DE1294591B

DE1294591B - Hand motor for driving surgical tools with different speed requirements

Info

Publication number: DE1294591B
Application number: DEA55559A
Authority: DE
Inventors: Keller Arnold; Pohl Fritz G
Original assignee: AUSTENAL EUROPA Inc ZWEIGNIEDE
Current assignee: AUSTENAL EUROPA Inc ZWEIGNIEDE
Priority date: 1967-04-27
Filing date: 1967-04-27
Publication date: 1969-05-08

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Handmotor für den Antrieb chirurgischer Werkzeuge mit verschiedenem Drehzahlbedarf mit einem sterilisierbaren Gehäuse, einem darin angeordneten Antriebsmotor, einem dem Antriebsmotor nachgeschalteten Getriebe zur Erzeugung wenigstens einer zusätzlichen Abtriebsdrehzahl und einem sterilisierbaren Kupplungsstück zum Ankuppeln der Werkzeuge, wobei im Kupplungsstück für jede Abtriebsdrehzahl ein dauernd rotierender Abtriebsteil derart vorgesehen ist, daß beim Ankuppeln eines Werkzeuges ein an diesem vorgesehener Antriebsteil zwanglänfig mit einem der Abtriebsteile in Triebverbindung tritt. The main patent relates to a hand motor for the drive surgical tools with different speed requirements with a sterilizable Housing, a drive motor arranged therein, a drive motor connected downstream Gear for generating at least one additional output speed and one sterilizable coupling piece for coupling the tools, with the coupling piece a continuously rotating output part is provided in this way for each output speed is that when coupling a tool, a drive part provided on this inevitably enters into drive connection with one of the output parts.

Nach Anspruch 2 des Hauptpatents sind die Abtriebsteile des Kupplungsstücks konzentrisch angeordnet.According to claim 2 of the main patent, the output parts of the coupling piece arranged concentrically.

Die Erfindung bezweckt eine Weiterbildung der Anordnung des Hauptpatents mit dem Ziel, die Abmessungen des Handmotors zu verringern und dadurch die Handhabung des Handmotors zu erleichtern. The invention aims to develop the arrangement of the main patent with the aim of reducing the dimensions of the hand motor and thereby the handling of the hand motor to facilitate.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Getriebe eine Mehrzahl von hintereinandergeschalteten Planetenradgetrieben vorgesehen ist, die konzentrisch die unmittelbar von dem Antriebsmotor angetriebene Abtriebswelle umschließen. According to the invention, this object is achieved in that as a transmission a plurality of planetary gears connected in series is provided, the concentric output shaft driven directly by the drive motor enclose.

Durch die Erfindung wird somit ein Handmotor geschaffen, dessen Gehäuse sowohl einen geringen Durchmesser als auch eine geringe Axiallänge aufweist, da die Planetengetriebe auch in Axialrichtung besonders kurz bauen. The invention thus creates a hand motor, the housing of which has both a small diameter and a small axial length, since make the planetary gear particularly short in the axial direction.

Durch die Erfindung wird dem Operateur, z. B. By the invention, the surgeon, z. B.

Chirurgen oder Orthopäden, ein leichtes, handliches Gerät gegeben, welches in jeder Weise sterilisierbar ist und folgende Arbeiten gestattet: Markräume über einem liegenden Spieß aufbohren, Fräsen mit üblichen Knochenfräsern, Oszillierendes Sägen, Anschließen eines Dermatoms zur Hautentnahme, Anschließen eines automatischen Trepans zum gefahrlosen Öffnen der Schädeldecke, Anschließen eines hochtourig laufenden Fräsers zum Schneiden und Fräsen von Knochen, z. B. einer Craneotomie, Anschließen von Schraubenziehem, auch solche mit automatischem Drehmoment zum Einbringen und Entfernen von Knochenschrauben, Anbringen einer Bohrdrahtstütze zum Einbohren langer dünnerer Drähte in Knochen und Anbringen eines pistolenförmigen Handgriffes, so daß dieses Gerät von dem Operateur einfach so in die Hand genommen und betätigt werden kann, als auch mittels eines pistolenförmigen Handgriffes.Surgeons or orthopedic surgeons, given a light, handy device, which can be sterilized in any way and allows the following work: medullary canals Boring over a lying skewer, milling with conventional bone cutters, oscillating Sawing, connecting a dermatome for skin removal, connecting an automatic Trepans to safely open the skullcap, connect a high-speed running Milling cutter for cutting and milling bones, e.g. B. a craneotomy, connect of screwdrivers, including those with automatic torque for insertion and Removal of bone screws, attachment of a drill wire support for drilling long ones thinner wires in bones and attachment of a pistol-shaped handle, see above that this device is simply picked up and operated by the surgeon can be, as well as by means of a pistol-shaped handle.

Alle oben beschriebenen Arbeitsansätze verlangen verschiedene Drehzahlen. Im allgemeinen reichen aber zwei verschiedene Drehzahlen vollkommen aus, um den Anforderungen der verschiedenen Werkzeuge gerecht zu werden. Das weiter unten gebrachte Ausführungsbeispiel sieht demgemäß auch nur zwei Abtriebsdrehzahlen vor. Es ist jedoch auch möglich, mit Hilfe der Erfindung drei oder mehr Abtriebsdrehzahlen vorzusehen. All of the work approaches described above require different speeds. In general, however, two different speeds are completely sufficient to achieve the To meet the requirements of the various tools. That brought below The exemplary embodiment accordingly also provides only two output speeds. It is but also possible provide three or more output speeds with the aid of the invention.

Die Zeichnung zeigt in Form eines Ausführungsbeispiels eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung. Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebegehäuse eines erfindungsgemäß ausgebildeten Handmotors, F i g. 2 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, auf den Antriebsmotor, der im Ausführungsbeispiel als Luftmotor vorgesehen ist. The drawing shows an expedient one in the form of an exemplary embodiment Embodiment of the invention. It shows Fig. 1 a longitudinal section through the gear housing of a hand motor designed according to the invention, FIG. 2 is a view, in part in section, on the drive motor, which in the exemplary embodiment is provided as an air motor is.

Nach der Fig. 1 sind in einem Getriebegehäuse 24 konzentrisch hintereinander drei Planetenradgetribe 5, 6 und 7 angeordnet, die als Untersetzungsgetriebe ausgebildet sind. Konzentrisch innerhalb dieser drei Planetenradgetriebe ist drehbar eine Abtriebswelle 1 gelagert. Zu ihrer Lagerung dient einerseits ein Kugellager 13, das in einem Abschlußdeckel 14 angeordnet ist, und andererseits ein Kugellager 15, das in einem napf- oder becherförmigen Fortsatz 16 einer konzentrisch zur Abtriebswelle 1 angeordneten Hohlwelle 17 gelagert ist. According to FIG. 1, 24 are concentrically behind one another in a gear housing three planetary gears 5, 6 and 7 arranged, which are designed as reduction gears are. An output shaft is rotatable concentrically within these three planetary gears 1 stored. On the one hand, a ball bearing 13, which is in a cover plate, serves to support them 14 is arranged, and on the other hand, a ball bearing 15, which is in a cup-shaped or cup-shaped Extension 16 of a hollow shaft 17 arranged concentrically to the output shaft 1 is supported is.

Die Abtriebswelle 1 wird über ein Steckkupplungspaar 2, 19 von der Welle 20 eines Motors 18 angetrieben. Dieser Motor ist im Ausführungsbeispiel als Luftmotor ausgebildet und wird mittels eines Handhebels 21 betätigt; er ist über einen Anschluß 22 einerseits an eine Druckluftquelle und andererseits an eine Abluftsammelstelle angeschlossen. Statt des Luftmotors kann auch ein anderer Motor, beispielsweise auch ein Elektromotor benutzt werden. Der Luftmotor 18 ist mit einem Gewindestutzen 23 versehen, dessen Außengewinde 11 in das Innengewinde 12 einer in dem Gehäuse 24 vorgesehenen Bohrung eingeschraubt werden kann. Auf diese Weise werden das Getriebegehäuse 24 und der Motor 18 fest miteinander verbunden, indem gleichzeitig die Motorwelle 20 über das Steckkupplungspaar 2, 19 mit der Abtriebswelle 1 gekuppelt wird. The output shaft 1 is via a plug-in coupling pair 2, 19 of the Shaft 20 of a motor 18 is driven. This motor is in the embodiment as Air motor formed and is operated by means of a hand lever 21; he's over a connection 22 on the one hand to a compressed air source and on the other hand to an exhaust air collection point connected. Instead of the air motor, another motor, for example an electric motor can also be used. The air motor 18 has a threaded connector 23 provided, the external thread 11 in the internal thread 12 one in the housing 24 provided hole can be screwed. In this way the gear case will be 24 and the motor 18 firmly connected to each other by simultaneously pushing the motor shaft 20 is coupled to the output shaft 1 via the plug-in coupling pair 2, 19.

Die Abtriebswelle 1 ist mit einer Sonnenradverzahnung 4 versehen, die mit Planetenrädern 25 kämmt, die auf einem Planetenradträger 26 drehbar gelagert sind und mit der Innenverzahnung eines Außenrades 27 kämmen, das in dem Gehäuse 24 fest angeordnet ist. Das Außenrad 27, die Planetenräder 25 und das Sonnenrad 4 bilden gemeinsam das Planetenradgetriebe 5. The output shaft 1 is provided with a sun gear 4, which meshes with planet gears 25 which are rotatably mounted on a planet gear carrier 26 are and mesh with the internal teeth of an external gear 27 in the housing 24 is firmly arranged. The outer gear 27, the planetary gears 25 and the sun gear 4 together form the planetary gear 5.

Der Planetenradträger 26 ist mit Hilfe eines Kugellagers 45 und eines festen Zwischenstückes 28 in dem Gehäuse 24 drehbar gelagert. Er ist fest mit einer Hohlwelle 29 verbunden, die konzentrisch die Abtriebswelle 1 umschließt und mit einer Sonnenradverzahnung 30 versehen ist. Diese Sonnenradverzahnung kämmt mit Planetenrädern 31, die drehbar auf einem Planetenradträger 32 vorgesehen sind und wiederum mit der Innenverzahnung eines Außenrades 33 kämmen, das fest in dem Getriebegehäuse 24 angeordnet ist. Die Sonnenradverzahnung 30, die Planetenräder31 und das Außenrad33 bilden das zweite Planetenradgetriebe 6. The planetary gear carrier 26 is with the help of a ball bearing 45 and one fixed intermediate piece 28 rotatably mounted in the housing 24. He's stuck with one Hollow shaft 29 connected, which concentrically encloses the output shaft 1 and with a sun gear 30 is provided. This sun gear meshes with planet gears 31, which are rotatably provided on a planet carrier 32 and in turn with mesh with the internal teeth of an external gear 33, which is fixed in the gear housing 24 is arranged. The sun gear teeth 30, the planet gears31 and the outer gear33 form the second planetary gear set 6.

Der Planetenradträger 32 ist mittels eines Kugellagers 46 und eines Zwischenstückes 34 drehbar in dem Gehäuse 24 gelagert und fest mit einer Hohlwelle 35 verbunden, die konzentrisch die Abtriebswelle 1 umschließt und mit einer Sonnenradverzahnung 47 versehen ist. Diese Sonnenradverzahnung 47 kämmt mit Planetenrädern 48, die lose drehbar auf einem Planetenradträger 36 gelagert sind und mit der Innenverzahnung eines Außenrades 37 kämmen, das fest in dem Gehäuse 24 gelagert ist. Die Sonnenradverzahnung 47, die Planetenräder 48 und das Außenrad 37 bilden das dritte Planetenradgetriebe 7. The planetary gear carrier 32 is by means of a ball bearing 46 and one Intermediate piece 34 rotatably mounted in the housing 24 and fixed to a hollow shaft 35 connected, which concentrically encloses the output shaft 1 and with a sun gear toothing 47 is provided. This sun gear 47 meshes with planet gears 48, which are loose are rotatably mounted on a planet carrier 36 and with the The internal teeth of an external gear 37 mesh, which is fixedly mounted in the housing 24 is. The sun gear teeth 47, the planet gears 48 and the outer gear 37 form the third planetary gear 7.

Der Planetenradträger 36 ist mit Hilfe zweier Kugellager 38 und eines Zwischenstückes 39, das sich gegen eine Schulter 40 des Gehäuses 24 abstützt, drehbar in dem Gehäuse gelagert. Mit diesem Planetenradträger 36 ist die obenerwähnte Welle 17 fest verbunden, die nach außen hin zu dem napf-oder becherförmigen Fortsatz 16 ausgeweitet ist. The planet carrier 36 is with the help of two ball bearings 38 and one Intermediate piece 39, which is supported against a shoulder 40 of the housing 24, rotatable stored in the housing. With this planet carrier 36 is the above-mentioned shaft 17 firmly connected, which outwards to the bowl-shaped or cup-shaped extension 16 is expanded.

Dieser Fortsatz 16 trägt auf seiner nach außen weisenden Ringkante eine in einer Richtung wirkende Zahnkupplung8. Er umschließt konzentrisch einen Steckkupplungsteil 3, der am Ende der Abtriebswelle 1 vorgesehen ist.This extension 16 carries on its outwardly facing ring edge a unidirectional tooth clutch8. It concentrically encloses you Plug-in coupling part 3, which is provided at the end of the output shaft 1.

Das Gehäuse 24 weist einen eingeschnürten Fortsatz 9 auf, der dazu dient, die verschiedenen Werkzeughalterköpfe aufzuschieben, wie sie beispielsweise in den Fig. 5 und 6 des Hauptpatents dargestellt sind. Die auf den eingeschnürten Fortsatz 9 aufgeschobenen Werkzeughalterköpfe werden mit Hilfe einer Schraube 10 in ihrer Lage festgehalten, die gleichzeitig dazu dient, einen Abstützring 41 in einer Bohrung 42 des Gehäuses 24 zu halten. Gegen einen von der Schraube 10 gehaltenen Abstützring 41, der in eine Endbohrung 42 des Gehäuses 24 geschoben ist, legt sich eine Seite einer Dichtung 43, die sich andererseits gegen die Schulter 40 legt. Ein weiterer Abstützring 44, der sich einerseits gegen eine Schulter 49 der Welle 1 und andererseits gegen das Kugellager 15 abstützt, dient zur Aufnahme einer Dichtung 45. Besondere Abdichtungen auf der Seite der Kupplung 2 sind nicht erforderlich, da der in die Gewindebohrung 12 eingeschraubte Motor 18 eine Dichtung sicherstellt. The housing 24 has a constricted extension 9, which for this purpose serves to push on the various tool holder heads, as they are for example are shown in Figs. 5 and 6 of the main patent. The ones on the constricted Tool holder heads pushed on by extension 9 are secured with the aid of a screw 10 held in their position, which also serves to support a support ring 41 in a bore 42 of the housing 24 to hold. Against one held by the screw 10 Support ring 41, which is pushed into an end bore 42 of the housing 24, lies down one side of a seal 43 which lies against the shoulder 40 on the other hand. Another support ring 44, on the one hand against a shoulder 49 of the shaft 1 and on the other hand is supported against the ball bearing 15, serves to accommodate a seal 45.Special seals on the coupling 2 side are not required, since the motor 18 screwed into the threaded bore 12 ensures a seal.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß die Abtriebsseite der Abtriebswelle 1 mit Hilfe des Kugellagers 15 in der Hohlwelle 17 und damit dem Planetenradträger 36 des Planetenradgetriebes 7 gelagert ist. Dieser ist dann erst wieder über die Lager 38 und das Zwischenstück 39 in dem Gehäuse 24 gelagert. From the above it follows that the output side the output shaft 1 with the help of the ball bearing 15 in the hollow shaft 17 and thus the Planet carrier 36 of the planetary gear 7 is mounted. This is only then again stored in the housing 24 via the bearings 38 and the intermediate piece 39.

Die F i g. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel etwa in doppelter Größe, wobei für die Abtriebswelle 1 mit der Steckkupplung 3 eine Drehzahl von 22000 min-' und für die Abtriebswelle 16, 17 mit der Zahnkupplung8 eine Drehzahl von 400min-1 vorgesehen sind. Der Durchmesser des Gehäuses 24 beträgt hierbei nur 33 mm, und die Länge über alles dieses Gehäuses ist 75 mm. The F i g. 1 and 2 show an exemplary embodiment roughly in duplicate Size, with a speed of 22,000 for the output shaft 1 with the plug-in coupling 3 min- 'and a speed of 400min-1 for the output shaft 16, 17 with the tooth clutch8 are provided. The diameter of the housing 24 is only 33 mm, and the overall length of this case is 75 mm.

Claims

Claim: hand motor for driving surgical tools with different speed requirements with a sterilizable housing, one in it arranged drive motor, a gear connected downstream of the drive motor for Generation of at least one additional output speed and one that can be sterilized Coupling piece for coupling the tools, with the coupling piece for each output speed a continuously rotating driven part is provided in such a way that when coupling one Tool a drive part provided on this inevitably with one of the output parts enters into drive connection, and wherein the output parts of the coupling piece concentrically are arranged according to claim 2 of patent 1266444, characterized in that a plurality of planetary gears connected in series (5, 6, 7) is provided, the concentrically the directly from the drive motor (18) Enclose driven output shaft (1).