DE112019001055T5

DE112019001055T5 - Schräger Schraubeingriff

Info

Publication number: DE112019001055T5
Application number: DE112019001055.7T
Authority: DE
Inventors: Thierry M. Giorno
Original assignee: Camlog Biotechnologies GmbH
Current assignee: Camlog Biotechnologies GmbH
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-13
Publication date: 2020-11-12
Also published as: CH716094B1; US20200400196A1; WO2019168671A1

Abstract

Ein Schraubeingriffssystem, das eine Schraube und einen Dreher umfasst. Die Schraube kann eine Aussparung in dem Schraubenkopf und eine Vielzahl von Nuten umfassen, die umlaufend angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung radial nach außen in den Schraubenkopf eingeformt sind. Der Dreher kann einen Dreherkopf umfassen, der die allgemeine Form eines Kugelstumpfes hat und eine Vielzahl von Keilen enthält, die in die Schraubenkopfaussparungsnuten eingreifen und ein Drehmoment übertragen und eine Drehbewegung auf die Schraube durch diese hindurch erteilen.

Description

Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US Patentanmeldung Seriennummer 62/636,395, die am 28. Februar 2018 angemeldet wurde.
ERKLÄRUNG BEZÜGLICH STAATLICH GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
Nicht zutreffend
HINTERGRUND
GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein eine Schrägeingriffsfähigkeit einer Schraube und eines Schraubendrehers.
BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK EINSCHLIESSLICH INFORMATIONEN, DIE UNTER 37 CFR 1.97 und 1.98 OFFENBART SIND
Einige Konfigurationen aus Schraube und Schraubendreher sind dafür bekannt, imstande zu sein, Schrauben einzutreiben, wenn der Schraubendreher und die Schraube sich nicht in präziser koaxialer Ausrichtung befinden. Jedoch ist das Ausmaß, in dem solche Konfigurationen einen Schrägeingriff vorsehen, durch einen Mangel an Gestaltungselementen begrenzt, die einen Schrägeingriffsbereich spezifisch erweitern.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Schraubeingriffssystem ist zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehbewegung von einem Schraubendreher auf eine Schraube vorgesehen. Das System enthält eine Schraube, die einen Schraubenschaft umfasst, der sich axial von einem Schraubenkopf erstreckt, und eine Schraubenkopfaussparung, die von einer Stirnfläche des Schraubenkopfes axial in den Schraubenkopf eingeformt ist. Die Schraubenkopfaussparung enthält eine Vielzahl von Schraubenkopfaussparungsnuten, die umlaufend angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung radial nach außen in den Schraubenkopf eingeformt sind. Das System enthält ferner einen Dreher, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Kugelstumpfes hat und eine Vielzahl von Keilen enthält, die von Dreherkopfnuten definiert sind, die in den Dreherkopf eingeformt und umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind. Diese Keile sind so ausgebildet, dass sie in die Schraubenkopfaussparungsnuten eingreifen und ein Drehmoment übertragen und der Schraube eine Drehbewegung durch diese hindurch erteilen.
Ebenso vorgesehen ist eine Schraube, die einen Schraubenschaft umfasst, der sich axial von einem Schraubenkopf erstreckt, und eine Schraubenkopfaussparung, die von einer Stirnfläche des Schraubenkopfes axial in den Schraubenkopf eingeformt ist. Die Schraubenkopfaussparung enthält sechs Schraubenkopfaussparungsnuten, die umlaufend angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung radial nach außen in den Schraubenkopf eingeformt sind. Die Schraubenkopfaussparung ist so ausgebildet, dass sie einen Dreher aufnimmt, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Kugelstumpfes hat und der eine Vielzahl von Dreherkopfkeilen enthält, die von Dreherkopfnuten definiert sind, die in den Dreherkopf eingeformt und umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind, wobei die Schraubenkopfaussparungsnuten so ausgebildet und positioniert sind, dass sie die Dreherkopfkeile aufnehmen und mit diesen in Eingriff kommen und eine Drehmomentübertragung und eine Drehbewegung durch diese hindurch aufnehmen. Die Schraubenkopfaussparung ist ferner so ausgebildet, dass sie einen Dreher aufnimmt, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Sechskantprismas hat und sechs Dreherkopfecken enthält, die durch Schnittpunkte von sechs Facetten definiert sind, die umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind, wobei die Schraubenkopfaussparungsnuten so ausgebildet und positioniert sind, dass sie die Dreherkopfecken aufnehmen und mit diesen in Eingriff kommen und eine Drehmomentübertragung und eine Drehbewegung durch diese hindurch aufnehmen.
Figurenliste

1 ist eine Teilfrontansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines schrägen Schraubeingriffssystems, wobei ein Schraubendreher und eine Schraube des Systems in koaxialem Eingriff gezeigt sind;
2 ist eine Teilfrontansicht des Systems des schrägen Schraubeingriffs der 1, in der der Schraubendreher und die Schraube in nicht koaxialem Eingriff gezeigt sind;
3 ist eine Teilfrontansicht des Systems des schrägen Schraubeingriffs der 1 und 2, in der der Schraubendreher und die Schraube in nicht koaxialem Eingriff gezeigt sind und in der ein Kopfabschnitt der Schraube teilweise weggeschnitten ist, um einen Eingriff eines Kopfes des Schraubendrehers in eine Kopfaussparung der Schraube zu zeigen;
4 ist eine Frontansicht des Schraubendrehers der 1-3;
5 ist eine rechte Endansicht des Schraubendrehers der 4;
6 ist eine linke Endansicht des Schraubendrehers der 4;
7 ist eine vergrößerte Teilfrontansicht des Kopfabschnittes des Schraubendrehers der 4;
8 ist eine vergrößerte Teilansicht des Kopfabschnittes des Schraubendrehers der 4, der 30 Grad um eine Längsachse des Schraubendrehers gedreht wurde;
9 ist eine Querschnittsansicht durch den Kopfabschnitt des Schraubendrehers der 4 entlang der Linie 9-9 der 7;
10 ist eine Frontansicht der Schraube der 1-3;
11 ist eine rechte Endansicht der Schraube der 10;
12 ist eine Querschnittsansicht durch einen Kopfabschnitt der Schraube der 10 entlang der Linie 12-12 der 11;
13 ist eine Querschnittsansicht durch den Kopfabschnitt der Schraube der 10 entlang der Linie 13-13 der 11;
14 ist eine Querschnittsansicht durch die Schraube und den Schraubendreher der 1 entlang der Linie 14-14 der 1;
15 ist eine Teilfrontansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems eines schrägen Schraubeingriffs, wobei eine Schraube des Systems und ein herkömmlicher Sechskantkopfschraubendreher axial zueinander beabstandet gezeigt sind;
16 ist eine Teilfrontansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems eines schrägen Schraubeingriffs, wobei eine Schraube des Systems und ein herkömmlicher Sechskantkopfschraubendreher in koaxialem Eingriff gezeigt sind; und
17 ist eine Querschnittsansicht durch die Schraube und den herkömmlichen Kopfschraubendreher der 15 und 16 entlang der Linie 17-17 der 16.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Schraubeingriffssystem, das eine außeraxiale Übertragung eines Drehmoments und einer Drehbewegung von einem Schraubendreher auf eine Schraube ermöglicht, ist in den Zeichnungen allgemein bei 10 gezeigt. Das System 10 kann eine Schraube 12 enthalten, die einen Schraubenschaft 14 umfassen kann, der sich axial und integral von einem Schraubenkopf 16 erstreckt. Eine Schraubenkopfaussparung 18 kann von einer Stirnfläche 20 des Schraubenkopfes 16, die dem Schraubenschaft 14 entgegengesetzt ist, axial in den Schraubenkopf 16 eingeformt sein.
Das System 10 kann ferner einen Schraubendreher 22 enthalten, der einen Schraubendreherkopf 24 hat, der so ausgebildet ist, dass er in die Schraubenkopfaussparung 18 eingreift und ein Drehmoment überträgt und der Schraube 12 eine Drehbewegung durch diese hindurch erteilt. Die Schraubenkopfaussparung 18 kann so ausgebildet sein, dass sie den Schraubendreherkopf 24 aufnimmt und ein Drehmoment und eine Drehbewegung von dem Schraubendreher 22 auf die Schraube 12 überträgt.
Der Schraubendreherkopf 24 kann die allgemeine Form eines Kugelstumpfes haben und kann eine Vielzahl von Längsrippen oder -keilen 26 enthalten, die von parallelen Längsschraubendreherkopfnuten 28 definiert sind, die sich in den Schraubendreherkopf 24 hinein erstrecken und in gleichen Abständen umlaufend um den Schraubendreherkopf 24 herum angeordnet sind. Wie in 6 gezeigt, kann der Stumpf einen Durchmesser von 0,0670 Inch haben. Wie dies am besten in 6 gezeigt ist, können sechs Keile 26 vorhanden sein, von denen jeder eine Breite von 0,0100 Inch an einer Außenfläche 30 des Kugelstumpfes haben kann. In anderen Ausführungsformen können die Abmessungen des Stumpfes und der Keile 26 jedoch jeden geeigneten Wert haben, und es kann jede geeignete Anzahl von Keilen 26 in dem Stumpf ausgebildet sein.
Wie dies am besten in 6 zu sehen ist, kann jede Schraubendreherkopfnut 28 ein bogenförmiges Querprofil entlang eines radialen Querschnitts haben, der durch eine Radialebene geschnitten ist, die durch die Schraubendreherkopfnut senkrecht zu einer Drehachse 32 des Schraubendrehers 22 verläuft. Wie dies ebenfalls am besten in 6 zu sehen ist, kann das Querprofil jeder Schraubendreherkopfnut 28 einen Radius von 0,010 Inch haben. In anderen Ausführungsformen kann der Radius des Querprofils jeder Schraubendreherkopfnut 28 jedoch jeden geeigneten Wert haben.
Wie dies am besten in 9 zu sehen ist, kann ein radial innerer Scheitel 34 jeder Schraubendreherkopfnut 28 ein konvexes gebogenes axiales Profil entlang seiner Länge entlang eines axialen Querschnittes haben, geschnitten durch eine Axialebene entlang der Nut 28, d.h. durch eine Ebene, die mit der Drehachse 32 des Schraubendrehers 22 zusammenfällt. In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform und wie in 9 gezeigt, kann das konvexe gebogene axiale Profil jeder Schraubendreherkopfnut 28 einen Radius von 0,081 Inch haben. In anderen Ausführungsformen kann jedoch das konvexe gebogene axiale Profil jedes Schraubendreherkopfnutscheitels 34 jeden geeigneten Wert haben. Jede Dreherkopfnut 28 kann kontinuierlich in eine entsprechende Dreherschaftnut 36 übergehen, die, wie dies am besten in 9 gezeigt ist, einen radial inneren Scheitel hat, der ein konkaves gebogenes axiales Profil entlang seiner Länge entlang eines axialen Querschnittes hat, der durch eine Axialebene entlang der Nut 36 geschnitten ist.
Wie dies am besten in den 11-13 gezeigt ist, kann sich die Schraubenkopfaussparung 18 von der Stirnfläche 20 des Schraubenkopfes 16 der Schraube 12 axial nach innen erstrecken und sich radial nach innen verjüngen. Die Schraubenkopfaussparung 18 kann Schraubenkopfaussparungsnuten 38 enthalten, die umlaufend und mit gleichen Abständen angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung 18 radial nach außen in den Schraubenkopf 16 eingeformt werden können, wie dies am besten in 11 gezeigt ist. Wie dies am besten in den 12 und 13 gezeigt ist, können sich die Schraubenkopfaussparungsnuten 38 von der Stirnfläche 20 des Schraubenkopfes 16 axial nach innen erstrecken und können in Richtung einer Drehachse 40 der Schraube 12 radial nach innen abgewinkelt sein und dabei radial nach innen abgewinkelte Flächen, die sich zwischen ihnen erstrecken, hinterlassen. Wie in 11 gezeigt, kann die Schraube 12 sechs solche Schraubenkopfaussparungsnuten 38 enthalten. In anderen Ausführungsformen kann die Schraube 12 jedoch jede geeignete Anzahl von Schraubenkopfaussparungsnuten 38 enthalten.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, kann die Schraubenkopfaussparung 18 ferner so ausgebildet sein, dass sie einen Eingriff, eine Drehmomentübertragung und eine Drehbewegungserteilung von einem herkömmlichen Sechskantkopfschraubendreher 42 in koaxialer Ausrichtung mit der Schraube 12 aufnimmt. Wie am besten in 17 gezeigt, sind Ecken 44, die an Schnittstellen 44 von Facetten 46 eines herkömmlichen Sechskantkopfschraubendrehers 42 ausgebildet sind, in den Schraubenkopfaussparungsnuten 38 der Schraube 12 aufgenommen.
In der Praxis kann dieses System 10 dazu verwendet werden, die Schraube 12 in einen Gewindeeingriff einzutreiben, indem zunächst entweder die Schraube 12 für eine Gewindeeinführung in beispielsweise Knochengewebe positioniert wird und der Schraubendreherkopf 24 mit dem Schraubenkopf 16 derart in Eingriff gebracht wird, dass wenigstens einige der Keile 26 des Schraubendreherkopfes 24 zumindest teilweise in den Schraubenkopfaussparungsnuten 38 aufgenommen sind. Die Schraube 12 kann dann gedreht werden und in einen Gewindeeingriff mit dem Knochengewebe durch Drehen des Schraubendrehers 22 und Aufbringen von ausreichendem Axialdruck auf den Schraubendreher 22 eingetrieben werden, um zu verhindern, dass die Schraubendreherkopfkeile 26 aus dem Eingriff mit den Schraubenkopfaussparungsnuten 38 springen.
Dieses System 10 kann auch dazu verwendet werden, die Schraube 12 aus dem Gewindeeingriff aus beispielsweise Knochengewebe zu entfernen, indem der Schraubendreherkopf 24 mit dem Schraubenkopf 16 derart in Eingriff gebracht wird, dass zumindest einige der Keile 26 des Schraubendreherkopfes 24 zumindest teilweise in den Schraubenkopfaussparungsnuten 38 aufgenommen sind. Die Schraube 12 kann dann gedreht und aus dem Gewindeeingriff mit dem Knochengewebe gelöst werden, indem der Schraubendreher 22 gedreht und ausreichend Axialdruck auf den Schraubendreher 22 aufgebracht wird, um zu verhindern, dass die Schraubendreherkopfkeile 26 aus dem Eingriff mit den Schraubenkopfaussparungsnuten 38 springen.
In der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform ermöglicht die Konfiguration des Schraubendreherkopfes 24 und der Schraubenkopfaussparung 18 eine Übertragung von ungefähr 35Ncm Drehmoment von dem Schraubendreher 22 auf die Schraube 12, während sich die Schraubendreherdrehachse 32 und die Schraubendrehachse 40 in einem beliebigen eingeschlossen Winkel in dem Bereich von 180 Grad bis ungefähr 165 Grad befinden, und ohne irgendeine visuelle Verformung weder an der Schraubenkopfaussparung 18 noch an dem Schraubendreherkopf 24 zu verursachen. Dies ist eine ausreichende Drehmomentübertragung, um die Schraube 12 in das Knochengewebe einzutreiben und die Schraube 12 aus dem Knochengewebe zu entfernen.
Alternativ dazu kann die Schraube 12 in einen Gewindeeingriff mit dem Knochengewebe eingetrieben werden oder aus einem solchen Eingriff gelöst werden, indem zunächst der Kopf eines herkömmlichen Sechskantkopfschraubendrehers 42 in die Schraubenkopfaussparung 18 eingefügt wird, während der Kopfschraubendreher 42 in ungefährer axialer Ausrichtung mit der Schraube 12 ist, wie in den 16 und 17 gezeigt. Ein Drehmoment und eine Drehbewegung können dann auf die Schraube 12 über den Kopfschraubendreher 42 aufgebracht werden, während eine ungefähre axiale Ausrichtung beibehalten wird, um die Schraube 12 entweder in den Gewindeeingriff einzutreiben oder aus diesem auszutreiben.
Anstatt Einschränkungen einer Erfindung zu beschreiben, zeigt die vorliegende Beschreibung nur eine Ausführungsform der in den Ansprüchen dargelegten Erfindung. Die Sprache dieser Beschreibung ist deshalb ausschließlich beschreibend und nicht einschränkend.
Es ist offensichtlich möglich, diese Erfindung von dem, was die Beschreibung lehrt, abzuändern. Innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche kann die Erfindung anders als oben beschrieben umgesetzt werden.

Claims

Schraubeingriffssystem zur Übertragung eines Drehmoments und einer Drehbewegung von einem Schraubendreher auf eine Schraube, wobei das System umfasst: eine Schraube, die einen Schraubenschaft umfasst, der sich axial von einem Schraubenkopf erstreckt, und eine Schraubenkopfaussparung, die von einer Stirnfläche des Schraubenkopfes axial in den Schraubenkopf eingeformt ist, wobei die Schraubenkopfaussparung eine Vielzahl von Schraubenkopfaussparungsnuten enthält, die umlaufend angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung radial nach außen in den Schraubenkopf eingeformt sind; und einen Dreher, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Kugelstumpfes hat und eine Vielzahl von Keilen enthält, die von Dreherkopfnuten definiert sind, die in den Dreherkopf eingeformt und umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind, und die so ausgebildet sind, dass sie in die Schraubenkopfaussparungsnuten eingreifen und ein Drehmoment übertragen und der Schraube durch diese hindurch eine Drehbewegung erteilen.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem jede Dreherkopfnut ein bogenförmiges Querprofil entlang eines radialen Querschnittes hat, der durch eine Radialebene geschnitten ist, die durch die Dreherkopfnut senkrecht zu einer Drehachse des Drehers verläuft.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem ein radial innerer Scheitel jeder Dreherkopfnut ein konvexes gebogenes axiales Profil entlang seiner Länge entlang eines axialen Querschnittes hat, der durch eine Axialebene geschnitten ist.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem die Schraubenkopfaussparungsnuten radial nach innen in Richtung einer Drehachse der Schraube abgewinkelt sind.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 4, bei dem die Schraubenkopfaussparung radial nach innen verjüngt ist.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 4, bei dem die Schraube sechs Schraubenkopfaussparungsnuten enthält.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem der Dreherkopf und die Schraubenkopfaussparung so ausgebildet sind, dass sie bis zu 35 Ncm Drehmoment übertragen, um die Schraube 12 in Knochengewebe einzutreiben, während sich die Schraubendreherdrehachse 32 und die Schraubendrehachse 40 in einem eingeschlossenen Winkel von bis zu 165 Grad befinden.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 1, bei dem der Dreherkopf und die Schraubenkopfaussparung so ausgebildet sind, dass sie bis zu 35 Ncm Drehmoment übertragen, um die Schraube 12 aus Knochengewebe zu entfernen, während sich die Schraubendreherdrehachse 32 und die Schraubendrehachse 40 in einem beliebigen eingeschlossenen Winkel von bis zu 165 Grad befinden.
Schraube, umfassend: einen Schraubenschaft, der sich axial von einem Schraubenkopf erstreckt; und eine Schraubenkopfaussparung, die von einer Stirnfläche des Schraubenkopfes axial in den Schraubenkopf eingeformt ist, wobei die Schraubenkopfaussparung sechs Schraubenkopfaussparungsnuten enthält, die umlaufend angeordnet und von einer inneren Umfangsfläche der Schraubenkopfaussparung radial nach außen in den Schraubenkopf eingeformt sind, wobei die Schraubenkopfaussparung ausgebildet ist: um einen Dreher aufzunehmen, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Kugelstumpfes hat und eine Vielzahl von Dreherkopfkeilen enthält, die von Dreherkopfnuten definiert sind, die in den Dreherkopf eingeformt und umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind, wobei die Schraubenkopfaussparungsnuten so ausgebildet und positioniert sind, dass sie die Dreherkopfkeile aufnehmen und mit diesen in Eingriff kommen und eine Drehmomentübertragung und eine Drehbewegung durch diese hindurch aufnehmen; und um einen Dreher aufzunehmen, der einen Dreherkopf umfasst, der die allgemeine Form eines Sechskantprismas hat und sechs Dreherkopfecken enthält, die von Schnittpunkten von sechs Facetten definiert sind, die umlaufend um den Dreherkopf herum angeordnet sind, wobei die Schraubenkopfaussparungsnuten so ausgebildet und positioniert sind, dass sie die Dreherkopfecken aufnehmen und mit diesen in Eingriff kommen und eine Drehmomentübertragung und eine Drehbewegung durch diese hindurch aufnehmen.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 9, bei dem die Schraubenkopfaussparungsnuten radial nach innen in Richtung einer Drehachse der Schraube abgewinkelt sind.
Schraubeingriffssystem nach Anspruch 10, bei dem die Schraubenkopfaussparung radial nach innen verjüngt ist.