteils 9b ausgebildet. Bei dem einen Mantelteil 9a bilden die Gewindegänge 31 ein Außengewinde, bei dem anderen Mantelteil 9b bilden die Gewindegänge 31 ein Innengewinde bzw. eine Innenverzahnung. In der Verschlussstellung greifen die Gewindegänge 31 bzw. Verzahnung der beiden Mantelteile 9a, 9b ineinander und erlauben so keine Längenverstellung. Zur Längenverstellung wird die Stellung der Mantelteile 9a, 9b um 90° verdreht, sodass die Gewindegänge genau nicht mehr ineinandergreifen und eine Längenverstellung möglich ist.
8 zeigt eine Detailansicht des Arretierelementeteils 6 a mit den Einrastelementen 11a in Form von in Umfangsrichtung teilweise ausgebildeten Gewindegängen bzw. Verzahnungen 31 als Außengewinde/-verzahnung.
9 zeigt eine Detailansicht des Arretierelementeteils 6 b mit den Einrastelementen 11b in Form von in Umfangsrichtung teilweise ausgebildeten Gewindegängen 31 als Innengewinde/-verzahnungen.
Das Zusammenspiel der Innen- und Außengewinde/-verzahnung 31 der Arretierelementeteile 6a, 6b funktioniert analog zu dem Zusammenspiel der Mantelteile 9a, 9b. In einer Raststellung greifen die Gewindegänge 31 der beiden Arretierelementeteile 6a, 6b ineinander und erlauben so keine Längenverstellung. Zur Längenverstellung wird die Stellung der Arrtierelementeteile 6a, 6b um 90° zueinander verdreht, sodass die Gewindegänge 31 genau nicht mehr ineinandergreifen und eine Längenverstellung möglich ist. Die Drehbewegung der Arretierelementeteile 6a, 6b und der Mantelteile 9a, 9b sind über eine Verbindung von Mantelteil 9a und Arretierelementeteile 6a gekoppelt, sodass eine Längenverstellung der Arretiereinheit 2 immer einer Längenverstellung von Mantelabschnitt 30 b und von dem entsprechenden Arretierelement 6a, 6b bewirkt.
10 zeigt eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Instrumentenhalters 17 mit einem Gehäuse 18 und vorzugsweise drei Schiebern 20. Außerdem ist unter dem Gehäuse 18 ein Halter gezeigt, mit dem der Instrumentenhalter 17 in der Bohrung 13 (3) der bereits beschriebenen Werkzeugaufnahme 12 (3) aufgenommen werden kann.
11 zeigt das Gehäuse 18 des Instrumentenhalters 17 in einem Teilanschnitt. Das Gehäuse 18 umfasst erste Öffnungen 21, die vorzugsweise als T-förmige Führungsschienen 21 ausgebildet sind und die speichenartig in einer graden Linie von der mittigen Aussparung 30 bis hin zum Rand des Gehäuses 18 reichen. Vorzugsweise sind die Führungsschienen 21 in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet. In den T-förmigen Führungsschienen 21 läuft jeweils ein im Wesentlichen quaderförmiger Schieber 20. Jeder Schieber umfasst zwei seitliche Fortsätze 32, die von den T-förmigen Führungsschienen 21 des Gehäuses 18 aufgenommen werden.
12 zeigt das Flachgewinde 19, das rotierbar in dem Gehäuse 18 des Instrumentenhalters 17 angeordnet ist. Das Flachgewinde 19 verfügt über Drehmittel 22, die ein Drehen des Flachgewindes 19 ermöglichen. Vorzugsweise sind die Drehmittel 22 über mindestens eine zweite Öffnung 23 im Gehäuse 18 des Instrumentenhalters 17 von außerhalb des Gehäuses 18 zugänglich.
Das innere Ende der Schieber 20, das innerhalb des Gehäuses 18 liegt, reicht bis in das Flachgewinde 19 und greift mit einem Fortsatz darin ein. Das äußere Ende des Schiebers 20 reicht bis außerhalb des Gehäuses 18. Zur Mitte des Instrumentenhalters 17 hin umfassen die Schieber Greifflächen 33, die erweitert sein können, um eine größere Ansatzfläche zum Halten eines Instruments zu bieten.
Die Schieber 20 sind durch Rotation des Flachgewindes 19 in einer ersten Rotationsrichtung aufeinander zu bewegbar und durch Rotation des Flachgewindes 19 in einer zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung voneinander weg bewegbar.
In Boden und Deckel des Gehäuses 18 und an korrespondierender Stelle im Flachgewinde 19 können vorzugsweise mittig Aussparungen 31 angeordnet sein, sodass ein einzuspannendes Instrument, beispielsweise eine Nadel, durch diese Aussparung des Instrumentenhalters 17 hindurchführbar ist.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 kann durch mehrere Arretiereinheiten 2, sowohl der ersten Ausführungsform als auch der zweiten Ausführungsform gebildet sein. Die Arretiereinheiten 2 lassen sich hierzu in Form eines Bausatzes zur Bildung der Haltevorrichtung 1 miteinander kombinieren. Zwischen die so kombinierten Arretiereinheiten 2 wird jeweils ein Verbinderelement 4 mit mindestens zwei Gelenkköpfen 5 angeordnet, wobei jeweils ein Gelenkkopf 5 in einer Gelenkpfanne 3 der miteinander kombinierten Arretiereinheiten 2 aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

1: Haltevorrichtung
2: Arretiereinheit
3: Gelenkpfannen
4: Verbinderelement
5: Gelenkkopf
6: Arretierelement (6a, 6b = Arretierelementeteile)
7: Exzenterelement
8: Arretierhebel
9: Mantel (9a, 9b = Mantelteile)
10: Erstes Einrastelement
11: Zweite Einrastelement
12: Werkzeugaufnahme
13: Bohrung
14: Schließschaft
15: Entriegelungselement
16: Feder
17: Instrumentenhalter
18: Gehäuse
19: Flachgewinde
20: Schieber
21: Erste Öffnungen
22: Drehmittel
23: Zweite Öffnungen
24: Fixiereinheit
25: Führung
26: Schraube
27: Vorsprung
28: Einkerbung
29: Schwenkachse
30: Mantelabschnitte (a, b)
31: Aussparung (11) und Gewinde (6, 7, 8, und 9)
32: Seitliche Fortsätze
33: Greiffläche

Claims

Arretiereinheit (2) mit mindestens zwei Gelenkpfannen (3) und mit mindestens zwei Arretierelementen (6), wobei - die Gelenkpfannen (3) eine Verschwenkung von in den Gelenkpfannen (3) aufgenommenen Gelenkköpfen (5) um jeweils mindestens eine Verschwenkachse ermöglichen; - die Gelenkpfannen (3) in Offenstellung zueinander verdrehbar ausgebildet sind, sodass die Orientierung der Verschwenkachsen der Gelenkpfannen (3) zueinander veränderbar ist; - die Arretierelemente (6) in einer Arretierstellung in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) arretieren und in einer Offenstellung in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) um die Verschwenkachsen frei bewegbar lassen; - die Arretierelemente (6) in Arretierstellung die Gelenkpfannen (3) zueinander arretieren, sodass sich die Stellung der Verschwenkachsen in Arretierstellung festlegen lässt; und - die Arretierelemente (6) in der Arretierstellung durch exzentrisch angeordnete Exzenterelemente (7) eines Arretierhebels (8) gegen in den Gelenkpfannen (3) aufgenommene Gelenkköpfe (5) gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiereinheit (2) zwischen den Gelenkpfannen (3) längenverstellbar ist.
Arretiereinheit (2) nach Anspruch 1 mit einem Mantel (9) aus zumindest zwei Mantelteilen (9a, 9b), wobei die mindestens zwei Mantelteile (9a, 9b) zur Längenverstellung der Arretiereinheit (2) verstellbar zueinander ausgebildet sind.
Arretiereinheit (2) nach Anspruch 2, wobei die zumindest zwei Mantelteile (9a, 9b) über Einrastelemente (10a, 10b) ineinander einrastbar sind.
Arretiereinheit (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eines der Arretierelemente (6) ein erstes und ein zweites Arretierelementeteil (6a, 6b) umfasst, wobei das erste und das zweite Arretierelementeteil (6a, 6b) zur Längenverstellung der Arretiereinheit (2) verstellbar zueinander ausgebildet sind.
Arretiereinheit (2) nach Anspruch 4, wobei das erste und das zweite Arretierelementeteil (6a, 6b) über Einrastelemente (11a, 11b) ineinander einrastbar sind.
Arretiereinheit (2) nach Anspruch 5, wobei die Einrastelemente (10, 11) als in Umfangsrichtung teilweise ausgebildete formschlüssige Elemente (31) ausgebildet sind.
Arretiereinheit (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei zumindest ein Mantelteil (9a) und eines der Arretierelementeteile (6a) gemeinsam gegenüber den übrigen Mantel- und Arretierelementeteilen (9b, 6b) verstellbar sind.
Haltevorrichtung (1) mit mindestens einer Arretiereinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 8 mit einer Werkzeugaufnahme (12) mit mindestens einer Bohrung (13) zur Aufnahme eines Werkzeugs, wobei in einer Verschließstellung mindestens ein Schließschaft (14) in die Bohrung (13) eingreift und so das Werkzeug in der Bohrung (13) fixierbar ist, wobei in einer Offenstellung der Schließschaft (14) nicht in die Bohrung (13) eingreift und so das Werkzeug aus der Bohrung (13) entnehmbar ist.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei der Schließschaft (14) der Werkzeugaufnahme (12) durch einen über ein Entriegelungselement (15) auslösbaren Entriegelungsmechanismus von einer Schließstellung in eine Offenstellung verschiebbar ist.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei der Entriegelungsmechanismus der Werkzeugaufnahme (12) eine Feder (16) umfasst, die den Schließschaft (14) mittels Federkraft in die Schließstellung bewegt.
Haltevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 mit einem Instrumentenhalter (17) mit einem Gehäuse (18), wobei in dem Gehäuse (18) mindestens ein rotierbares Flachgewinde (19) angeordnet ist, wobei auf dem Flachgewinde (19) mehrere Schieber (20) angeordnet sind und durch erste Öffnungen (21) in dem Gehäuse (18) durch das Gehäuse (18) hindurchgreifen, wobei die Schieber (20) durch Rotation des Flachgewindes (19) in einer ersten Rotationsrichtung aufeinander zu bewegbar sind und durch Rotation des Flachgewindes (19) in zur ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten, zweiten Rotationsrichtung voneinander weg bewegbar sind.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei das Flachgewinde (19) des Instrumentenhalters (17) über Drehmittel (22) verfügt, die ein Drehen des Flachgewindes (19) ermöglichen, wobei die Drehmittel (22) über mindestens eine Öffnung (23) im Gehäuse (18) von außen zugänglich sind.