DE19521060A1 - Retaining arm system esp. for surgical instruments - Google Patents

Retaining arm system esp. for surgical instruments

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DE19521060A1
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actuator
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system
arm
longitudinal
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Klaus Dipl Ing Radermacher
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Abstract

The system has a clamp device for frictionless locking of a translationally or rotationally movable element of an arm segment of a holding arm system. At least one electrostrictive, esp. piezoelectric, actuator (1) acts frictionlessly upon a section of the element in reaction to a delivered electrical control signal. The actuator acts upon the section of the element directly in its longitudinal direction or indirectly via force transfer devices. The actuator can be a translator with a linear main longitudinal direction. It can be a multilayer or monolithic actuator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zur reibschlüssigen Arretierung eines translatorisch und/oder rotatorisch beweglichen Glieds, Armsegmente für ein Haltearmsystem, insbesondere zum Halten chirurgischer Instrumente, sowie ein solches Haltearmsy stem. The invention relates to stem a clamping device for frictionally locking a translationally and / or rotationally movable member, the arm segments on a holding arm, in particular for holding surgical instruments, and to such a Haltearmsy.

Im Rahmen von ergonomischen Analysen des Arbeitssystems "Operationssaal für minimalinvasive Chirurgie" wurden insbeson dere beim assistierenden Operateur hohe Anteile belastender statischer Haltearbeit nachgewiesen. As part of ergonomic analysis of the work system "operating room for minimally invasive surgery" was in particular demonstrated high levels burdensome static holding work in assisting surgeon. Diese resultiert überwiegend aus dem Fehlen oder der mangelhaften Gestaltung geeigneter Hilfsvorrichtungen zur Übernahme statischer Haltearbeit. This results primarily from the lack of or faulty design of appropriate auxiliary devices to acquire static holding work. Bei spielsweise werden mit Videokameras bestückte Endoskopoptiken vom Assistenten auf Anweisung des Operateurs geführt und über einen großen Zeitraum der Operationsdauer möglichst ruhig ge halten. When playing as equipped with video cameras endoscopes are guided by the wizard on the instructions of the surgeon and keep as still as possible ge over a long period of operation time. Ermüdungserscheinungen führen zu einem unbeabsichtigten "Wandern" und "Zittern" des Endoskopbildes. Fatigue lead to an unintentional "wandering" and "trembling" of the endoscope image. Ähnliches gilt auch für das Halten von Organteilen mit Hilfe von Zangen oder Wund hakensystemen. The same applies to the holding of organ parts with the help of forceps or wound hook systems. Länger dauernde statische Haltearbeit mit Halte kräften von mehr als 15% der Maximalkraft wirken ermüdend und damit leistungsmindernd. Prolonged static holding work with holding forces of more than 15% of the maximum force tiring and thus reduce performance.

Ein weiterer Aspekt ist die zeitliche und betragsmäßige Begren zung einer vom Haltearmsystem bzw. dem Endeffektor des Sy stems auf ein biologisches Gewebe ausgeübten Kraft bzw. des auf die Applikationsfläche durch die Kraft ausgeübten Drucks. Un physiologisch hohe Druckbelastungen können zu Ischämien und schließlich zu irreversiblen Gewebeschädigungen führen. Another aspect is the time and amount-Begren wetting a force or pressure exerted by the holding arm or the end effector of the Sy stems on a biological tissue the pressure on the application surface exerted by the force. Un physiologically high pressure loads can ischemia and eventually to irreversible tissue damage to lead. Die zulässigen Kräfte sind abhängig vom jeweiligen Gewebe, der Form des Endeffektors und der Anwendungsdauer. The permissible forces depend on the particular tissue, the shape of the end effector and the application period.

Abhilfe können zweckmäßige Haltearmsysteme schaffen. Remedy can create functional Haltearmsysteme. Im Stand der Technik lassen sich prinzipiell drei Hauptgruppen von Halte armsystemen unterscheiden: In the prior art three main groups of support can in principle be different arm systems:

  • - Spezialhaltearmsysteme, die annähernd konstante Halte kräfte aufbringen; - Spezialhaltearmsysteme, the forces approximately constant holding apply;
  • - passive Universalhaltearmsysteme für variable Haltekräfte; - passive Universalhaltearmsysteme variable holding forces;
  • - Manipulatorsysteme zum aktiven Positionieren und Halten eines Endeffektors, z. - manipulator systems for actively positioning and holding of an end effector z. B. nach Art eines Roboterarms. B. manner of a robot arm.

Bei Spezialhaltearmsystemen handelt es sich zumeist um gewichts mäßig austarierte Systeme. In Spezialhaltearmsystemen there are mostly moderate weight balanced systems. Als Beispiele seien zahnärztliche Haltearmsysteme zum Halten des angetriebenen Bohrers, Opera tionsmikroskophaltearmsysteme, Systeme zum Halten von Opera tionslampen und zum Halten von Monitoren angeführt. Examples include dental Haltearmsysteme for holding the driven drill, Opera tionsmikroskophaltearmsysteme led systems for holding Opera tion lamps and for holding monitors. Kleine Schwankungen der Gesamtgewichtskraft oder kleine von außen einwirkende Kräfte werden durch eine passive Arretierung (innere Reibung, die auch beim Positionieren überwunden werden muß) oder durch eine aktive Arretierung mittels elektromagnetischer Bremsen aufgefangen. Small variations in the total weight force or small externally applied forces are absorbed by a passive locking (internal friction that must be overcome in positioning) or by an active locking by means of electromagnetic brakes.

Zum Beispiel beschreibt die DE-C-41 42 634 ein Operationslam pendeckenstativ, das ein Federsystem zum Austarieren des Leuch tenkörpers und eine zusätzliche Arretiervorrichtung aufweist, die auf der Basis einer elektroviskosen Flüssigkeit arbeitet. For example, the DE-C-41 42 634 describes a surgical Slam pendeckenstativ, comprising a spring system for counterbalancing the Leuch tenkörpers and an additional locking device, which works on the basis of an electroviscous fluid. Durch das Anlegen einer Spannung kann die Viskosität der Kupplungsflüssig keit einer in einem rotorischen Gelenk montierten Kupplung variiert werden. By applying a voltage, the viscosity of the liquid coupling can ness of a mounted in an articulated coupling rotorischen be varied. Solche Vorrichtungen sind jeweils für einen spe ziellen Endeffektor wie etwa den Bohrer des Zahnarztes ausge legt. Such devices are each essential for a spe end effector such as the drill bit out of the dentist sets. Die zu haltenden Gewichtskräfte sind dabei nur durch die Trägheitskräfte beim Bewegen der entsprechenden Massen be grenzt. The weight to be supported forces are limited only by the forces of inertia in moving the corresponding masses be.

Von Universalhaltearmsystemen werden unterschiedliche End effektoren gehalten. From Universalhaltearmsystemen different end effectors are held. Hier ist maximal nur eine Austarierung der Gewichtskräfte der einzelnen Armsegmente möglich und sinnvoll, da die Endeffektoren und die jeweiligen Reaktionskräfte prinzi piell verschieden sind. Here is just a balancing of the weights of the individual arm segments is maximum possible and appropriate, since the end effectors and the respective reaction forces are Prinzi Piell different. Während die Spezialhaltearmsysteme an besonderen Haltebasen, Haltesäulen oder an der Decke befestigt sind, werden die Universalhaltearmsysteme praktisch ausnahmslos an den Standardklemmschienen des Operationstisches befestigt. While the Spezialhaltearmsysteme are mounted on special supporting bases, support pillars or ceiling, the Universalhaltearmsysteme virtually without exception attached to the standard terminal rails of the operating table.

In der medizinischen Anwendung können folgende Universalhalte armsysteme unterschieden werden: In medical applications, the following universal mounting arm systems can be distinguished:

  • - mit passiver Arretierung z. - with a passive locking z. B. nach Art eines Spiralarms (Schwanenhals) oder eines Kugelkettenarms mit passiver Vorspannung; B. manner of a spiral arm (gooseneck) or a Kugelkettenarms passive bias voltage;
  • - mit aktiver Arretierung ohne Hilfsenergie mit einzeln zu bedienenden Schraubklemmen oder mit zentraler Drehar retierung; - retierung with active locking without auxiliary energy individually to use screw or with central Drehar;
  • - mit aktiver Arretierung mit Hilfsenergie (EP-A3- 0 293 760 A3, US-A-4 863 133 sowie US-A-4 807 618.) - with active locking with auxiliary power (EP-A3- 0293760 A3, US-A-4,863,133 and US-A-4 807 618.)

Universalhaltearmsysteme mit passiver Arretierung werden durch eine innere Verklemmung der Gelenkelemente arretiert. Universalhaltearmsysteme with passive locking can be locked by an inner clamping of the joint elements. Die sich ergebenden Haltekräfte sind Reibkräfte, die beim Bewegen des Armes überwunden werden müssen. The holding forces are resulting friction forces that must be overcome when moving the arm. Konstruktionsbedingt lassen sich bei solchen Universalhaltearmsystemen mit passiver Arretie rung nur geringe Haltekräfte erzeugen, die nur ausreichend sind für das Halten leichter Instrumente, beispielsweise monokulare Endoskopoptiken. By design, can be in such Universalhaltearmsystemen passive Arretie tion produce only small holding forces that are sufficient only easier for holding instruments, such as monocular endoscopes. Ein Vorteil solcher Universalhaltesysteme mit passiver Arretierung ist die gute Einhandbedienbarkeit und die einfache und filigrane Konstruktion. One advantage of such universal restraint systems with passive locking is the good one-handed operation and the simple and intricate construction. Der Nachteil liegt insbeson dere in den relativ geringen Haltekräften, so daß sie zum Halten von schwereren Endoskopen oder Wundhaken nicht geeignet sind. The disadvantage lies in particular in the relatively low clamping forces so that they are not suitable for holding heavier endoscopes or retractors. Ein weiterer Nachteil liegt im elastischen Rückfedern der Arme nach dem Loslassen. A further disadvantage lies in the elastic spring-back of the arms after releasing. Dadurch ist eine Feinpositionierung einer Endoskopoptik nicht möglich. This fine positioning an endoscope optical system is not possible.

Universalhaltearmsysteme mit aktiver Arretierung ohne Hilfsener gie sind robuste und für viele Anwendungen mit niedriger Betäti gungsrate gut geeignete Vorrichtungen, die zum Teil sehr hohe Haltekräfte erzeugen können. Universalhaltearmsysteme with active locking without auxiliary energy Sener are robust and transmission rate for many applications with low Actuate the well suitable devices which can generate very high holding forces in part. Für die Anwendung am Operations tisch sind insbesondere Haltearmsysteme mit zentraler Dreharre tierung vorteilhaft, weil das gesamte System mit einem Handgriff arretiert werden kann. For use on Operations table especially Haltearmsysteme are equipped with central Dreharre orientation advantageous because the entire system can be locked with a handle.

Systemspezifische Nachteile solcher Haltearmsysteme liegen darin, daß die Schritte des Positionierens und Arretierens eines End effektors nur beidhändig erfolgen können, daß durch das gleich zeitige Lösen von bis zu sieben Freiheitsgraden die Notwendigkeit einer beidhändigen Manipulation eine Feinpositionierung er schwert wird und daß schließlich beim Arretieren einer Flügel schraube des zentralen Gelenkblocks eventuell nachgegriffen werden muß. System Specific disadvantages of such Haltearmsysteme are that the steps of positioning and Arretierens an end effector can only be done with both hands, that it is difficult by the same term loosening of up to seven degrees of freedom, the need for a two-handed manipulation of a fine positioning, and that finally when locking a wing must be the central screw joint block may nachgegriffen.

Aus diesem Grund werden Endeffektoren, die im Laufe eines Eingriffes häufig neu positioniert werden müssen, wie z. For this reason, end effectors, which often need to be repositioned in the course of a procedure such. B. Endo skopoptiken, Zangen oder Wundhaken, heute noch meist von assistierenden Operateuren gehalten. B. Endo skopoptiken, pliers or retractors, still mostly held by assisting operators.

Für die Orientierung und das dreidimensional koordinierte Arbei ten des Operateurs oder der Operateure ist von besondere Bedeu tung, daß die Aufmerksamkeit des Operateurs auf das Operations feld konzentriert bleiben kann. For the orientation and the three-dimensionally coordinated elaboration of the surgeon or surgeons th is processing of particular importance that the attention of the operator can remain focused on the Operations field. Durch Abwenden des Blicks des Operateurs vom OP-Situs kann eine vom Operateur individuell selektierte, "virtuelle" Leitstruktur verloren gehen und muß vor der Fortsetzung der Operation neu aufgebaut werden. By averting the gaze of the surgeon from the surgical site individually selected by the surgeon, "virtual" lead structure can be lost and must be re-established before continuing the operation. Auch aus diesem Grunde wird in neuerer Zeit immer mehr die Forderung nach einem Universalhaltesystem mit aktiver Arretierung mittels Hilfsenergie gestellt. Also for this reason the demand for a universal mounting system with active locking is provided by means of auxiliary energy recently more and more.

Das erste kommerziell erhältliche Universalhaltesystem ist im US- Patent 4 807 618 beschrieben. The first commercially available Universal retention system is described in U.S. Patent 4,807,618. In ein Armsegment ist jeweils ein pneumatischer Spezialaktuator eingebaut, welcher eine aktive Arretierung/Entarretierung eines im Armsegment befindlichen Kugelgelenks bei Zufuhr von Druck von einer separaten Druck luftquelle bzw. bei Freigabe des Drucks ermöglicht. In an arm segment, a pneumatic Spezialaktuator is respectively incorporated air source which an active locking / unlocking of a ball joint for supply of pressure located in the arm segment of a separate pressure and allows for release of the pressure. Die Nachteile dieses Systems werden insbesondere darin gesehen, daß eine separate Druckluftquelle notwendig ist, daß die beim Entriegeln freiwerdende Druckluft aus dem OP-Feld zurückgeführt werden muß, daß die Handhabung des Haltearmsystems innerhalb des Operationsfeldes sehr schwierig ist, da die Armsegmente zu lang sind, daß durch die langen Armsegmente die elastische Nachgie bigkeit des Haltearms erhöht wird und daß bedingt durch die Pneumatik Verzögerungen beim Arretieren wie auch beim Lösen jedes Armsegments entstehen können, die den Operationsfluß verändern. The disadvantages of this system are seen particularly in that a separate source of compressed air is necessary that the released upon unlocking pressure air must be returned from the operating field, that the handling of the Haltearmsystems is very difficult within the field of operation, as the arm segments are too long, that the elastic Nachgie is increased bigkeit of the support arm through the long arm segments and that may due to the pneumatic delays in locking as well as in solving each arm segment arise which alter the operational flow. Schließlich ist bei der Arretierung ein Versatz des Endeffektors um mehrere Millimeter deutlich spürbar, so daß eine Feinpositionierung z. Finally, in the locking of the end effector, an offset of several millimeters is clearly perceptible, so that a fine positioning z. B. einer Endoskopoptik erschwert wird. As an endoscopic optical system is difficult.

Die linear wirkenden Druckkolben dieses Systems sind bei der in EP-A-0 486 999 offenbarten Lösung durch ringförmige Druckkol bensysteme in den Armsegmenten ersetzt. The linear-acting pressure piston of this system are bensysteme in the disclosed in EP-A-0486999 solution by annular Druckkol replaced in the arm segments. Dabei erscheinen dem Fachmann die notwendigen Drücke bzw. Flächen und die Abdich tungsprobleme sowie die Sterilisierbarkeit des Gesamtsystems fragwürdig. The skilled worker appear the necessary pressures or areas and processing problems, the waterproofing and the sterilization of the entire system questionable.

Aus der EP-A-0 293 760 ist ein Universalhaltesystem bekannt, welches mit Unterdruck zur Erzeugung einer reibschlüssigen Arretierung der Gelenke arbeitet. From EP-A-0 293 760. universal mounting system is known, which operates with lower pressure to produce a frictional arresting of the joints. Die Konstruktion besteht aus zwei zueinander senkrechten Schulterscharniergelenken, einem Ellbogenscharniergelenk und einem Doppelkugelgelenk. The construction consists of two mutually perpendicular shoulder hinge joints, an elbow hinge and a double ball joint. Die En tarretierung wird durch einen Druckknopfschalter im distalen Handgriff des Armes gesteuert. The En tarretierung is controlled by a push-button switch in the distal handle of the arm. Der Beschreibung ist zu entneh men, daß die Haltezustände der Armsegmente lediglich zwischen einem frei beweglichen Zustand und einem Zustand mit erhöhtem Reibwiderstand in den Gelenken umgeschaltet werden können. The description is to men entneh that the holding states of the arm segments can be switched between a free state and a state with increased frictional resistance in the joints only. Ein Vorteil der Unterdruckarretierung gegenüber der Verwendung von Überdruckaktuatoren ist, daß durch das Lösen der Gelenke keine eventuell unsterile Luft in das OP-Feld gelangen kann. An advantage of the Unterdruckarretierung over the use of pressure actuators that can not enter any unsterile air into the operating field by loosening the joints.

WO 91/15707 beschreibt ein hydraulisch oder pneumatisch durch Überdruck arretierbares Haltearmsystem. WO 91/15707 discloses a hydraulically or pneumatically lockable by positive pressure holding arm. Ferner wird darin das Konzept einer am distalen Ende fixierten, aktiv beweglichen Linearführung mit einer integrierten Rotationsachse zur Positio nierung von Sonden und anderen Endeffektoren beschrieben. Further, in the concept of a distal end fixed to actively mobile linear guide with an integral rotation axis to positio discrimination of probes and other end effectors will be described.

Von den bekannten Haltearmsystemen sind noch solche Systeme zu erwähnen, die nach Art eines Roboterarms einen Endeffektor aktiv positionieren und halten, also Teile eines Manipulatorsy stems bilden. Of the known Haltearmsystemen such systems have yet to mention the active position an end effector in the manner of a robot arm and hold, that stems form parts of a Manipulatorsy. Dabei wird generell rechnergesteuert eine Position erkannt, aktiv angefahren und mit einem in einem Rechner defi nierten Modell des realen Objekts, z. A set position is identified generally by computer control, actively approached and with a defi ned in a computer model of the real object, such. B. des OP-Situs, und mit Planungsdaten korreliert. B. the surgical site, and correlated with planning data. Als Beispiel ist das in DE-A-42 02 922 beschriebene motorische Stativ zu nennen. As an example, the motorized stand described in DE-A-42 02 922 may be mentioned.

Angesichts des obigen Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung zur reibschlüssigen Arretierung eines translatorisch und/oder rotatorisch beweglichen Glieds, ein Armsegment für eine Haltearmsystem, insbesondere zum Halten chirurgischer Instrumente, und schließlich ein Halte armsystem unter Verwendung eines solchen Armsegmentes an zugeben, welche eine einhändige Bedienbarkeit beim Lösen, Posi tionieren und Arretieren, eine freie Beweglichkeit des am distalen Ende des Haltearmsystems befestigten Endeffektors im gelösten Zustand in allen sechs Raumrichtungen innerhalb des Arbeits bereichs und eine einfache Positionierbarkeit von Armsegmenten und Endeffektoren ermöglichen. In view of the above prior art, the invention has for its object, a clamping device for frictionally locking a translationally and / or rotationally movable member, an arm segment for a holding arm, in particular for holding surgical instruments, and finally a holding arm system using such a beam segment of admit which tioning one-handed operability when releasing, Posi and allow locking, a free mobility of the attached to the distal end of the end effector in the dissolved state Haltearmsystems range in all six spatial directions within the working and easy positionability of arm segments and end effectors. Dabei soll die Aufmerksamkeit des Operateurs möglichst wenig in Anspruch genommen werden und die Einsetzbarkeit im sterilen Bereich, die Bedienbarkeit vom sterilen Bereich aus, eine Bestückung mit unterschiedlichen Stan dardinstrumenten, eine intraoperative Bestückung, eine möglichst geringe Beeinträchtigung des Blickfelds des Operateurs und eine Befestigung des Haltearms an einer Standardschiene des Opera tionstischs möglich sein. The attention of the surgeon to be as little as possible availed and the usability in the sterile field, the operability of the sterile area of ​​an equipment with different Stan dardinstrumenten, an intraoperative placement, as low as possible impairment of the field of view of the surgeon and an attachment of the support arm on a standard rail of the Opera tion tisch be possible.

Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klemmvor richtung zur reibschlüssigen eines translatorisch und/oder rotato risch beweglichen Gliedes gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein auf einen Abschnitt des Glieds in Reaktion auf ein zu geführtes elektrisches Stellsignal reibschlüssig einwirkender, elek trostriktiver, insbesondere piezoelektrischer Aktuator so vorgese hen ist, daß er direkt in seiner Ausdehnungsrichtung oder indirekt über Kraftrichtungsumlenkmittel auf den genannten Abschnitt einwirkt. The above object is inventively achieved by a Klemmvor direction for frictional a translatory and / or Rotato driven movable member, which is characterized in that a of a portion of the member in response to a to-run electric control signal frictionally acting Electr trostriktiver, in particular piezoelectric actuator is that it acts directly in its extending direction or indirectly via Kraftrichtungsumlenkmittel on said portion so hen vorgese. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Klemmvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 14 angegeben. Advantageous developments of this clamping device are specified in claims 2 to 14th

Beispielsweise ermöglicht die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung eine maximale Haltekraft in beliebiger Position je nach Anwen dung und Ausführungsart wenigstens zwischen 5 und 50 N, der durch die Arretierung bedingte räumliche Versatz ist kleiner als 2 mm, und die Arretierung ist in maximal 100 ms und ein Lösen in 100 bis 500 ms möglich. For example, the clamping device of the invention allows for a maximum holding force in any position dung depending on user and version of at least between 5 and 50 N, by the lock-related spatial offset is less than 2 mm, and the lock is in a maximum of 100 ms and a dissolving in 100 to 500 ms are possible.

Ein Armsegment für ein Haltearmsystem, insbesondere zum Hal ten chirurgischer Instrumente, das eine solche Klemmvorrichtung verwendet, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsart als Kugel gelenk ausgebildet (Ansprüche 15 bis 17). An arm segment on a holding arm, in particular for Hal th surgical instruments employing such a clamping device, according to a preferred embodiment as a ball joint formed (claims 15 to 17). Ferner kann ein solches Armsegment in einer weiteren Ausführungsart als eine Kombina tion eines Kugelgelenks mit einem Drehgelenk ausgebildet sein (Ansprüche 18 bis 23). Further, such arm segment in a further embodiment can be used as a combina tion of a ball joint with a rotary joint be formed (claims 18 to 23).

Für die Durch- oder Zuleitung der Signalleitungen durch das Armsegment können Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 24 bis 17 vorgesehen sein. For the transit or lead of the signal lines through the arm segment embodiments may be provided 24 to 17 as claimed. Eine besondere Ausführungsform eines Kugelgelenks gemäß Anspruch 28 hat den Vorteil, daß es eine einfache Verdrehsicherung enthält. A particular embodiment of a ball joint according to claim 28 has the advantage that it contains a simple rotation. Eine kostengünstige und ein fache Ausführung eines aktiv arretierbaren/lösbaren Kugelgelen kes ist durch die Merkmale der Ansprüche 29 bis 33 gekennzeich net. A cost and a multiple execution of an actively lockable / releasable Ball Joint kes is net gekennzeich by the features of claims 29 to 33rd Schließlich ist ein eines oder mehrere solche erfindungsgemä ßen Armsegmente verwendendes Haltearmsystem, insbesondere zum Halten chirurgischer Instrumente am Operationstisch, im An spruch 34 angegeben. Finally, one or more of such is inventive SEN arm segments-use holding arm, in particular for holding surgical instruments to the operating table, indicated at An entitlement 34th

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description, in the drawings shown embodiments. Es zeigen Show it

Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines mehrere Armsegmente gemäß der Erfindung enthaltenden Haltearmsystems; Figure 1 shows schematically an embodiment of a multiple arm segments according to the invention containing Haltearmsystems.

Fig. 2a bis g Ausführungsformen piezoelektrischer Aktuatoren; FIG. 2a to g embodiments of piezoelectric actuators;

Fig. 3a und 3b Vorspannvorrichtungen für piezoelektrische Aktua toren; FIGS. 3a and 3b biasing devices for piezoelectric Aktua factors;

Fig. 4a und b jeweils eine Variante einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Armsegments, das ein Kugel gelenk mit einer piezoelektrischen Klemmvorrichtung hat; FIG. 4a and b each a variant of a first embodiment according to the invention of an arm segment, which has a ball joint with a piezoelectric clamping apparatus;

Fig. 5a und b jeweils im Längsschnitt und im Aufriß eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform des Armsegments, das ein Kugelgelenk mit piezoelektrischer Klemmvor richtung hat; Figs. 5a and b, respectively in longitudinal section and in elevation of a second embodiment according to the invention of the arm segment, which has a ball joint with piezoelectric Klemmvor direction;

Fig. 6 schematisch und teilweise geschnitten eine erfindungs gemäße Ausführungsform eines Armsegments in Form eines Kugelgelenks, das mit einer vorgespannten pie zoelektrischen Klemmvorrichtung ausgestattet ist; 6 schematically and partially in section a fiction, modern embodiment of an arm segment in the form of a ball joint, which is equipped with a prestressed pie zoelektrischen clamping device.

Fig. 7a und b eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vor richtung zur reibschlüssigen Arretierung einer rotie renden Welle im Längsschnitt und Querschnitt; Fig. 7a and b show an embodiment of the present invention a pre direction for frictionally arresting a Rotie leaders shaft in longitudinal section and cross section;

Fig. 8a und b schematisch eine erfindungsgemäße Ausführungsart einer Klemmvorrichtung für eine linear bewegte Stan ge jeweils im Längs- und im Querschnitt; 8a and b diagrammatically an embodiment of the invention a clamping device for a linear moving Stan ge in each case in longitudinal and in cross-section.

Fig. 9 bis 17 jeweils verschiedene weitere Ausführungsarten von Klemmvorrichtungen zum reibschlüssigen Arretieren eines Kugelgelenks; Fig. 9 to 17 respectively different further embodiments of clamps for frictionally locking a ball joint;

Fig. 18 ein Haltearmsystem gemäß der Erfindung, dessen Armsegmente mit einer sterilen Umhüllung umhüllt sind; FIG. 18 is a holding arm according to the invention, the arm segments are covered with a sterile enclosure;

Fig. 19 bis 22 jeweils verschiedene Ausführungsformen einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung eines Halte armsystems an einer OP-Tischschiene; Fig. 19 to 22 respectively different embodiments of a fastening device for fastening a holding arm system on an operating table rail; und and

Fig. 23 eine Anwendung der Erfindung bei einer neurochir urgischen Armstütze. Fig. 23 is an application of the invention at a Neurochir urgischen armrest.

In Fig. 1 ist schematisch und perspektivisch eine Gesamtansicht eines pauschal mit A bezeichneten Haltearmsystems gemäß der Erfindung gezeigt. In Fig. 1 is an overall view of a flat rate Haltearmsystems designated A according to the invention is shown schematically and in perspective. Das Haltearmsystem A ist als Ganzes mittels einer OP-Tischbefestigung a an einer Tischschiene eines Opera tionstisches befestigt. The holding arm A is fixed as a whole by means of an operating table to a table mounting a rail of a Opera tion table. Die OP-Tischbefestigung a wird weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben. The operating table mounting a will be described below in greater detail.

Ein mit der OP-Tischbefestigung a direkt an der Tischschiene des Operationstisches befestigtes Stativ b weist an seinem proximalen Ende eine Anschlußbuchse zur Aufnahme eines handelsüblichen Steckers e mit Schnellkupplungsfunktion auf. A directly attached to the operating table to the table mounting a rail of the operating table tripod b has a socket for receiving a commercially available plug e with quick coupling function at its proximal end. Über diesen Stecker e werden alle elektrischen Leitungen für Versorgungsspannungen und Fühl- und Befehlssignale an das System angeschlossen. This connector e all electrical lines for supply voltages and sensing and command signals are connected to the system. Das Stativ b weist im dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich ein distales Ende auf. The tripod b has in the embodiment shown on only a distal end.

Dieses Ende hat eine Schnittstelle zur Ankopplung eines ersten Armsegments c1 mit einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung, das z. This end has an interface for coupling a first arm segment c1 with an inventive clamping device, z. B. als Kugelgelenk ausgeführt sein kann. B. can be designed as a ball joint. An das erste Armsegment c1 können sich wie dargestellt weitere Armsegmente c2, c3 anschließen, wobei die Armsegmente c2, c3 im dargestellten Beispiel ebenfalls mit erfindungsgemäßen Klemmvorrichtungen versehen sind und die Form eines Kugelgelenks haben. To the first arm segment c1 c2 more arm segments may be as shown, connect c3, wherein the arm segments c2, c3 are also provided in the illustrated example with clamping devices according to the invention and have the shape of a ball joint. Das Seg ment c4 bildet einen Handgriff, der Bedienelemente zur Wahl des Schaltzustands der piezoelektrischen Aktuatoren der Klemmele mente aufweisen kann. The Seg ment c4 forms a handle, the control elements for selecting the switching state of the piezoelectric actuators of the Klemmele elements may have. Am distalen Ende des Handgriffs kann eine Schnellkupplung vorgesehen sein zur Ankopplung eines End effektors d oder einer Endeffektorführung. At the distal end of the handle a quick coupling can be provided for coupling an end effector or a d Endeffektorführung. Der Endeffektor kann z. The end effector may be,. B. ein medizinisches Instrument, ein Endoskop, ein Wundhaken, eine Halteschiene für Gliedmaßen, eine Stütze oder Sonde sein. For example, be a medical instrument, an endoscope, a retractor, a holding rail for limbs, a support or the probe.

Fig. 1 zeigt ferner einen Fußschalter f sowie ein Steuergerät g, welches eine Spannungsüberwachung, Betriebszustandsanzeigeele mente, eine sogenannte Ischämiewarnung sowie eine Schnittstelle zum Anschluß des Fußschalters aufweisen kann. Fig. 1 further shows a foot f and a controller g, which elements a voltage monitoring, Betriebszustandsanzeigeele, a so-called Ischämiewarnung as well as an interface for connecting the foot switch may have.

Piezoelektrizität ist als Spezialfall der Elektrostriktion anzusehen. Piezoelectricity is to be regarded as a special case of electrostriction. Beim sogenannten inversen Piezoeffekt bewirkt eine angelegte Spannung eine Verformung des Piezoelementes. The so-called inverse piezoelectric effect an applied voltage causes a deformation of the piezoelectric element. Die maximal mögliche Ausdehnung des Elementes ist abhängig von der Kera miksorte, der ursprünglichen Länge und der Steifigkeit des piezo elektrischen Wandlers, der angelegten elektrischen Feldstärke und der einwirkenden Kraft. The maximum possible extension of the element is dependent on the miksorte Kera, the original length and the rigidity of the piezoelectric transducer, the applied electric field intensity and the applied force.

In unbelastetem Fall liegt die relative Längenausdehnung einer Piezokeramik bei maximalen Feldstärken von 1-2 kV/mm je nach Material und Herstellungsverfahren bei 0,1 bis 0,17%. In the unloaded case, the relative linear expansion of a piezoelectric ceramic is at maximum field strength of 1-2 kV / mm depending on the material and production method is from 0.1 to 0.17%. Die für die Anwendung in den Armsegmenten interessanten piezoelektrischen Aktuatoren sind translatorische Aktuatoren und haben relative Stellwege, die in den obigen Bereich von 0,1 bis 0,17% fallen. The interest for use in the arm segments piezoelectric actuators are translational actuators and have relative adjustment paths that fall within the above range of 0.1 to 0.17%. Abhängig von der für eine maximale Kraft bzw. Ausdehnung notwendigen Ansteuerspannung unterscheidet man zwischen Hoch spannungsaktuatoren, Niederspannungsaktuatoren und Mehrschichtaktuatoren. Depending on the need for maximum power or driving voltage expansion we distinguish between high voltage actuators, low voltage multi-layer actuators and actuators. Letztere benötigen die geringste Ansteuer spannung von 5 bis 150 V. Ferner ist zwischen Stapelaktuatoren, die aus dünnen Keramikschichten mit Zwischenelektroden aufge baut sind, und monolithischen Aktuatoren zu unterscheiden. The latter need the lowest driving voltage of 5 to 150 V. Furthermore, between stack actuators that builds up from thin ceramic layers between electrodes, and distinguish monolithic actuators. Die Niedervolt- und insbesondere Mehrschichtaktuatoren werden aus dünneren Keramikschichten aufgebaut. The low voltage and in particular multilayer actuators are constructed of thinner ceramic layers. Sie haben bei gleicher Höhe und Querschnittsfläche eine im Vergleich zum Hochspan nungsaktuator mit abnehmender Schichtdicke quadratisch anwach sende Kapazität. They have the same height and cross-sectional area of ​​a nungsaktuator with decreasing layer thickness square anwach send compared to the high tensioning capacity. Monolithische Aktuatoren in den benötigten Dimensionen befinden sich zur Zeit verstärkt in der Entwicklung und Erprobung. Monolithic actuators in the required dimensions are being stepped up in the development and testing.

Die maximal zulässige statische Belastung eines als Translator gestalteten piezoelektrischen Stapelaktuators liegt bei 90% des Maximalhubes, bei einem Stapel von 35 mm Durchmesser bei ca. 30 bis 35 kN. The maximum static load of a Translator designed as piezoelectric Stapelaktuators is 90% of the maximum stroke, wherein a stack of 35 mm diameter at about 30 to 35 kN. Während die zulässige Belastung annähernd propor tional zum Querschnitt ist, ist der Maximalhub bei der maximalen Feldstärke annähernd proportional zur Länge. While the maximum permissible load is approximately propor tional to the cross section, the maximum stroke is approximately proportional to the length at the maximum field strength.

Für die Anwendung in einem Armsegment eines Haltearmsystems erfolgt die Ausdehnung des piezoelektrischen Aktuators gegen eine wegeabhängige Last. the expansion of the piezoelectric actuator against a way dependent load is for use in an arm segment of a Haltearmsystems. Die maximal erreichbaren Verstellwege und -kräfte sind sehr stark von einer Optimierung der Steifigkeit und der konstruktiven Gestaltung der Gelenk- und Aktuatorlage rung bzw. Einspannung abhängig. The maximum possible adjustment paths and forces are very much on optimizing the stiffness and the structural design of the joint and Aktuatorlage tion or clamping dependent.

Fig. 2a bis g zeigen gängige und prinzipiell bei der vorliegen den Erfindung verwendbare Ausführungsformen von Hochvolt- und Niedervoltaktuatoren. FIGS. 2a to g show continuous and in principle with the present invention, the suitable embodiments of high-voltage and low-voltage actuators. Die Bauformen sind in ihren Längen und Querschnitten variabel. The designs are variable in their lengths and cross sections. Alle bei der Erfindung eingesetzten piezo elektrischen Aktuatoren sind durchgängig mit der Ziffer 1 be zeichnet. All of the piezoelectric actuators used in the invention are consistently characterized by the numeral 1 be. Bei Stapelaktuatoren 1 sind die Elektroden der einzel nen Piezokeramikscheiben seitlich über Lötstege 3 kontaktiert, an denen dann auch die Kabelanschlüsse 2 der bipolaren Spannungs versorgung angelötet sind. In stack actuators 1, the electrodes of the single NEN piezoceramic discs are contacted laterally soldering lands 3, in which the cable connectors 2 of the bipolar voltage supply are then soldered. Zur Vergrößerung der Kriechstrecken können an beiden Stirnseiten der Aktuatoren zusätzliche, nicht aktive, keramische Isolationsendplatten 9 aufgeklebt sein. To increase the creepage additional non-active ceramic insulating end plates can be glued 9 at both ends of the actuators. Im Ersatzbild der Fig. 2e und in allen Anwendungen der piezoelek trischen Aktuatoren ist ferner durch einen Doppelpfeil die Haupt ausdehungsrichtung des piezoelektrischen Aktuators dargestellt. 2e. In the equivalent diagram of Figure and in all applications of the piezoelek trical actuators is further characterized by a double arrow, the main ausdehungsrichtung shown of the piezoelectric actuator.

Ein Nachteil der Piezokeramikstapel ist die relativ große Emp findlichkeit gegenüber Zug- und Scherbeanspruchungen. A disadvantage of piezo ceramics is the relatively large Emp sensitivity against tensile and shear stresses. Die aus diesem Grunde günstige mechanische Druck-Vorspannung von typischerweise 10 bis 20% der maximalen Druckbelastbarkeit hat außerdem den physikalisch bedingten Effekt einer Erhöhung der maximalen Dehnung um bis zu 20% aufgrund der Zunahme des Piezomoduls. The favorable for this reason mechanical compressive bias of typically 10 to 20% of the maximum load pressure also has the physically induced effect of increasing the maximum elongation by up to 20% due to the increase of the piezoelectric module. Zur Vermeidung von Torsions- und Biegebelastun gen können in Fig. 2f dargestellte Endstücke 4 zum Beispiel unmittelbar mit dem piezoelektrischen Aktuator 1 oder mittelbar über ein als Festkörpergelenk aus gebildetes Biegeelement 5 ( Fig. 2) verbunden sein. For example, be connected to avoid torsion and Biegebelastun gene can shown in Fig. 2f end pieces 4 directly with the piezoelectric actuator 1 or indirectly via an as solid joint formed from bending element 5 (Fig. 2).

Die Fig. 3a und b zeigen Federelemente 7 zur Realisierung einer mechanischen Vorspannung, die eine Druckkraft auf den Körper des piezoelektrischen Aktuators 1 ausüben. FIGS. 3a and b show spring elements 7 for realizing a mechanical bias which exert a compressive force on the body of the piezoelectric actuator 1. Der Aktuator wird zwischen zwei mit dem Federelement 7 form- oder stoff schlüssig verbundenen Endplatten 6 , 6 ′ mit ca. 10-20% seiner Nennkraft vorgespannt. The actuator is positively or between two with the spring element 7 cohesively connected to end plates 6, 6 'with about 10-20% of its nominal force biased. Wichtig ist hierbei, daß die Federsteifig keit so abgestimmt ist, daß die Federkraft bei einer zusätzlichen Auslenkung um den Betrag des Maximalhubs des Aktuators nicht wesentlich ansteigt. It is important here that the Federsteifig ness is tuned so that the spring force does not substantially increase with an additional deflection by the amount of the maximum stroke of the actuator. Eine Einstellschraube 8 kann dazu verwendet werden, die Vorspannkraft des Federelements 7 einzustellen. An adjustment screw 8 can be used to adjust the biasing force of the spring element. 7 Das Federelement 7 kann zur Abdichtung und mechanischen Dämpfung des Aktuators zusätzlich z. The spring element 7 can in addition to the sealing and mechanical damping of the actuator for example. B. mit Silikonkautschuk oder einem anderen flexiblen, isolierenden Abdichtungsmittel gefüllt werden. B. be filled with silicone rubber or other flexible, insulating sealing means. Die in Fig. 3 gezeigten Beispiele für derartige Vorspannvorrich tungen können je nach konstruktiver Gestaltung der Klemmvor richtungen bzw. der Armsegmente verwendet werden. The examples shown in Fig. 3 for such Vorspannvorrich obligations may directions of the arm segments, or are used depending on the structural design of the Klemmvor. Sie sind dort entbehrlich, wo eine mechanische Vorspannung in anderer Weise gewährleistet ist. They are there dispensable where a mechanical prestress is ensured in some other way.

Wie weiter unten im Zusammenhang mit der Ansteuerung der Aktuatoren noch im einzelnen ausgeführt wird, kann die Piezoke ramik mit bis zu 20% ihrer negativen Nennspannung (z. B. -20 V bei + 100 V Nennspannung U n ) beaufschlagt werden, ohne dabei die piezoelektrischen Eigenschaften zu verlieren. As in connection with the activation of the actuators is still running in detail below, the Piezoke can Ramik with up to 20% of their negative rated voltage (eg., -20 V 100 V rated voltage U n at +) are applied without the losing piezoelectric properties. Hierdurch ver kürzt sich der Aktuator in seiner durch den Doppelpfeil ( Fig. 2e) dargestellten Hauptausdehnungsrichtung. In this way, ver the actuator main extension direction shown in its shortened by the double arrow (2e Fig.). Dabei darf er jedoch keinen mechanischen Zugspannungen ausgesetzt werden. however, he may be subjected to mechanical tensile stresses. Dieser Effekt kann in begrenztem Maße zur Verbesserung des Wirkungs grades ausgenutzt werden. This effect can be exploited to a limited extent to improve the response degree.

Im folgenden wird abhängig von der zugeführten Stellspannung U s zwischen folgenden Zuständen unterschieden: In the following, s distinguished depending on the supplied control voltage U between the following states:

Für die im folgenden beschriebenen Klemmvorrichtungen bzw. Armsegmente gilt prinzipiell, daß die Vorrichtungen in Maß, Form und Proportionen von den in der Zeichnung dargestellten Aus führungen abweichen können. applies in principle to those described in the following clamping devices or arm segments that the devices in size, form and proportions guides may differ from those shown in the drawing. Es wird nur das grundsätzliche Wirkungsprinzip erläutert. It only explains the basic operating principle. Dabei sind zum Teil Details überhöht dargestellt. Here are shown accentuated partly details.

Die Fig. 4a und b zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausfüh rungsform eines Armsegments mit einem Klemmelement zur reib schlüssigen Arretierung eines Kugelgelenks. FIGS. 4a and b show a first exporting invention approximate shape of an arm segment having a clamping element for frictionally locking catch of a ball joint. Zwei Elemente eines Haltearmsystems sind über Verbindungsstücke 12 , 12 ′ mit dem Kugelgelenk verbunden. Two elements of a Haltearmsystems' are connected by connecting pieces 12, 12 with the ball joint. Die Kugel 11 des Kugelgelenks ist zwi schen einer hülsenförmigen Überwurfmutter 13 mit konischem Sitz und einer Anpreßplatte 14 , die der Platte 4 gemäß Fig. 2f ent sprechen kann, gelagert. The ball 11 of the ball joint is Zvi rule a sleeve-shaped nut 13 with a conical seat and a pressure plate 14, which may speak of the plate 4 according to Fig. 2f ent stored. Bevorzugt hat die Anpreßplatte zusam men mit der Kugel 11 einen flächigen, dh nicht mehr punktför migen, radialen Kraftschluß. Preferably, the pressure plate has men together with the ball 11 no longer-shaped punktför a flat, ie, the radial force fit.

Die Anpreßplatte 14 ist durch einen Sicherungsstift 17 gegenüber dem topf- bzw. hülsenförmigen Aktuatorcontainer 16 (Container hülse) gegen Verdrehen gesichert. The pressure plate 14 is (container sleeve) through a lock pin 17 against the pot-shaped or sleeve-shaped Aktuatorcontainer 16 secured against rotation. Der Aktuator 1 ist in der Con tainerhülse 16 mit im wesentlichen geschlossenem Boden aufge nommen. The actuator 1 is in the Con tainerhülse 16 having a substantially closed bottom be taken. Wenn eine elektrische Spannung geeigneter Polarität an die Kabelanschlüsse 2 gelegt wird, dehnt sich der Aktuator 1 aus und drückt die Kugel 11 über die Anpreßplatte 14 gegen den konischen Kugelsitz, der an der Überwurfmutter 13 ausgebildet ist. When an electric voltage of appropriate polarity is applied to the wire terminals 2, the actuator 1 expands and forces the ball 11 through the pressure plate 14 against the conical ball seat which is formed on the nut. 13 Dabei kommt es in Abhängigkeit von der elektrischen Feld stärke, der Steifigkeit der im Kraftschluß befindlichen Struktur, der mechanischen Vorspannung des Aktuators 1 sowie des Kugel sitzes, der Gesamtlänge des piezoelektrischen Aktuators 1 sowie des insgesamt frei zu überbrückenden Spiels zu einer Erhöhung der zwischen der Anpreßplatte 14 , der Kugel 11 und ihrem Kugel sitz wirksamen Reibkräfte und damit des vom Kugelgelenk über tragbaren Reibmomentes. It is a function of the electric field strength, the stiffness of the structure located in the frictional connection, the mechanical bias of the actuator 1 and the ball seat, the overall length of the piezoelectric actuator 1 and the total free to be bridged game in an increase of between the pressure plate 14, the ball 11 and its ball seat effective frictional forces and therefore of the ball joint from the transmitted friction torque.

Während in Fig. 4a Spiel und Vorspannung mittels der den Kugelsitz aufweisenden Überwurfmutter 13 , die mit Werkzeug aufnahmebohrungen 10 versehen ist, variabel eingestellt und durch eine Gegenmutter 15 gesichert werden können, müssen das Spiel und die Vorspannung bei der in Fig. 4b dargestellten Ausfüh rungsform durch die Stellung der Überwurfmutter 13 relativ zur Containerhülse 16 exakt eingestellt werden und sind nicht varia bel. During is provided in Fig. 4a play and preload by means of having the ball seat nut 13, the receiving bores with a tool 10 can be variably adjusted and secured by a lock nut 15, the game and the bias on in Fig. 4b shown exporting must approximate shape be adjusted exactly relative to the container 13 the sleeve 16 by the position of the union nut and are not varia bel. Das Anzugsmoment sollte in beiden Fällen ein Vielfaches des zulässigen Haltemoments des Kugelgelenks sein. The tightening torque should be a multiple of the permissible holding torque of the ball joint in both cases. Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen, wie Verkleben und Verschweißen der Überwurfmutter 13 am Aktuatorcontainer 16 , sind möglich. Additional security measures such as gluing and welding the nut 13 on the Aktuatorcontainer 16, are possible. Der Aktuator kann auch durch Einbringen von Kunststoffisolations masse 18 , wie Silikonkautschuk, elektrisch zusätzlich isoliert und mechanisch gedämpft werden. The actuator may be electrically isolated by additionally introducing plastic insulation material 18, such as silicone rubber and mechanically damped.

Die Fig. 5a und b zeigen im Längsschnitt und im Aufriß ein in Form eines Kugelgelenks in Kombination mit einem Drehgelenk ausgebildetes Armsegment mit einer erfindungsgemäßen Klemm vorrichtung. FIGS. 5a and b show in longitudinal section and in elevation of a hole formed in the form of a ball joint in combination with a swivel arm segment with an inventive clamping device. Zwei Elemente eines Haltearmsystems sind über Verbindungsstücke 12 , 12 ′ mit dem Kugel-Drehgelenk verbunden. Two elements of a Haltearmsystems' are connected by connecting pieces 12, 12 with the ball-pivot. Die Kugel 11 des Kugelgelenks ist zwischen einer hülsenförmigen Überwurfmutter 13 mit konischem Sitz und einer Anpreßplatte 14 in gleicher Art wie das Kugelgelenk gemäß Fig. 4a, dh mit flächiger, nicht mehr punktförmiger radialer Krafteinleitung gela gert. The ball 11 of the ball joint is arranged between a sleeve-shaped nut 13 with a conical seat and a pressure plate 14 in the same manner as the ball joint according to Fig. 4a, that is, with flat, not point-shaped radial force introduction gela device. Die Anpreßplatte 14 ist durch einen Sicherungsstift 17 ge genüber der Containerhülse 16 , die den piezoelektrischen Aktua tor 1 enthält, gegen Verdrehen gesichert. The pressure plate 14 is comprises by a retaining pin 17 ge genüber the container sleeve 16, the gate of the piezoelectric Aktua 1, secured against rotation.

Zusätzlich zu der in Fig. 4a dargestellten Ausführung weist die Vorrichtung ein Drehgelenk und im allgemeinen zwei um 180° versetzte Seitenkerben 21 in der Überwurfmutter 13 auf. In addition to the embodiment shown in Fig. 4a embodiment, the apparatus comprises a pivot and two generally offset by 180 ° side notches 21 in the coupling nut 13. Die Seitenkerben 21 sind derart gestaltet, daß das obere Verbindungs stück 12 leichtgängig in die in Fig. 5b gestrichelt gezeichnete Lage in einer Seitenkerbe 21 gebracht werden kann. Can be the side notches 21 are designed such that the upper connection piece 12 smoothly drawn in phantom in Fig. 5b located in a notch 21 made. Hierdurch hat dann das Kugelgelenk mit dem in die Seitenkerbe 21 eingeleg ten oberen Verbindungsstück 12 eine Bewegungsfreiheit von bis zu beispielsweise 130° von der die Längsrichtung der Klemmvorrich tung angebenden Mittelachse. In this way, then has the ball joint to the side in the notch 21 eingeleg th upper connecting portion 12, a movement of up to for example 130 ° from the longitudinal direction of the Klemmvorrich tung indicating central axis.

Wenn das obere Verbindungsstück 12 in eine der Seitenkerben 21 eingelegt ist, kann durch die zusätzliche Drehachse des Drehge lenks das obere Verbindungsstück 12 mit der Kugel 11 zusammen mit der den Kugelsitz beinhaltenden Überwurfmutter 13 , der Gegenmutter 15 und einer Gewindehülse 20 gegenüber der den Aktuator 1 enthaltenden Containerhülse 16 verdreht werden. When the upper connector is inserted into one of the side notches 21 12, by the additional axis of rotation of Drehge Lenk the upper connector 12 with the ball 11, together with the containing the ball seat nut 13, the lock nut 15 and a threaded sleeve 20 with respect to the actuator 1 container containing sleeve are rotated sixteenth Hier durch ergibt sich zwischen dem oberen Verbindungsstück 12 und dem unteren Verbindungsstück 12 ′ des Gelenkes ein fast kugel förmiger Bewegungsraum, der, wenn eines der Verbindungsstücke 12 , 12 ′ um z. Herein by arises between the upper connector 12 and lower connector 12 'of the joint, an almost spherical movement space, which, if one of the connectors 12, 12' to z. B. 45° abgewinkelt ist (in Fig. 5 nicht gezeigt), tatsächlich fast 360° in alle Richtungen erreichen kann. B. 45 ° angle (not shown in Fig. 5), can actually achieve in all directions almost 360 °. Wenn Kabel über das Gelenk hinweg geführt werden müssen, kann zweckmäßigerweise eine Begrenzung der Drehung um die Dreh achse erfolgen. If cables must be routed across the joint, to limit the rotation about the axis of rotation may conveniently be done. Hierfür sind in der Überwurfmutter 13 ein radial nach innen ragender Verdrehsicherungsstift 19 a und ein mit die sem zusammenwirkender Stift 19 b in der Containerhülse 16 vor gesehen, die die Drehung z. These are in the union nut 13, a radially inwardly projecting anti-rotation pin 19 a and b with the sem seen a cooperating pin 19 in the container sleeve 16 in front of which the rotation z. B. auf 355° begrenzen können. As can be limited to 355 °.

Bei Anlegen einer elektrischen Spannung geeigneter Polarität an die Kabelanschlüsse 2 dehnt sich der Piezo 1 in der Container hülse 16 aus und drückt über die Anpreßplatte 14 gegen die Kugel 11 des Kugelgelenks und diese gegen den Sitz in der Überwurf mutter 13 . When applying an electric voltage of appropriate polarity is applied to the cable connectors 2, the piezo 1 expands in the container sleeve 16 and presses on the pressure plate 14 against the ball 11 of the ball joint, and this against the seat in the union nut. 13 Die Überwurfmutter 13 drückt den oberen Rand der Gewindehülse 20 gegen einen an der Containerhülse 16 ausgebil deten Außenkragen. The nut 13 presses the upper edge of the threaded sleeve 20 against a ausgebil Deten on the container sleeve 16, outer collar. Abhängig von der zugeführten Spannung bzw. der Feldstärke, der Steifigkeit der im Kraftfluß befindlichen Struktur und der mechanischen Vorspannung des Aktuators, des Kugelsitzes, der Drehachse, der Gesamtlänge des Aktuators sowie des insgesamt frei zu überbrückenden Spiels kommt es zu einer Erhöhung der zwischen Kugel und Kugelsitz einerseits und zwi schen Gewindehülse 20 und Containerhülse 16 andererseits wirk samen Reibkräfte und damit des vom Kugel- und Drehgelenk übertragbaren Momentes. Depending it comes from the applied voltage or field strength, the stiffness of the structure located in the power flow and the mechanical bias of the actuator, the ball seat, the axis of rotation, the overall length of the actuator as well as the total release to be bridged game in an increase of between ball and ball seat on the one hand and Zvi rule threaded sleeve 20 and container sleeve 16 on the other hand more seed frictional forces and thus the transmittable from the ball and swivel torque.

Spiel und Vorspannung sind durch die Überwurfmutter 13 variabel einstellbar, und durch die Gegenmutter 15 läßt sich die Gewinde hülse 20 gegenüber der Überwurfmutter 13 sichern. Game and bias voltage can be variably adjusted by the nut 13 and by the counter-nut 15, the threaded sleeve can secure 20 relative to the nut. 13 Selbstver ständlich sind auch von der in Fig. 5a und b dargestellten Aus führungsform abweichende Lösungen einer Verdrehsicherung, z. Selbstver are course also from the position shown in Fig. 5a and b imple mentation form different solutions of an anti-rotation device, such. B. durch Verschweißen oder Verkleben der Teile 13 und 20 möglich. For example, by welding or gluing of the parts 13 and possible 20th Der im Inneren der Containerhülse 16 befindliche piezoelektrische Aktuator 1 kann durch Einbringen von Kunststoffisolationsmasse 18 elektrisch zusätzlich isoliert und mechanisch gedämpft werden. The located in the interior of the container sleeve 16, piezoelectric actuator 1 may additionally be electrically insulated by the introduction of plastic insulation material 18 and mechanically attenuated.

Auf diese generelle Möglichkeit der elektrischen Isolation und Dämpfung des Aktuators 1 sowie der Montagehilfen 10 wird im nachfolgenden nicht mehr im einzelnen eingegangen. In this general possibility of electrical isolation and damping of the actuator 1 and the mounting aids 10 no longer will be discussed in detail in the following.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines als Kugelgelenk ausgeführten erfindungsgemäßen Armsegments mit piezoelektri schem Aktuator zur reibschlüssigen Verklemmung des Kugelge lenks. Fig. 6 shows another embodiment of a process executed as a ball joint arm segment according to the invention with schem piezoelectric actuator for frictional clamping of the Kugelge Lenk. Hierbei wird beispielhaft die Verwendung eines Feder elements 7 ( Fig. 3b) zur mechanischen Vorspannung des Aktua tors 1 gezeigt. Here, the use of a spring element 7 (Fig. 3b), for mechanical biasing of the Aktua gate 1 is shown by way of example. Anders als in Fig. 4 sitzt dieser nicht in einer separaten Containerhülse, da er von dem Federelement 7 selbst mechanisch versteift wird. Unlike in Fig. 4 this is not sitting in a separate container sleeve, because it is stiffened itself mechanically by the spring member 7. Das Federelement 7 ist durch einen Sicherungsstift 17 gegen Verdrehung relativ zu der einen Innen raum für den Aktuator 1 mit dem Federelement 7 und die Kugel 11 des Kugelgelenks bildenden Überwurfmutter 13 gesichert. The spring element 7 is secured by a securing pin 17 forming against rotation relative to the one inner chamber for the actuator 1 with the spring member 7 and the ball 11 of the ball joint nut. 13

Die Überwurfmutter 13 mit dem Kugelsitz ist mit einer Abschluß schraube 22 , die den Boden des Innenraums bildet, verschraubt. The cap nut 13 with the ball seat is provided with a cap screw 22 which constitutes the bottom of the interior space, screwed. Diese Abschlußschraube 22 kann einstückig mit dem unteren Verbindungsstück 12 ′ ausgebildet sein. This cap screw 22 may be integrally formed with the lower connecting piece 12 '. Die Verschraubung der Überwurfmutter 13 mit der Abschlußschraube 22 ist mit einer Schweißnaht 23 gesichert. The screwing of the nut 13 with the cap screw 22 is secured with a weld 23rd Bei Anlegen einer Spannung an die Anschlußleitungen 2 kommt es zu einer Ausdehnung des Aktuators 1 gegen die Vorspannungskraft des Federelements 7 . When applying a voltage to the connection lines 2 there is an expansion of the actuator 1 against the biasing force of the spring element. 7 Hierdurch wird die Kugel 11 in den Kugelsitz und der Aktuator 1 mit dem Federelement 7 gegen den Boden der Abschlußschraube 22 ge preßt. Thereby, the ball 11 is pressed ge 22 in the ball seat and the actuator 1 with the spring member 7 against the bottom of the cap screw. Somit kommt es wiederum zu einer Reibkrafterhöhung zwi schen der Kugel 11 und der Andruckplatte 6 des Federelements 7 einerseits sowie zwischen der Kugel 11 und dem Sitz andererseits, der in der Überwurfmutter 13 ausgebildet ist. Thus, there is again a Reibkrafterhöhung Zvi the ball's 11 and the pressure plate 6 of the spring member 7, and between the ball 11 and the seat on the other hand, formed in the cap nut. 13 Die weiteren Teile und Funktionen des Armsegments gemäß Fig. 6 entsprechen der Ausführungsform gemäß Fig. 4, tragen dieselben Bezugszahlen und werden nicht weiter erläutert. The other parts and functions of the arm segment of Fig. 6 correspond to the embodiment according to Fig. 4, the same reference numerals and will not be further explained.

In den Fig. 7a und b ist im Längs- und Querschnitt ein Ausschnitt einer Klemmvorrichtung zur reibschlüssigen Arretie rung einer rotierenden Welle 24 dargestellt. In FIGS. 7a and b in the longitudinal and cross-section a detail of a clamping device for frictionally Arretie is tion of a rotating shaft 24 is shown. Diese Ausführung kann an einem Armsegment entweder separat oder zusammen beispielsweise mit einem Kugelgelenk ausgebildet sein. This embodiment can for example be formed on an arm segment, either separately or together with a ball joint. Die Welle 24 ist von einer den Aktuator 1 enthaltenden Containerhülse 16 umschlossen. The shaft 24 is surrounded by a containing the actuator 1 container sleeve sixteenth Wichtig ist, daß zwischen der Lagerbuchse der Nabe 25 für die Welle 24 und der Containerhülse 16 ein enger Sitz oder ein Schiebesitz eingestellt wird. That a close fit or a sliding seat is adjusted between the bearing bush of the hub 25 for the shaft 24 and the container sleeve 16 is important. Hierdurch kann gewährleistet werden, daß der piezoelektrische Aktuator nicht verkantet wird und im arretierten Zustand kein merkliches Spiel auftritt. It can hereby be ensured that the piezoelectric actuator is not tilted, and no appreciable play occurs in the locked state. Das Prinzip ist primär für langsam drehende Wellen geeignet. The principle is primarily suitable for slowly rotating shafts.

Die Arretiervorrichtung besteht aus der Containerhülse 16 , dem Aktuator 1 , der Anpreßplatte 14 und der Abschlußverschraubung 22 und ist schwimmend gelagert. The locking device consists of a container sleeve 16, the actuator 1, the pressure plate 14 and the Abschlußverschraubung 22 and is floatingly supported. Bei einer Ausdehnung des Aktua tors 1 durch Anlegen einer Spannung an die Anschlußleitungen 2 wird die Welle 24 über die Anpreßplatte 14 gegen die Abschluß verschraubung 22 und in den an der Containerhülse 16 ausgebilde ten Sitz gedrückt, und hierdurch wird die Reibkraft zum einen zwischen der Welle 24 und der Containerhülse 16 sowie zum anderen zwischen der Welle 24 und der Anpreßplatte 14 erhöht. In an extension of the Aktua tors 1 by applying a voltage to the leads 2, the shaft 24 is transmitted via the pressure plate 14 screwed against the end 22 and pressed into the having formed on the container sleeve 16 th seat, and thereby the frictional force is on the one hand between the shaft 24 and the container sleeve 16 and on the other between the shaft 24 and the pressure plate 14 increases. Durch die Abstützung der Containerhülse gegenüber der Lager buchse 25 wird die Drehung der Welle 24 relativ zur Lagerbuchse 25 gehemmt. By the support of the container sleeve relative to the bearing bush 25, the rotation of the shaft 24 is inhibited relative to the bearing bush 25th Die mechanische Vorspannung bzw. das Spiel kann an der im Detail nicht gezeigten Abschlußverschraubung 22 einge stellt werden. The mechanical prestress or the game can be situated at the not shown in detail Abschlußverschraubung 22 inserted.

Die Klemmvorrichtung gemäß den Fig. 8a und b dient zur reibschlüssigen Arretierung einer linear geführten Stange bzw. eines Schiebers mittels piezoelektrischer Aktuatoren 1 und 1 ′. The clamping device according to Figs. 8a and b serves for frictional locking of a linearly guided rod or a slider by means of piezoelectric actuators 1 and 1 '. Die beiden Aktuatoren sind gegenüberliegend der in Querrichtung hin und her beweglichen Stange 26 angeordnet. The two actuators are arranged opposite to the reciprocating transverse rod 26th Diese Anordnung bietet eine zusätzliche Sicherheit bei Ausfall eines der Aktuatoren 1 bzw. 1 ′. This arrangement provides additional security in case one of the actuators 1 and 1 '. Die Klemmvorrichtung besteht aus den Aktuatoren 1 , 1 ′, den Andruckplatten 14 , der Containerhülse 16 und der Abschlußverschraubung 22 und ist in einer Aussparung eines Schiebelagers 27 mit engem Laufsitz bzw. Schiebesitz, dh ohne merkliches Spiel, schwimmend gelagert. The clamping device consists of the actuators 1, 1 ', the pressure plates 14, the container tube 16 and the Abschlußverschraubung 22 and is supported 27 with close running fit or a sliding fit, that is without noticeable play floating in a recess of a sliding bearing. Bei Ausdehnung der Aktua toren 1 , 1 ′ werden die Anpreßplatten 14 gegen die Stange 16 gepreßt. In extension of the Aktua factors 1, 1 ', the pressure plates 14 are pressed against the rod sixteenth Die Erhöhung der Reibkräfte zwischen den Anpreßplat ten 14 und der Stange 26 führt aufgrund der spielfreien Lagerung der Anpreßplatten 14 und der Containerhülse 16 gegenüber der Schiebelagerung 27 zu einer Hemmung bzw. Arretierung der Schiebestange 26 relativ zum Schiebelager 27 . The increase in the frictional forces between the Anpreßplat th 14 and the rod 26 carries due to the backlash-free mounting of the pressure plates 14 and the container sleeve 16 relative to the sliding support 27 to an inhibition or arrest of the push rod 26 relative to the slide bearing 27th

Die Fig. 9a und b zeigen in einem Teillängsschnitt und einer Querschnittdarstellung einen Ausschnitt eines mit einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung versehenen Kugellagers, das einen zentralen Kabeldurchlaß für einen Kabelbaum 36 und eine Verdrehsicherung aufweist. FIGS. 9a and b show a partial longitudinal section and a cross-sectional view of a detail of a clamping device according to the invention provided with a ball bearing, which has a central cable passage for a harness 36 and a rotation. Eine Kugel 28 , die eine zentrale Boh rung mit konischem Auslauf hat (ersichtlich im Längsschnitt ge mäß Fig. 10) oder als Hohlkugel gestaltet ist, ist mit einem in die Bohrung eingepaßten oder einstückig mit der Kugel 28 ver bundenen Verbindungsrohr 30 (analog zum Verbindungsstück 12 , hier jedoch als Rohr für den Kabeldurchlaß ausgestaltet) versehen und weist eine in einer durch die Achse von Kugel 28 und Ver bindungsrohr 30 (Kugelgelenkhauptachse) definierten Ebene um laufende Nut 29 auf. A ball 28, which tion a central Boh with a conical outlet has (in longitudinal section accelerator as Fig. 10 shown) or is designed as a hollow ball, is (with a fitted in the bore or in one piece ver with the ball 28-bound connection tube 30 similar to the connector 12, but here designed as a tube for the cable aperture) provided and has a (in a connecting tube through the axis of ball 28 and ball joint 30 Ver major axis) plane defined by groove 29 running on. Die Kugel 28 des Kugelgelenks ist drehbar und axial nicht verschiebbar in einem Kugelsitz gelagert, der durch zwei geteilte Lagerschalenhälften 31 gebildet wird. The ball 28 of the ball joint is not rotatable and axially movable in a ball seat, which is formed by two-part bearing shell halves 31st Die Lagerschalen 31 sind auf einem Träger 35 montiert. The bearing cups 31 are mounted on a support 35th Um den Äquator und koaxial zur Achse des Kugelsitzes ist ein Verdrehsi cherungsring 32 angeordnet und axial in einer Nut im Kugelsitz 31 geführt. Around the equator and coaxial with the axis of the ball seat is a Verdrehsi cherungsring 32 is arranged and axially guided in a groove in the ball seat 31st Die radiale Lagerung erfolgt dagegen nicht im Kugelsitz 31 , sondern am Umfang der Kugel 28 . The radial support on the other hand does not take place in the ball seat 31, but the periphery of the ball 28th

Der Verdrehsicherungsring 32 weist zwei radiale, um 180° ver setzte Mitnehmerstifte 37 auf, deren gemeinsame Achse durch das Zentrum der im Kugelsitz 31 gelagerten Kugel 28 verläuft. The Lock ring 32 has two radial to 180 ° ver set driving pins 37, the common axis passing through the center of the ball 28 mounted in the ball seat 31st Hier durch wird die Drehung des Verdrehsicherungsrings 32 um die koaxiale Achse des Kugelsitzes an die entsprechende Drehung der Kugel um diese Achse bzw. um die Kugelgelenkhauptachse gekop pelt. Here, by the rotation of the pelt is Lock Ring 32 gekop to the coaxial axis of the ball seat to the corresponding rotation of the ball about said axis and around the ball joint main axis. Die Drehung des Kugelgelenkes um die beiden zur Kugelge lenkhauptachse senkrechten Achsen ist konstruktionsbedingt ua durch die Lagerschalen 31 begrenzt. The rotation of the ball joint to the two steering major axis to Kugelge perpendicular axes is limited by design, inter alia, by the bearing shells 31st Die Drehung um die Kugel gelenkhauptachse wird dagegen durch einen im Verdrehsicherungs ring 32 vorgesehenen Sicherungsstift 33 in Kombination mit einem in der Lagerschale 31 angeordneten Anschlagstift 34 z. The rotation about the ball joint is the major axis on the other hand by a ring against twisting in 32 safety pin 33 in combination with a cylinder disposed in the bearing shell 31 stop pin 34 z. B. auf 355° begrenzt. B. limited to 355 °. Bei gleichem Verdrehsicherungsprinzip kann insbesonde re die Ausführung der Lagerschalen 31 und des Trägers 35 variie ren, wie in den folgenden Fig. 10 und 11 gezeigt ist, und ebenfalls kann die Weiterführung des Kabelraums 36 durch das Armsegment bzw. das Kugelgelenk variieren. With the same Verdrehsicherungsprinzip the execution of the bearings 31 and the support may insbesonde re 35 variie reindeer, as shown in the following FIGS. 10 and 11, and also the continuation of the cable space 36 through the arm segment and the ball joint may vary.

Fig. 10 zeigt im teilweisen Längsschnitt eine Klemmvorrichtung zur reibschlüssigen Arretierung eines ein Armsegment bildenden Kugelgelenks mit zentraler Kabelführung. Fig. 10 shows in partial longitudinal section of a clamping device for frictionally locking a one arm segment forming ball joint with a central cable guide. Zwei Elemente z. Two elements z. B. eines Haltearmsystems sind über Verbindungsrohre 30 mit dem Kugelgelenk verbunden. B. a Haltearmsystems are connected via connecting pipes 30 with the ball joint. Die Kugel 28 des Kugelgelenkes ist zwi schen einer hülsenförmigen Überwurfmutter 13 mit an ihrer In nenseite ausgebildetem, konischem Kugelsitz und einem Andruck becher 38 mit ebenfalls konischem Sitz gelagert. The ball 28 of the ball joint is Zvi rule a sleeve-shaped nut 13 having mounted on its inner side in trained, conical ball seat and a contact pressure cup 38, also with a conical seat. Der Andruckbe cher 38 ist durch einen Sicherungsstift 17 gegenüber der Contai nerhülse 16 , die den Aktuator 1 enthält, gegen Verdrehen gesi chert. The Andruckbe cher 38 is nerhülse by a locking pin 17 opposite the Contai 16 containing the actuator 1, against rotation gesi chert.

Das Wirkprinzip der Arretierung beruht auf dem nichtaxialen Angreifen der Druckkraft der Andruckplatte 14 bzw. 4 der in den Fig. 4a und b gezeigten Vorrichtung. The active principle of locking is based on the non-axial engagement of the pressure force of the pressure plate 14 or 4 of the device shown in Figs. 4a and b. Anstelle der Andruck platte 14 tritt hier jedoch der Andruckbecher 38 , der die Durch führung des Kabelbaums 36 durch das Kugelgelenkzentrum er möglicht und Stauraum 40 für den Überschuß des Kabelbaums 36 bietet, der für die Drehung des Gelenks um die Längsachse benö tigt wird. Instead of the contact pressure plate 14, however, the Andruckbecher 38, which it provides the implementing of the wire harness 36 through the ball joint center enables and storage space 40 for the surplus of the wiring harness 36 which is Untitled Benö for the rotation of the joint about the longitudinal axis occurs here. Die Verdrehsicherung 28 der Kugel erfolgt mit einem Sicherungsring 32 in der anhand der Fig. 9a und b beschriebe nen Weise. The anti-rotation 28 of the ball takes place with a retaining ring 32 in the NEN reference to FIGS. 9a and b-described manner. Abweichend hiervon erfolgt hier aber die axiale Füh rung des Sicherungsrings 32 in einer zwischen der Überwurfmutter 13 und einer Justierschraube 39 ausgebildeten Nut (radiale Füh rung am Kugelumfang). Notwithstanding the above, the axial Füh takes place here but tion of the securing ring 32 in a recess formed between the nut 13 and an adjusting screw 39 the groove (radial Introductio on the ball circumference). Der Anschlagstift 34 der Verdrehsicherung sitzt in einer radialen Bohrung in der Überwurfmutter 13 . The stopper pin 34 of the anti-rotation device is located in a radial bore in the cap nut. 13 Die Nut zur axialen Lagerung des Sicherungsrings 32 ist durch den axialen Zwischenraum zwischen der Überwurfmutter 13 und der Justier schraube 39 definiert, wird mit Spiel eingestellt und danach z. The groove for the axial mounting of the locking ring 32 is defined by the axial space between the nut 13 and the alignment screw 39 defined, is set with play, and thereafter z. B. durch Klebstoff gesichert. B. secured by adhesive.

Die Vorspannung und das Spiel des Kugellagers werden, wie bereits zuvor beschrieben, durch die Position der Überwurfmutter 13 relativ zur Containerhülse 16 eingestellt und mittels der Ge genmutter 15 gesichert. The bias and the play of the ball bearing are as described above, adjusted by the position of the nut 13 relative to the sleeve 16 and container 15 genmutter secured by means of Ge. Eine Dämpfung und Isolierung des piezo elektrischen Aktuators 1 in der Containerhülse 16 kann, wie auch schon erwähnt, mit flexiblem Kunststoff 18 durchgeführt werden. A damping and insulation of the piezoelectric actuator 1 in the container sleeve 16, as already mentioned, be performed with a flexible plastics 18th

Die Ausführungsform eines als kombiniertes Kugel/Drehgelenk ausgeführten Armsegments mit einer erfindungsgemäßen Vorrich tung zur reibschlüssigen Arretierung und integrierter Kabelführung ist in Fig. 11 dargestellt. The embodiment of a program executed as a combined ball / swivel arm segment with an inventive Vorrich tung for frictional locking with integrated cable duct is shown in Fig. 11. Das Wirkprinzip des Gelenkmechanis mus sowie der Arretierung entsprechen weitgehend der in den Fig. 5a und b beschriebenen Vorrichtung. The operating principle of the mechanism and the locking Gelenkmechanis largely correspond to the device described in FIGS. 5a and b. Zwei Glieder oder Elemente eines Haltearmsystems sind über Verbindungsrohre 30 mit dem Gesamtgelenk verbunden. Two members or elements of a Haltearmsystems are connected via connecting pipes 30 with the overall joint. Die Kugel 28 des Kugelgelenks ist zwischen einer topfförmigen, seitlich mit Schlitzen versehenen Überwurfmutter 13 mit flächigem, nahezu punktförmigem Sitz und einer mit konischem Sitz ausgebildeten Anpreßplatte 31 gelagert. The ball 28 of the ball joint is mounted between a cup-shaped, laterally slotted nut 13 over a wide area, almost point-like seat and a pressure plate 31 formed with a conical seat. Wichtig ist, daß die Auflagepunkte der Kugel 28 zu den drei Kugelachsen jeweils ausreichend große resultierende Hebelarme aufweisen. It is important that the contact points of the ball 28 to the three ball axles have respective sufficiently large resulting lever arms.

Die Anpreßplatte 41 des Aktuators 1 ist durch einen Sicherungs stift 33 gegenüber der Containerhülse 16 gegen Verdrehen gesi chert. The pressure plate 41 of the actuator 1 is pin through a fuse 33 in relation to the container sleeve 16 against rotation gesi chert. Gleichermaßen ist die mit dem konischen Sitz versehene Anpreßplatte 31 durch einen in der Überwurfmutter 13 sitzenden Sicherungsstift 33 gegen Verdrehen gesichert. Similarly, the pressure plate is provided with the conical seat 31 is secured by a fitting in of the cap nut 13 securing pin 33 against rotation. Der Kabeldurchlaß liegt an einer Seite des Piezos. The cable aperture is located on one side of the piezo. Die axiale Lagerung des die Ver drehung der Kugel begrenzenden Sicherungsrings 32 geschieht in einer in die Überwurfmutter eingefrästen Nut und auf der anderen Seite in der im konischen Kugelsitz der Anpreßplatte 31 vorgese henen Nut. The axial bearing of the rotation of the ball limiting Ver locking ring 32 takes place in a milled in the nut groove and on the other side in the vorgese in the conical ball seat of the pressure plate 31 Henen groove. Auch hier ist besonders wichtig, daß der Sicherungs ring 32 den Boden der Nut auch bei Arretierung des Gelenks nicht berührt. Here, too, is particularly important that the backup ring 32 does not contact the bottom of the groove even if locking of the joint. Dies geschieht durch die radiale Führung des Ver drehsicherungsrings 32 am Kugelumfang. This is done by the radial guidance of the Ver rotating locking ring 32 on the ball circumference.

Anders als bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführung weist die Vorrichtung zusätzlich ein Drehgelenk, welches durch die auf der Außenseite der Containerhülse 16 drehbare Gewindehülse 20 gebildet ist, und eine axial geschlossene, aber zu einer Seite geöffnete Überwurfmutter 13 auf. Unlike the embodiment shown in Fig. 10 embodiment, the device additionally a rotating joint which is formed by the rotatable on the outside of the container sleeve 16, threaded sleeve 20, and one axially closed but open to one side of the union nut 13. Diese seitliche Öffnung ist derart gestaltet, daß das Verbindungsrohr 30 bei nicht arretiertem Gelenk leichtgängig in dieser Öffnung bewegt werden kann. This lateral opening is designed such that the connecting tube 30 can be moved smoothly in said opening for non-arrested joint. Hier aus ergibt sich zwischen den beiden Verbindungsrohren 30 des Gelenks ein fast kugelförmiger Bewegungsraum, der durch eine Abwinkelung der Verbindungsstücke zum Beispiel um 45° tatsäch lich 360° in allen Richtungen erreichen kann. Here, there is between the two connecting pipes 30 of the joint an almost spherical movement space that can be achieved by a bend of the connecting pieces, for example by 45 ° tatsäch Lich 360 ° in all directions. Da der Kabelbaum 36 durch das Gelenk geführt werden soll, wird eine Begrenzung der Drehung um die Drehachse in der gezeigten Form bewirkt. Since the wire harness is to be guided by the hinge 36, to limit the rotation about the axis of rotation in the form shown, is effected. Hierfür wird in der Überwurfmutter 13 ein radial nach innen stehender Sicherungsstift 19 a sowie ein in der axialen Stirnfläche der Containerhülse sitzender Stift 19 b als Anschlag für den Stift 19 a vorgesehen. For this purpose, in the cap nut 13, a radially inwardly stationary locking pin 19 a and a seated in the axial end surface of the container sleeve pin 19 b provided as a stop for the pin 19 a. Dadurch kann die Drehung auf z. Thereby, the rotation z. B. 355° begrenzt werden. B. be limited to 355 °.

Beim Anlegen einer elektrischen Spannung geeigneter Polarität an die Kabelanschlüsse des Aktuators 1 wird die Kugel 28 über die Anpreßplatten 41 und 31 gegen den Boden der Überwurfmutter 13 gepreßt. When applying an electric voltage of appropriate polarity is applied to the cable connections of the actuator 1, the ball 28 is pressed via the pressure plates 41 and 31 against the bottom of the union nut. 13 Die Überwurfmutter 13 drückt den oberen Rand der Gewindehülse 20 dabei gegen den Kragen der Containerhülse 16 . The nut 13 presses the upper edge of the threaded sleeve 20 thereby against the collar of the container sleeve sixteenth Hierbei kommt es in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstär ke, der Steifigkeit der im Kraftfluß befindlichen Struktur und der mechanischen Vorspannung des Aktuators, des Kugelsitzes, der Drehachse, der Gesamtlänge des Piezos sowie des insgesamt zu überbrückenden freien Spiels zu einer Erhöhung der zwischen Kugel und Kugelsitz einerseits und Gewindehülse 20 und Contai nerhülse 16 andererseits wirksamen Reibkräfte und damit des vom Kugel- und Drehgelenk übertragbaren Momentes. Here, there is a function of the electrical Feldstär ke, the rigidity of the structure and located in the power flow of the mechanical bias of the actuator, the ball seat, the axis of rotation, the overall length of the piezo as well as of the total to be bridged free play in an increase in between the ball and seat one hand, and threaded sleeve 20 and 16 on the other hand Contai nerhülse effective frictional forces and thus the transmittable from the ball and swivel torque. Spiel und Vor spannung sind durch die Überwurfmutter 13 variabel einstellbar. Game and on voltage is adjustable by the nut. 13 Die Überwurfmutter wird relativ zur Gewindehülse 20 durch die Gegenmutter 15 gegen Verdrehung gesichert. The union nut is secured relative to the threaded sleeve 20 by the lock nut 15 against rotation. Der Aktuator 1 und auch ein Teil des Kabelstauraums 40 für den Kabelbaum 36 kön nen durch Einbringen von Kunststoffisolationsmasse 18 isoliert und gedämpft werden. The actuator 1 and a part of the cord storage space 40 for the wire harness 36 Kgs NEN be isolated and attenuated by the introduction of insulating plastic mass 18th

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsart eines ein Armseg ment bildenden Kugelgelenks mit einer als piezoelektrischer Aktuator ausgeführten Festkörperklemmvorrichtung zur reibschlüs sigen Arretierung des Kugelgelenks ist in den Fig. 12a und b dargestellt. A further embodiment according to the invention a a Armseg ment forming a ball joint with a designed as a piezoelectric actuator solids clamping device for reibschlüs sigen locking of the ball joint illustrated 12a and b in FIGS.. In ähnlicher Weise sind auch Festkörperklemmvor richtungen zur Arretierung translatorischer Freiheitsgrade oder Achsen und Wellen realisierbar. Similarly, Festkörperklemmvor are devices for locking the translational degrees of freedom or axes and shafts realized. Zwei Elemente z. Two elements z. B. eines Halte armsystems sind durch Verbindungsrohre 30 mit dem Kugelgelenk verbunden. B. a holding arm system are connected by connecting pipes 30 with the ball joint. Die Kugel 28 des Kugelgelenks ist zwischen Klemm backen eines Klemmkörpers 42 mit einem Festkörpergelenk im mittleren Teil gelagert und im unverklemmten Zustand frei dreh bar. The ball 28 of the ball joint is between jaws of a clamp body 42 having a solid joint in the middle part and stored in the non-clamped state freely rotating bar. Die Auflagepunkte (unten ein Punkt; oben vier um räumlich ca. 30 bis 45° versetzte punktartige Flächen) sollen so angeordnet sein, daß ein möglichst großer Hebelarm der angreifenden Reib kräfte zu den drei Raumachsen besteht ( Fig. 12b). The support points (below a point, above four spatially about 30 to 45 ° offset dot-like areas) should be arranged so that the largest possible lever arm of the friction forces acting on the three spatial axes consists (Figure 12b.).

Die zur Verklemmung und Festlegung des Festkörpergelenks notwendigen beiden Seitenkörper, die um 180° versetzt am Um fang des Klemmkörpers 42 angeordnet sind, können auf der Seite der Kugel 28 optional so breit ausgeführt werden, daß das Ver bindungsstück bzw. das Verbindungsrohr 30 in diese Seitenkerbe bewegt werden kann. The necessary for clamping and fixing the solid-body joint two side bodies offset by 180 ° on the order catch of the clamping member 42 are arranged, can be performed as wide optional 28 on the side of the ball, that the Ver junction piece and the connecting pipe 30 into this notch can be moved. Der Querschnitt des Klemmkörpers 42 kann hierbei vom Kreisquerschnitt abweichen, um ausreichend große Stirnflächen für den Aktuator 1 zu bieten. The cross-section of the clamp body 42 may in this case differ from the circular cross section to provide sufficient faces for the actuator first

In Fig. 12 ist der Aktuator unter Verwendung eines Biegeelement endstücks 5 gemäß Fig. 2 in Querlage eingebaut. In Fig. 12, the actuator using a flexure end portion 5 according to Fig. Fitted in the transverse layer 2. Die angedeu teten Vorspannschrauben 50 spannen die Fuge zwischen dem Biege elementendstück 5 und dem Klemmkörper 42 des Festkörperge lenks vor und fixieren den gegebenenfalls an das Biegeelement endstück 5 geklebten Aktuator 1 in seiner Lage. The angedeu ended biasing coil 50 span the gap between the bending elementendstück 5 and the clamping member 42 of the Festkörperge Lenk before and fix the tail, where appropriate, to the bending element 5 bonded actuator 1 in its position. Eine Fuge 21 ′, die sich vom mittleren Verbindungssteg des Klemmkörpers 42 zunächst in axialer Richtung und dann nach unten erstreckt, stellt den Spielraum sicher, der für die Verbiegung des Festkörperge lenks und damit für die Klemmwirkung des Klemmkörpers 42 nötig ist. A joint 21 ', the first of then extends from the central connecting web of the clamp body 42 in the axial direction and downwardly, ensures the game space for the bending of the Festkörperge Lenk's, and thus for the clamping action of the clamp body 42 needed.

Durch Anlegen einer elektrischen Spannung geeigneter Polarität an die Kabelanschlüsse 2 dehnt sich der Aktuator 1 aus und drückt die Arme des Klemmkörpers 42 auf Seiten des Aktuators 1 auseinander. By applying an electric voltage of appropriate polarity is applied to the cable connectors 2, the actuator 1 expands and forces the arms of the clamp body 42 on the side of the actuator 1 apart. Hierdurch werden die kugelseitigen Klemmbacken des Klemmkörpers 42 zusammengedrückt. Thereby, the ball-side clamping jaws of the clamp body 42 are pressed together. Somit wird die Kugel von beiden Seiten eingeklemmt. Thus, the ball is clamped from both sides.

Abhängig von der elektrischen Feldstärke und den anderen schon erwähnten Parametern kommt es zu einer Erhöhung der zwischen Kugel und Kugelsitz wirksamen Reibkräfte und damit des vom Kugelgelenk übertragbaren Momentes. Depending it comes from the electric field strength and the other parameters already mentioned in an increase of the effective between the ball and seat friction forces and therefore the transferable from the ball joint torque. Vorspannung und Spiel der Vorrichtungen des Kugelsitzes und des Aktuators) können über ein entsprechendes kugel- bzw. aktuatorseitiges Unter- oder Über maß sowie durch eine Einstellschraube 44 eingestellt werden und mit bekannten Mitteln gesichert werden. Bias and play of the devices of the ball seat and the actuator) can be measured over a corresponding spherical or aktuatorseitiges under- or over and be adjusted by an adjusting screw 44 and secured by known means. Diese Ausführungsform eines aktiv arretierbaren Kugelgelenks mit Festkörpergelenkme chanismus erlaubt gegenüber den bisher beschriebenen Varianten einer Klemmvorrichtung eine Wegeübersetzung b:a gemäß den Hebelarmlängen a, b und unter bestimmten Voraussetzungen eine Verbesserung des Wirkungsgrads des Aktuators 1 . This embodiment of an actively lockable ball joint mechanism allows Festkörpergelenkme over the previously described variants of a clamping device a routing translation b: a in accordance with the lever arm lengths a, b and under certain conditions an improvement in the efficiency of the actuator. 1 Dadurch können kürzere und preis günstigere Aktuatoren mit hoher zulässiger Nennlast eingesetzt werden. Allowing shorter and less expensive actuators can be used with high nominal load. Hierbei ist von Bedeutung, daß die Biegesteifigkeit des mittleren Biegestegs des Klemmkörpers 42 möglichst klein ist, seine Zugsteifigkeit in Querrichtung sowie die Biegesteifigkeit der Klemmbacken des Klemmkörpers und der Zweige auf Seiten des Aktuators jedoch möglichst groß sind. Here, it is important that the flexural rigidity of the central bending web of the clamp body 42 is as small as possible, its tensile stiffness in the transverse direction as well as the bending stiffness of the jaws of the clamp body and of the branches on the side of the actuator but are as large as possible.

Die Fig. 13a und b stellen eine weitere Ausführungsform eines als Kugelgelenk ausgeführten Haltearmsegments mit passiver Klemmwirkung und einem aktiven Lösungsmechanismus gemäß der Erfindung dar. Die passive Arretierung des Kugelgelenks erfolgt durch Federdruck und die aktive Lösung der Arretierung mit Hilfe eines piezoelektrischen Aktuators. Figs. 13a and b illustrate another embodiment of a Haltearmsegments designed as a ball joint with passive clamping effect and an active release mechanism according to the invention. The passive locking of the ball joint is effected by spring pressure and the active release of the locking by means of a piezoelectric actuator. Ein Federpaket 43 klemmt gleich wie in Fig. 12 über ein Festkörpergelenk des Klemmkör pers 42 die Kugel 28 des Kugelgelenks. A spring assembly 43 clamps the same as in Fig. 12 by a solid-body joint of the Klemmkör pers 42, the ball 28 of the ball joint. Die Klemmkraft ist über eine Schraube 45 einstellbar, welche am Federpaket 43 angreift. The clamping force is adjustable by a screw 45 which engages the spring assembly 43rd Die Kugel 28 ist nach dem bereits beschriebenen Prinzip über einen Verdrehsicherungsring 32 gegenüber Verdrehung gesichert. The ball 28 is secured to the principle already described a Lock ring 32 against rotation. Dies ist erforderlich, wenn ein Kabelbaum 36 durch das Innere des Kugelgelenks bzw. des Armsegments geführt wird. This is necessary when a wire harness is passed through the inside of the ball joint or of the arm segment 36th

Fig. 13a und die Detailansicht Fig. 13b zeigen auch mögliche Ausführungsvarianten für eine axiale Lagerung des Verdrehsiche rungsrings 32 über eine geteilte Kugelgegenlagerschale 48 . FIG. 13a and the detailed view of Fig. 13b show possible variants for axial mounting of the rings Verdrehsiche approximately 32 via a split ball thrust bearing cup 48. Diese Lagerschale 48 kann durch eine Spannpaßschraube 47 im Kugel sitz eingespannt und fixiert werden. This bearing shell 48 can be clamped by a seat 47 in the ball Spannpaßschraube and fixed. Eine andere Möglichkeit wäre hier eventuell wiederum eine stoffschlüssige Verbindung 23 von Lagerschale 47 und Klemmkörper 42 . Another possibility here may turn a cohesive connection 23 of the bearing shell 47 and clamping bodies 42nd Es ist zu beachten, daß bei Verwendung einer Verdrehsicherung die Seitenbeweglichkeit des Kugelgelenks eingeschränkt ist. It should be noted that, when using an anti-rotation, the lateral mobility of the ball joint is limited. Das Verbindungsstück 30 darf nicht bis in die Seitenkerbe 21 bewegt werden, da sonst der Ver drehsicherungsring 32 beschädigt werden kann. The connector 30 may not be moved until the notch 21, otherwise the United rotating lock ring 32 may be damaged.

Der piezoelektrische Aktuator 1 wird bevorzugt quer eingebaut, wie es in Fig. 13a dargestellt ist. The piezoelectric actuator 1 is preferably mounted transversely, as shown in Fig. 13a. Zur Vermeidung von Biege spannungen im Aktuator 1 kann erfindungsgemäß ein eventuell auf den Aktuator 1 aufgeklebtes Wipp-Keilendstück 46 mit einer Fugenvorspannschraube 50 vorgesehen werden. In order to avoid bending stresses in the actuator 1, a possibly glued to the actuator 1 can be Keilendstück rocker joints with a biasing screw 50 46 is provided according to the invention. Der Aktuator 1 wird durch eine Einstellschraube 44 so eingestellt, daß er unab hängig von einer gegebenenfalls vorgesehenen mechanischen Vorspannung im Gelenkzustand "Arretiert" entsprechend dem Schaltzustand "-1" mechanisch annähernd keine Kraft auf den Klemmkörper ausübt. The actuator 1 is adjusted by an adjusting screw 44 so as to inde pendent mechanically approximately exerts accordingly from an optionally provided mechanical preload in the joint state "Locks" the switching state of "-1" no force on the clamp body. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung geeigneter Polarität für den "Gelenkzustand gelöst" entsprechend dem Schaltzustand 1 oder 2 (siehe oben) dehnt sich der Aktuator 1 aus. By applying an electric voltage of appropriate polarity for the "joint state dissolved" in accordance with the switching state 1 or 2 (see above), the actuator 1 expands. Hierbei drückt er die kugelseitigen Klemmbacken des Klemmkörpers 42 gegen die Rückstellkraft des Federpakets 43 und des Festkörpergelenks auseinander und entlastet hierbei den Kugelsitz. Here it presses apart the ball side jaws of the clamp body 42 against the restoring force of the spring assembly 43 and the solid-body joint, and this relieves the ball seat. Somit kommt es in Abhängigkeit von der durch die angelegte Spannung erzeugten elektrischen Feldstärke, der Steifig keit, der im Kraftfluß befindlichen Struktur und der mechanischen Vorspannung des Piezos, der Gesamtlänge desselben sowie des insgesamt zu überbrückenden freien Spiels zu einer Erniedrigung der zwischen Kugel und Kugelsitz wirksamen Reibkraft und damit zur Verringerung des vom Kugelgelenk übertragbaren Moments, also zum Lösen der Klemmvorrichtung. Thus, there is a function of the generated by the voltage applied electric field strength, the effective of Steifig ness, the structure located in the power flow and the mechanical biasing of the piezos of the same overall length and the total to be bridged free play in a lowering between the ball and seat frictional force and thereby reducing the transmissible torque of the ball joint, so to release the clamping device. Das Federpaket sollte möglichst einen geringen Anstieg der Rückstellkraft bei Ausdeh nung des piezoelektrischen Aktuators aufweisen. The spring package should preferably contain as little increase in restoring force with Ausdeh voltage of the piezoelectric actuator.

Die in Fig. 14 dargestellte Ausführungsform eines Kugelgelenks beruht prinzipiell auf dem gleichen Wirkprinzip mit passiver Arretierung. The embodiment of a ball joint shown in Fig. 14 is based in principle on the same principle of operation with a passive locking. Die Klemmkraft wird über eine Einstellschraube 49 eingestellt. The clamping force is adjusted by an adjusting screw 49th Zum Lösen des Kugelgelenks muß sich der Aktuator 1 gegen die elastische Rückstellkraft des Klemmkörpers 42 in klusive Einstellschraube 49 ausdehnen. To release the ball joint, the actuator 1 has to extend in klusive adjusting screw 49 against the elastic restoring force of the clamping body 42nd Statt mit einer Tellerfeder 43 ( Fig. 13) ist in Fig. 14 der Aktuator 1 mit einer Spiralfeder gemäß Fig. 3 vorgespannt. Instead of a plate spring 43 (Fig. 13) is biased in FIG. 14 of the actuator 1 with a spiral spring according to FIG. 3. Die detaillierte Ausbildung des Ku gelsitzes ist in dieser Fig. 14 nicht näher dargestellt und kann in jeder der bislang anhand der Fig. 12 und 13 beschriebenen Weisen ausgeführt sein. The detailed design of the Ku gelsitzes is not shown in more detail in this Fig. 14, and may be carried out in any of the ways described previously with reference to FIGS. 12 and 13.

Auch die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform eines Kugelge lenks beruht prinzipiell auf dem gleichen Wirkprinzip mit passiver Arretierung und aktiver Entlastung bzw. Entarretierung durch einen piezoelektrischen Aktuator 1 . Also, the embodiment of a Kugelge Lenk shown in Fig. 15 is based in principle on the same principle of operation with a passive lock and an active discharge or unlocking by a piezoelectric actuator 1. Die Klemmkraft wird nicht über eine Einstellschraube eingestellt, sondern über ein definier tes Untermaß des Kugelsitzes gegenüber der Kugel 28 . The clamping force is adjusted not on an adjusting screw, but via a DEFINE tes undersize of the ball seat towards the ball 28th Das zur passiven Klemmung der Kugel erforderliche Untermaß kann auf verschiedene Weisen erzeugt werden, wobei die Montierbarkeit von Kugel 28 und Aktuator 1 sowie bei zentraler Kabelführung eventuell auch noch eine Verdrehsicherung zu berücksichtigen sind. The required for passive clamping of the ball undersize can be produced in various ways, wherein the assembling of ball 28 and actuator 1 as well as in central cable guide may be also be taken into account, a security against rotation. Das Untermaß kann durch The undersize, by

  • a) eine entsprechende Bearbeitung des Kugelsitzes im Klemmkörper, a) a corresponding machining of the ball seat in the clamping body,
  • b) durch eine entsprechende Bearbeitung der Flächen in der Teilungsebene bei optimaler Teilung des Klemmkörpers 42 , b) through a corresponding machining of the surfaces in the division plane at the optimum division of the clamp body 42
  • c) durch eine definierte, plastische Verformung des Klemm körpers, c) defined by a plastic deformation of the clamp body,
  • d) durch eine Ausführung des unteren vorzugsweise annä hernd kugelförmigen Kugelsitzes entsprechend bzw. ähnlich Fig. 17 (selbsthemmender Justierkeil 57 ) oder d) by an execution of the bottom preferably Annae hernd spherical ball seat corresponding to or similar to Fig. 17 (a self-locking adjusting wedge 57) or
  • e) durch eine Ausführung des oberen, vorderen Kugelsitzes entsprechend bzw. ähnlich Fig. 13 (geteilte Lagerschalen mit Spannpaßschrauben 47 ) erreicht werden. be achieved e) through an embodiment of the upper, front ball seat corresponding to or similar to Fig. 13 (divided bearing shells with Spannpaßschrauben 47).

Unter der Voraussetzung, daß die Kugel 28 unter elastischer Verformung des Klemmkörpers 42 eingesetzt werden kann, wird die in Fig. 15 gezeigte ungeteilte Ausführungsform des Klemm körpers bevorzugt. Under the condition that the ball 28 can be inserted with resilient deformation of the clamp body 42, the undivided embodiment of the clamp shown in Fig. 15 is preferably body. Der in Fig. 15 nicht detailliert ausgeführte Kugelsitz kann dann entsprechend der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform gestaltet werden. The ball seat is not performed in detail in Fig. 15 can then be designed accordingly in Fig. 12 shown embodiment.

Ist das Einsetzen der Kugel unter rein elastischer Verformung des Klemmkörpers 42 nicht möglich, kann eine Teilungsebene (gestri chelt) vorgesehen werden. If the insertion of the ball from a purely elastic deformation of the clamp body 42 is not possible, a division plane can (gestri smiles) may be provided. Der Klemmkörper 42 wird dann durch Paßmittel 52 , wie z. The terminal body 42 is then determined by fitting means 52, such. B. Paßstifte oder Paßschrauben, justiert und durch Schrauben 51 formschlüssig oder sonst stoffschlüssig nach Einlegen der Kugel 28 zusammengefügt. B. dowel pins or dowel screws, adjusted and joined together by screws 51 a form-fitting or otherwise cohesively after inserting the ball 28th

Wird der Kugelsitz entsprechend den Ausführungsformen gemäß Fig. 13 oder 17 gestaltet, ist eine Teilung des Klemmkörpers 42 zum Einsetzen der Kugel ebenfalls nicht erforderlich. If the ball seat designed in accordance with the embodiments of FIG. 13 or 17, a pitch of the clamp body 42 for insertion of the ball is also not required. Ist die Kugel 28 mit der entsprechenden Nennklemmkraft eingeklemmt, wird der Aktuator 1 mit Wippendstück 46 eingelegt und bei mini mal vorgesehener Länge des piezoelektrischen Aktuators, wenn dieser im Schaltzustand "-1" ist, mittels der Einstellschraube 44 auf Anschlag, dh kräftefrei bzw. 0-5% seiner Nennlast eingestellt. If the ball pinched 28 of the rated clamping force, the actuator 1 is inserted with Wippendstück 46 and in mini times the intended length of the piezoelectric actuator when it is in the switching state of "-1", by means of the adjusting screw 44 to stop, that is free of force and 0 -5% of its rated load adjusted. Die an der Kugel 28 wirksame Klemmkraft soll hierbei nicht unter die Nennklemmkraft sinken. The effective against the ball 28 clamping force should not fall below the nominal clamping force here.

Zum Lösen des Kugelgelenks muß sich der piezoelektrische Ak tuator 1 gegen die elastische Rückstellkraft des Klemmkörpers 42 ausdehnen (Schaltzustand "1" entspricht "Gelenk gelöst"). To release the ball joint, the piezoelectric Ak must tuator 1 against the elastic restoring force of the clamp body 42 to expand (switching state "1" corresponding to "joint dissolved").

Fig. 16 zeigt ebenfalls eine Ausführungsform zur passiven Klem mung eines Kugelgelenks. Fig. 16 also shows an embodiment for passive Klem mung of a ball joint. Die Nennklemmkraft zur reibschlüssigen Arretierung der Kugel 28 wird hierbei wiederum durch die Rück stellkräfte des elastisch verformten Klemmkörpers aufgrund eines entsprechenden Untermaßes des Kugelsitzes erreicht (Erzeugung des Untermaßes so). The nominal clamping force for the frictional locking of the ball 28 is in this case again by the return of the elastically deformed clamp body restoring forces due to a corresponding undersize of the ball seat reached (generation of undersize so). Insbesondere bei gewünschten kreisförmigen und kleinen Querschnitten ist der in den Fig. 12 bis 15 gezeig te Quereinbau des piezoelektrischen Aktuators unter bestimmten Voraussetzungen nicht mehr möglich. In particular, in the desired circular and small cross-sections of the gezeig te in FIGS. 12 to 15 transverse mounting of the piezoelectric actuator is no longer possible under certain conditions. Fig. 16 zeigt eine bevor zugte Ausführungsform für einen Längseinbau eines aktiv lösenden piezoelektrischen Aktuators 1 . Fig. 16 shows a prior ferred embodiment for a longitudinal installation of an actively dissolving the piezoelectric actuator 1.

Durch Anlegen einer elektrischen Spannung geeigneter Polarität an den Kabelanschlüssen des Aktuators 1 dehnt sich dieser aus und drückt über ein Spreizglied 53 die Klemmbacken des Klemm körpers 42 auseinander. By applying an electric voltage of suitable polarity on the cable connections of the actuator 1, this expands and forces a spreading member 53 the jaws of the clamp body 42 apart. Hierbei kommt es, abhängig von der elektrischen Feldstärke, der Steifigkeit der im Kraftfluß befindli chen Strukturen, der mechanischen Vorspannung des Piezos, des Kugelsitzes, der Gesamtlänge des piezoelektrischen Aktuators sowie des insgesamt zu überbrückenden freien Spiels, zu einer Verringerung der zwischen Kugel und Kugelsitz wirksamen Reib kräfte und damit zur Verringerung des vom Kugelgelenk übertrag baren Momentes. Here, there is, depending on the electric field strength, the stiffness of the befindli chen in the power flow structures, mechanical bias of the piezos, the ball seat, the overall length of the piezoelectric actuator and the overall bridging over the free play, the effective in a reduction between the ball and seat forces friction and thus to reduce the carryover from the ball joint cash torque. Vorspannung und Spiel der Vorrichtung können über ein entsprechendes kugel- bzw. aktuatorseitiges Unter- oder Übermaß sowie durch eine Einstellschraube 44 eingestellt werden, die mit bekannten Mitteln gesichert werden kann. Preload and clearance of the device can be set via a corresponding spherical or aktuatorseitiges under or oversized, as well as by a set screw 44 which can be secured by known means.

Der Spreizkörper 53 ist symmetrisch gestaltet und weist oberhalb einer dem Querschnitt des Aktuators 1 entsprechenden massiven Grundplatte definierte Festkörpergelenke verringerter Biegestei figkeit auf. The expansion body 53 is symmetrically designed and comprises above a the cross-section of the actuator 1 corresponding massive base plate defined solid joints Biegestei reduced stiffness on. Zur Verringerung der Verluste durch Spiel und Setzen der Trennfugen kann der Spreizkörper 53 durch Fugenvorspann schrauben 50 oder auch stoffschlüssig fixiert werden. To reduce the losses caused by game and setting the parting of the expanding body 53 can screw through joint preload 50 or be fixed cohesively. Der Kugel sitz und optional der Kabeldurchlaß wie auch Isolations- und Dämpfungsmaterial sind in Fig. 16 nicht detailliert ausgeführt, können aber vorher beschriebenen Ausführungsformen entnommen werden. The ball seat and optionally the cable aperture, as well as insulating and damping material are not detailed in Fig. 16, but the previously described embodiments can be removed.

Die Fig. 17a und b zeigen, wie bereits erwähnt, eine Ausfüh rungsform für die Gestaltung des unteren Kugelsitzes mit einstell barem Paßmaß (Unter- oder Übermaß; für Ausführungsformen mit seitlicher aktiver oder passiver Klemmung der Kugel 11 ). Figs. 17a and b show, as already mentioned, an exporting approximate shape for the design of the lower ball seat with adjustment Barem fit measurement (reduced or excess, for embodiments with lateral active or passive clamping of the ball 11). Während der obere Kugelsitz mit zwei bis vier kleinflächigen Auflagepunk ten z. While the upper ball seat two to four small-scale edition Punk z th. B. entsprechend Fig. 12 ausgeführt sein kann, kann der untere Kugelsitz mit einem Auflagepunkt in Form eines selbst hemmenden mit einer Schraube 56 gesicherten Justierkeiles 57 ausgeführt werden. May be implemented as shown in FIG. 12, the lower ball seat may be made with a point of support in the form of a self-locking secured with a screw 56 Justierkeiles 57th Nach dem Einlegen der Kugel 11 wird dieser Justierkeil 57 entsprechend den im Kugelsitz vorgesehenen Klemmkräften eingepreßt und durch die Schraube 56 oder alterna tiv stoffschlüssig gesichert. After inserting the ball 11 of the adjusting wedge 57 is pressed in accordance with the foreseen in the ball seat clamping forces and is secured by the screw 56 or alterna tively cohesively.

Anhand der Fig. 1 bis 17 wurden ein gesamtes Haltearmsy stem, physikalische und konstruktive Grundprinzipien piezoelek trischer Aktuatoren sowie verschiedene Ausführungsarten von als Gelenke ausgeführten Armsegmenten mit solchen piezoelektri schen Aktuatoren zur reibschlüssigen Arretierung/Freigabe rotato rischer und translatorischer Freiheitsgrade beschrieben. Referring to Figs. 1 to 17 were Haltearmsy an entire stem, physical, and structural principles piezoelek tric actuators and various types of embodiments constructed as joints arm segments with such piezoelectric actuators rule for frictional locking / release Rotato described imperious and translational degrees of freedom.

Fig. 18 zeigt ein komplettes Universal-Haltearmsystem äquiva lent zu dem in Fig. 1 gezeigten, jedoch teilweise geschnitten. Fig. 18 shows a complete Universal Mounting System äquiva lent to that shown in Fig. 1, but partly in section. Im Unterschied zu Fig. 1 ist über die als Kugelgelenke erfindungs gemäß ausgeführten Armsegmente c1, c2, c3 sowie über einen Teil des distalen Handgriffs c4 und einen Teil des Stativs b eine schlauchförmige sterile Abdeckung oder Hülle h gezogen. In contrast to FIG. 1, c2, c3 and drawn a tubular sterile cover or sheath hr over a portion of the distal handle c4 and a portion of the stand on the fiction, b according designed as ball joints arm segments c1. Distal seitig endet die Hülle h an einem sterilen Schutzschild i und proximalseitig an einem sterilen Schutzschild j hinter einem Kra gen des Stativs b. Distal side ends the casing h to a sterile shield i and proximal to a sterile shield j behind a Kra gene of the tripod b. In aufgerolltem Zustand kommt die sterile Hülle h auf den proximalen Teil des Handgriffs c4 zu liegen. In rolled-up state, the sterile sheath is h on the proximal part of the handle to lie c4.

In Fig. 19a ist eine Vorrichtung zur Befestigung des erfindungs gemäßen Haltearmsystems bzw. dessen Stativ b an einer mit 71 bezeichneten Tischschiene eines Operationstisches dargestellt. In Fig. 19a is a device for fixing the Haltearmsystems or fiction, modern whose tripod b is shown at a position designated with 71 table rail of an operating table. Durch eine Handüberwurfmutter 133 werden sowohl die Tisch befestigungsvorrichtung 73 an der Tischschiene 71 des Operations tischs als auch das Stativ b relativ zur Tischbefestigungsvorrich tung 73 arretiert. Be by a hand nut 133, both the table fixture 73 to the table rail 71 of the operational stage and the tripod b tung relative to Tischbefestigungsvorrich 73 locked. Beim Festziehen der Handüberwurfmutter 133 wird zunächst eine Feder 135 komprimiert, die einen Unterriegel 137 federnd lagert, bis eine Kegelspannhülse 134 auf einer An druckhülse 136 aufsetzt. When tightening the hand nut 133, a spring 135 is compressed first, which supports a sub-latch 137 resiliently until a cone clamping sleeve 134 printing sleeve on an on 136 touches. In dieser Stellung wird die Kegelspann hülse 134 im Kegelspannbereich radial zusammengedrückt, wobei die am Stativ b angreifenden Reibkräfte vergrößert werden. In this position, the cone clamping sleeve is radially compressed 134 in the conical clamping portion, the on tripod b acting friction forces will be increased. Fer ner drückt die Kegelspannhülse 134 über die Andruckhülse 136 gegen den Unterriegel 137 , der über einen in der Tischbefesti gungsvorrichtung gelagerten Paßstift 138 umgelenkt und von unten gegen die Tischschiene 71 des Operationstisches gepreßt wird, wodurch die Reibkräfte zwischen der Tischbefestigungsvorrichtung 73 und der Tischschiene 71 vergrößert werden. Fer ner presses the taper collet 134 on the pressure sleeve 136 against the lower bar 137, which is deflected via a supply device mounted in the Tischbefesti dowel pin 138 and pressed from below against the table rail 71 of the operating table, whereby the frictional forces between the table fixing device 73 and the table rail 71 enlarges become. Die Handüber wurfmutter 133 weist Bohrungen 139 auf, in die eine in Fig. 19d dargestellte Verlängerungshülse 140 eingesetzt werden kann. The hand union nut 133 has holes 139, can be used in the one shown in Fig. 19d extension sleeve 140. Obwohl die Handüberwurfmutter 133 im Hinblick auf ihren Au ßendurchmesser, ihre Griffigkeit und ihre Gewindesteigung so ausgelegt ist, daß sie mit Handkraft festgezogen werden kann, können die Bohrungen 139 in der Handüberwurfmutter 133 auch als Montagehilfen zum Ansetzen eines Zusatzwerkzeugs dienen. Although the hand nut 133 with respect to their Au ßendurchmesser their grip and its thread pitch is designed so that it can be tightened with hand force, the bores 139 are in the hand nut 133 as a mounting aid for the attachment of an additional tool.

In der Fig. 19d ist eine Variante der Tischbefestigungsvorrich tung dargestellt, die einen oder mehrere am Umfang der Über wurfmutter 133 verteilte und darin versenkbare Festziehhebel 142 zur Vergrößerung des Anzugsmoments aufweist. In FIG. 19d shows a variant of Tischbefestigungsvorrich shown tung, the one or more distributed on the circumference of the coupling nut 133 is 142 having retractable tightening lever to increase the tightening torque. Ferner ist die dargestellte Ausführungsform der Verlängerungshülse 140 mit in die Bohrungen 139 der Überwurfmutter 133 einzusteckenden Mit nahmezapfen 141 gezeigt. Further, the embodiment of the extension sleeve 140 shown with to be inserted into the bores 139 of the nut 133 is shown taking pin 141st Die Verlängerungshülse 140 , deren Länge je nach Stativlänge nach Bedarf gewählt sein kann, weist in einer Variante auch eine Ringnut 143 auf, in die ein OP-Abdeck tuch 144 eingelegt und gegen Abrutschen gesichert werden kann. The extension sleeve 140, whose length can be selected depending on the tripod length as required, has in a variant also has an annular groove 143 into which a surgical towel covering can be inserted 144 and secured against slipping. Im allgemeinen kann die vollständig sterilisierbare Tischbefesti gungsvorrichtung 73 über dem sterilen OP-Abdecktuch 144 an der Tischschiene 41 des Operationstisches angeklemmt werden. In general, the fully sterilizable Tischbefesti can constriction device 73 to be clamped over the sterile surgical drape 144 on the table rail 41 of the operating table. Mit der Verlängerungshülse 140 kann das OP-Abdecktuch 144 jedoch wahlweise über die Tischbefestigungsvorrichtung 73 und das proxi male Ende des Stativs b mit der Überwurfmutter 133 gezogen und in der Nut 143 der sterilen Verlängerungshülse 140 fixiert werden. With the extension tube 140, the surgical drape 144 may, however, optionally via the table fixture 73 and pulling the proximal b male end of the stand with the union nut 133 and fixed in the groove 143 of the extension sleeve sterile 140th

Das Lösen und Arretieren von Stativ b und OP-Tischbefestigungs vorrichtung 73 mittels der Überwurfmutter 133 sind dann trotzdem vom sterilen Bereich aus durch Angriff an der Verlängerungshülse 140 möglich. The release and locking of tripod b and OP-table fixing device 73 are connected by means of the union nut 133 then still possible from the sterile area by engaging the extension sleeve 140th Dazu kann die Verlängerungshülse 140 ebenfalls über Bohrungen 139 oder Festziehhebel 142 wie die Überwurfmut ter 133 verfügen. To this end 140, the extension sleeve may also have bores 139 or tightening lever 142 as the Überwurfmut ter 133rd Selbstverständlich kann die in bevorzugter Aus führungsform gezeigter Kegelspannhülse durch andere Spannmittel ersetzt werden. Of course, the management form shown in preferred from cone clamping sleeve can be replaced by other clamping devices.

Fig. 20 zeigt eine Vorrichtung zum getrennten Arretieren des Stativs b und der Tischbefestigungsvorrichtung. Fig. 20 shows an apparatus for separate locking of the tripod b, and the table attachment means. Dabei wird über die Überwurfmutter 139 wieder wie in Fig. 19 die Kegelspann hülse 134 festgezogen, wobei sie hier jedoch nicht gegen eine Feder, sondern direkt gegen die Tischbefestigungsvorrichtung 73 drückt, wodurch das Stativ b gegenüber der Tischbefestigungsvor richtung 73 arretiert wird. Thereby it the nut 139 again as shown in FIG. 19, the conical clamping sleeve tightened 134, but does not pressed here against a spring, but directly against the table fixture 73 whereby the stand is b locked against the Tischbefestigungsvor direction 73. Die Arretierung des Tischbefestigungs vorrichtung 73 relativ zur Tischschiene 71 erfolgt durch eine Spannschraube 147 , die mittels eines Handrades 147 über einen Mitnahmestift 146 betätigt wird. The locking of the table fixing device 73 relative to the table rail 71 is effected by a tightening screw 147 which is actuated by means of a hand wheel 147 through a driving pin 146th Beim Festziehen der Spann schraube 145 wird der Unterriegel 137 , der über den Paßstift 138 umgelenkt wird, gegen die Tischschiene 71 gepreßt, wodurch die Reibkräfte zwischen der Tischbefestigungsvorrichtung und der Tischschiene 71 vergrößert werden. When tightening the clamping screw 145 is the sub-latch 137, which is deflected over the dowel pin 138 pressed against the table rail 71, whereby the frictional forces between the table and the table rail fastening device 71 can be increased.

In der Fig. 21 ist eine Tischbefestigungsvorrichtung 73 darge stellt, bei der wieder wie in Fig. 19 das Stativ b und die Tisch befestigungsvorrichtung gemeinsam arretiert werden. In the Fig. 21 is a table fixture 73 is Darge provides, at the back as shown in FIG. 19, the tripod b, and the table attachment device to be locked together. Die Tisch befestigungsvorrichtung weist eine Spannschraube 151 auf, die über einen Exzenterhebel 148 die hintere Klemmbacke der Tisch befestigungsvorrichtung 73 über das Stativ b und eine Spannplatte 150 gegen eine untere Exzenterspannbacke drückt, welche über den in der Tischbefestigungsvorrichtung 73 gelagerten Paßstift 138 umgelenkt und gegen die Tischschiene 71 des Operationstisches gepreßt wird. The table fixing device comprises a clamping screw 151 that the rear jaw of the table fixing device on an eccentric lever 148 73 via the tripod b and presses a clamping plate 150 against a lower Exzenterspannbacke which deflected via the stored in the table fixture 73 dowel pin 138 and against the table rail 71 of the operating table is pressed. Hierdurch kommt es zu einer Erhöhung der wirk samen Reibkräfte zwischen dem Stativ b und der Tischbefesti gungsvorrichtung 73 sowie zwischen letzterer und der Tischschiene 71 sowie zum formschlüssigen Halten der Tischschiene 71 zwi schen der oberen Spannbacke der Tischbefestigungsvorrichtung 73 und der unteren Exzenterspannbacke 149 . This leads to an increase of more seed frictional forces between the tripod b and Tischbefesti constriction device 73 as well as between the latter and the table rail 71 and for positively holding the table rail 71 Zvi rule of the upper clamping jaw of the table fixing device 73 and the lower Exzenterspannbacke 149th Federn 152 halten die Spannplatte 150 bei entferntem Stativ b in ihrer Aussparung und lagern die untere Exzenterspannbacke 149 federnd. Springs 152 hold the clamping plate 150 with a removed tripod b in its recess and support the lower Exzenterspannbacke 149 resiliently. Hierdurch wirkt die untere Exzenterspannbacke 149 beim Aufsetzen der Tischbefestigungsvorrichtung 73 auf die Tischschiene 71 des Ope rationstisches bei gelöster Spannvorrichtung als Schnapphebelsi cherung, die eine erste Befestigungssicherung bewirkt. In this way, the lower Exzenterspannbacke 149 acts while placing the table fixture 73 to the table rail 71 of Ope rationstisches with released tensioning device as Schnapphebelsi assurance that causes a first mounting fuse.

Die Fig. 22a bis c schließlich zeigen eine weitere Ausführungs form einer Tischbefestigungsvorrichtung zur getrennten Arretie rung von Stativ b und der Befestigungsvorrichtung selbst, wie dies bereits in Fig. 1 angedeutet wurde. FIGS. 22a-c finally show another execution form of a table fixture for separate Arretie tion of tripod b and the fixing device itself, as has been already indicated in FIG. 1. Beim Festziehen einer Spannschraube 151 über einen Exzenterspannhebel 154 wird das Stativ b in der Tischbefestigungsvorrichtung 73 festgezogen und reibschlüssig arretiert. When tightening a clamping screw 151 via an eccentric clamping lever 154, the tripod b is tightened in the table fixing device 73 and frictionally locked. Die Befestigung der Tischbefestigungsvor richtung 73 an der Tischschiene 71 erfolgt dagegen mit einem unteren Exzenterspannhebel 153 . The attachment of the Tischbefestigungsvor direction 73 on the table rail 71 is done, however, with a lower eccentric clamping lever 153rd Für den unteren Exzenterspann hebel 153 wird eine Ausführungsform mit umgekehrter Spann richtung gezeigt. For the lower eccentric tension lever 153 with one embodiment of the reverse tensioning device is shown. Diese Ausführungsform des unteren Exzenter spannhebels 153 hat gegenüber der in der Gesamtdarstellung von Fig. 1 gezeigten Variante den Vorteil, daß der Exzenter die gesamte Vorrichtung beim Festspannen an die Tischschiene 71 zieht und so zuverlässiger anwendbar ist. This embodiment of the lower eccentric clamping lever 153 has over that shown in the overall view of FIG. 1 variant has the advantage that the eccentric pulls the entire device during clamping to the table rail 71 and is so reliable applicable.

Eine weitere Anwendung einer erfindungsgemäßen Klemmvor richtung zur reibschlüssigen Arretierung einer translatorisch be wegten Stange und eines Kugelgelenks ergibt sich aus der Fig. 23. Diese Vorrichtung bildet eine neurochirurgische Armstütze, die als spezielle Ausführungsform eines Haltearmsystems anzuse hen ist. Another application of a device according to the invention Klemmvor for frictionally locking a translationally be wegten rod and a ball joint resulting from the Fig. 23. This device forms a neurosurgical armrest that is hen anzuse as a specific embodiment of a Haltearmsystems. Prinzipiell kann eine solche Armauflage auch als ein Endeffektor d (vergleiche Fig. 1) mit einer entsprechenden Schnittstelle an einen in Fig. 1 gezeigten Universalhaltearm angekoppelt werden. In principle, an armrest may also serve as an end effector d (see FIG. 1) with a corresponding interface to a shown in FIG. 1 Universalhaltearm be coupled. Die in Fig. 23 gezeigte Ausführungsform berücksichtigt jedoch die speziellen Erfordernisse und entspricht in ihrer Kinematik prinzipiell weitgehend konventionellen, rein mechanisch arbeitenden Stützsystemen. However, the embodiment shown in Fig. 23 takes into account the specific needs and corresponds in its kinematic principle largely conventional, purely mechanically operating support systems.

Auf einer Fußplatte 163 ist ein Klemmkörper 61 mit einem mittels piezoelektrischem Aktuator 1 lösbaren oder arretierbaren Kugel gelenk 62 gemäß einer der in den Fig. 2 bis 6 und 9 bis 17 dargestellten Ausführungsformen montiert. On a base plate 163 is a clamp body 61 62 of one of the fitted with a means of piezoelectric actuator 1 releasable or lockable ball joint as shown in Figs. 2 to 6 and 9 to 17 illustrated embodiments. An der Kugel ist ein unteres Stativrohr 162 befestigt, in das ein Gewindezapfen 160 eingefügt ist. On the ball a lower support tube 162 is fixed into which a threaded pin is inserted 160th Auf diesem Gewindezapfen 160 ist ein mittleres Stativrohr 161 aufgeschraubt, in dem der Aktuator 1 montiert ist. On this threaded stem 160 has an average stand pipe 161 is screwed, in which the actuator is mounted. 1 Durch zwei um 180° versetzte Seitenschlitze - es können maximal vier um 90° versetzte sein - des mittleren Stativrohrs 161 ragen Arme eines auf den Aktuator 1 montierten Spreizers 159 . By two 180 ° offset side slots - it maximum of four offset by 90 ° to be - of the central support tube 161 projecting arms of a mounted on the actuator 1 spreader 159th Auf das geschlitzte Ende des mittleren Stativrohrs 161 ist ferner ein Ge genhalter 158 aufgeschweißt, der definierte keilförmige Anlageflä chen (schiefe Ebene) für den Spreizer 159 aufweist. On the slotted end of the central support tube 161 is a Ge is further welded genhalter 158, the defined wedge-shaped Anlageflä surfaces (inclined plane) for the spreader 159th Über den Gegenhalter 158 , den Spreizer 159 und das mittlere Stativrohr 161 ist das obere Stativrohr 157 geschoben, welches nach oben von einer Armauflageschiene 155 abgeschlossen wird. Over the backstop 158, the spreader 159 and the central support tube 161, the upper support tube 157 is pushed, which is closed at the top by a Armauflageschiene 155th Das obere Sta tivrohr 157 inklusive Armauflage 155 stützt sich durch eine zen trale Feder 156 gegen den Gegenhalter 158 ab. The upper Sta tivrohr 157 including armrest 155 is supported by a zen spectral spring 156 against the anvil 158 from. Bei entspannter Feder 156 ragen das obere und mittlere Stativrohr 157 und 161 noch ineinander. With the spring 156, the upper and middle stand tube protrude 157 and 161 nor with each other. Außerdem können zwei nicht gezeigte Anschlag ringe das Auseinandergleiten der beiden Stativrohre verhindern. In addition, two stop, not shown, can rings the sliding apart of the two stand pipes prevent.

Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Anschlußlei tungen des Aktuators dehnt sich der Aktuator 1 aus und drückt die Arme des Spreizers 159 über die schiefen Ebenen des Gegen halters 158 seitlich gegen die Wand des oberen Stativrohres 157 . By applying an electric voltage to the Anschlußlei obligations of the actuator, the actuator 1 expands and forces the arms of the retractor 159 on the inclined planes of the backstop 158 laterally against the wall of the upper stand pipe 157th Wie gezeigt kann die Wand des oberen Stativrohrs z. As shown, the wall of the upper support tube for. B. in diesem Bereich durch ein äußeres Verstärkungsrohr 164 verstärkt sein. B. be reinforced in this area by an outer reinforcing tube 164th Hierbei kommt es in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstär ke, und der sonstigen schon mehrfach erwähnten Parameter zu einer Verringerung der zwischen Spreizer 159 und oberem Stativ rohr 157 wirksamen Reibkräfte und zum Lösen der Klemmvor richtung. This comes ke in function of the electrical Feldstär, and other parameters of the already mentioned several times to a reduction of between spreader 159 and the upper support tube 157 effective frictional forces and releasing the Klemmvor direction.

Die Vorspannung und das Spiel der Vorrichtung können über die Verschraubung des mittleren Stativrohres 161 mit dem Gewinde zapfen 160 eingestellt und durch eine Gegenmutter 15 gesichert werden. The bias voltage and the game of the device can start with the threaded pin 160 is set and secured by a lock nut 15 on the screw of the central stand pipe 161st Der Spreizer 159 ist symmetrisch gestaltet und weist oberhalb seiner dem Querschnitt des piezoelektrischen Aktuators 1 entsprechenden massiven Grundplatte definierte Festkörperge lenke verringerter Biegesteifigkeit auf. The spreader 159 is symmetrically designed and comprises above its the cross-section of the piezoelectric actuator 1 corresponding massive base plate defined Festkörperge joints reduced flexural rigidity. Im übrigen kann statt der Grundplatte 163 auch eine Tischbefestigungsvorrichtung vorgese hen sein, wie sie oben beschrieben wurde. Incidentally, a table fixture may be vorgese hen instead of the base plate 163, as described above.

Claims (38)

  1. 1. Klemmvorrichtung zur reibschlüssigen Arretierung eines translatorisch und/oder rotatorisch beweglichen Glieds eines Armsegmentes eines Haltearmsystems, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein auf einen Abschnitt des Glieds in Reaktion auf ein zugeführtes elektrisches Stellsignal reibschlüssig einwirkender, elektrostriktiver, insbesondere piezo elektrischer, Aktuator ( 1 ) so vorgesehen ist, daß er direkt in seiner Ausdehnungsrichtung oder indirekt über Kraftrichtungs umlenkmittel auf den genannten Abschnitt einwirkt. 1. Clamping device for frictionally locking a translationally and / or rotationally movable member of an arm segment of a Haltearmsystems, characterized in that at least one frictionally to a portion of the member in response to an applied electrical control signal acting, electrostrictive, in particular piezoelectric, actuator (1) is provided so as to act directly in its extending direction or indirectly via force direction deflecting means to said portion.
  2. 2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Aktuator ( 1 ) als Translator mit linearer Hauptaus dehnungsrichtung ausgeführt ist. 2. The clamp of claim 1, characterized in that the actuator (1) is designed as a linear Translator Hauptaus stretch direction.
  3. 3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aktuator ein Mehrschichtaktuator ist. 3. The clamp of claim 1 or 2, characterized in that the actuator is a multilayer actuator.
  4. 4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Aktuator ( 1 ) ein monolithischer Aktuator ist. 4. The clamp of claim 1 or 2, characterized in that the actuator (1) is a monolithic actuator.
  5. 5. Klemmvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Aktuator ( 1 ) in seiner Hauptausdehnungsrichtung vorspannendes Federelement ( 7 ) vor gesehen ist. 5. che clamping device according to any one of the preceding Ansprü, characterized in that an actuator (1) in its main extension direction biasing spring element (7) is seen.
  6. 6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Aktuator ( 1 ) zwischen zwei mit dem Federelement ( 7 ) verbundenen, stirnseitigen Endplatten ( 6 , 6 ′) vorgespannt ist. Is biased 6. A clamping device according to claim 5, characterized in that the actuator (1) between two with the spring element (7) connected to the end-face end plates (6, 6 ').
  7. 7. Klemmvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied die Kugel ( 11 ) eines Kugelgelenks ist und der Aktuator ( 1 ) au ßerhalb der Kugel ( 11 ) so vorgesehen ist, daß er mit einer be weglichen Endplatte ( 6 ) direkt oder indirekt auf die Außenober fläche der Kugel ( 11 ) einwirkt. 7. Clamping device according to one or more of Ansprü che 1 to 6, characterized in that the movable member, the ball (11) is a ball joint and the actuator (1) au ßerhalb the ball (11) is provided such that it with a be moveable end plate (6) directly or indirectly to the outer shell of the ball (11) acting surface.
  8. 8. Klemmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß die Ausdehnungsrichtung des Aktuators ( 1 ) das Zentrum der Kugel ( 11 ) schneidet. 8. A clamping device according to claim 7, characterized in that the extending direction of the actuator (1) intersects the center of the ball (11).
  9. 9. Klemmvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü che 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte bewegliche Endplatte ( 6 ) des piezoelektrischen Aktuators ( 1 ) mit ihrer der Kugel zugewandten Fläche über eine Anpreßplatte ( 14 ) auf die Kugelaußenoberfläche einwirkt. 9. Clamping device according to one or more of Ansprü che 6 to 8, characterized in that said movable end plate (6) of the piezoelectric actuator (1) facing with its ball surface on a pressure plate (14) acting on the ball outer surface.
  10. 10. Klemmvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied eine rotierende Welle ( 24 ) ist und der Aktuator ( 1 ) in Reaktion auf das elektrische Stellsignal mit seiner beweglichen Endplatte ( 6 ) direkt oder über eine Anpreßplatte ( 14 ) auf die periphere Oberfläche der Welle einwirkt. 10. Clamping device according to one or more of Ansprü che 1 to 6, characterized in that the movable member is a rotating shaft (24) and the actuator (1) in response to the electrical control signal with its movable end plate (6) directly or via a pressure plate (14) acting on the peripheral surface of the shaft.
  11. 11. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Glied eine linear be wegliche Stange ( 26 ) ist und wenigstens ein piezoelektrischer Aktuator ( 1 ) vorgesehen ist, der mit seiner beweglichen Endplatte ( 6 ) über eine Anpreßplatte ( 14 ) auf eine Außenoberfläche der Stange einwirkt. 11. Clamping device according to one of claims 1 to 6, as by in that the movable member is a linear areas moving rod (26) and at least one piezoelectric actuator (1) is provided, which with its movable end plate (6) via a pressure plate (14) acting on an outer surface of the rod.
  12. 12. Klemmvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß zwei einander gegenüberliegende piezoelektrische Aktua toren ( 1 , 1 ′) so vorgesehen sind, daß sie über jeweils eine Anpreß platte ( 14 ) mit ihren beweglichen Endplatten ( 6 ) an gegenüber liegenden Abschnitten der Stange angreifen. 12. The clamp of claim 11, characterized in that two opposing piezoelectric Aktua motors (1, 1 ') are provided so as to correspond to the via respective Anpreß plate (14) with its movable end plates (6) at opposite portions rod attack.
  13. 13. Klemmvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß die Ausdehnungsrichtungen der beiden Aktuatoren ( 1 , 1 ′) entgegengesetzt und kolinear sind. 13. The clamp of claim 12, characterized in that the extension directions of the two opposite actuators (1, 1 ') and are colinear.
  14. 14. Klemmvorrichtung nach einem oder mehreren der vorange henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Aktuator folgende Zustände abhängig von einer zugeführten Stellspannung U s annehmen kann: wobei U n die Nennspannung des Aktuators angibt, bei der er seinen maximal ausgedehnten Zustand annimmt. 14. Clamping device according to one or more of vorange Henden claims, characterized in that the piezoelectric actuator U can have the following states depending on an applied control voltage s assume: where U n is the nominal voltage of the actuator, at which it assumes its maximum expanded state.
  15. 15. Armsegment für ein Haltearmsystem, insbesondere zum Halten chirurgischer Instrumente, gekennzeichnet durch eine Klemmvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche. 15 arm segment on a holding arm, in particular for holding surgical instruments, characterized by a clamping device according to one or more of the preceding claims.
  16. 16. Armsegment nach Anspruch 15, das ein arretierbares Kugel gelenk bildet und aufweist: 16 arm segment according to claim 15, which forms a lockable ball joint and comprising:
    • a) eine einseitig zur Kugel ( 11 ) des Kugelgelenks für Druck wirkung offene Containerhülse ( 16 ), die den piezoelektri schen Aktuator ( 1 ) beinhaltet; a) a single page (the ball 11) of the ball joint for pressure effective open container sleeve (16) that includes the piezoelectric actuator's (1);
    • b) eine am offenen Ende der Containerhülse ( 16 ) axial beweg liche Anpreßplatte ( 14 ), die von der beweglichen Endplatte ( 6 ) des Aktuators ( 1 ) in dessen Ausdehnungsrichtung beweg bar ist; b) a (at the open end of the container sleeve 16) axially moving Liche pressure plate (14) is (from the movable end plate 6) of the actuator (1) in whose direction of extension Move bar;
    • c) eine mit der Containerhülse ( 16 ) fest verbundene, starre Kugelgelenkhülse ( 13 ), die an ihrem Innenwandabschnitt einen Kugelsitz aufweist; c) (with the container sleeve 16) is firmly connected, rigid ball joint sleeve (13) having on its inner wall portion of a ball seat;
    • d) eine zwischen der Anpreßplatte ( 14 ) und dem Kugelsitz liegende Kugel ( 11 ) des Kugelgelenks; d) a ball lying (between the pressure plate 14) and the ball seat (11) of the ball joint;
    • e) zwei Verbindungsstücke ( 12 , 12 ′), die jeweils mit der Kugel ( 11 ) und der Containerhülse ( 16 ) verbunden sind, wobei die Kugel ( 11 ) mit ihrem Verbindungsstück ( 12 ) in nicht arretiertem Zustand drehbar und in einem durch den Ku gelsitz, die Kugelgelenkhülse ( 23 ) und die Form und Größe des an der Kugel sitzenden Verbindungsstücks ( 12 ) definier ten Raumwinkel schwenkbar und mittels des vom piezoelek trischen Aktuator ( 1 ) bewirkten und über die Anpreßplatte ( 14 ) übertragenen Reibschlusses in ihrer Rotations- und Schwenkbewegung arretierbar ist. e) two connecting pieces (12, 12 ') which (in each case with the ball 11) and the container sleeve (16) are connected, wherein the ball (11) with its connecting piece (12) is rotatably mounted in non-locked state and in a by Ku gel seat, the ball hinge sleeve (23) and the shape and size of the seated on the ball connecting piece (12) displayed DEFINE th solid angle pivotably and by means of the piezoelek tric actuator (1) and the pressure plate (14) transmitted frictional engagement in its rotation and pivotal movement can be stopped.
  17. 17. Armsegment nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Containerhülse ( 16 ) mit der Kugelgelenkhülse ( 13 ) mittels einer drehgesicherten Verschraubung verbunden ist. 17 arm segment according to claim 16, characterized in that the container sleeve (16) is connected to the ball joint sleeve (13) by means of a rotationally secured screw connection connected.
  18. 18. Armsegment nach Anspruch 15, das ein Kugelgelenk in Kombination mit einem Drehgelenk bildet, das gekennzeichnet ist durch: 18 arm segment according to claim 15, which forms a ball joint in combination with a rotary joint, which is characterized by:
    • - die Merkmale a), b), d) und e) von Anspruch 16 und zusätz lich durch: - the characteristics a), b), d) and e) of claim 16 and zusätz Lich by:
    • - eine Kugelgelenkhülse ( 13 ), die zwei um 180° gegenein ander versetzte Seitenkerben ( 21 ) hat, über das Drehgelenk drehbar an der Containerhülse ( 16 ) gelagert ist und einen an ihrem Innenwandabschnitt ausgebildeten Kugelsitz auf weist, wobei - is a ball joint sleeve (13), which has two 180 ° gegenein other offset side notches (21) rotatably mounted on the container sleeve over the pivot joint (16) is mounted and has formed on its inner wall portion of the ball seat, wherein
    • - die Seitenkerben derart gestaltet sind, daß das an der Kugel ( 11 ) sitzende Verbindungsstück ( 12 ) leichtgängig in jede der Seitenkerben ( 21 ) bei nicht aktiviertem Zustand des Aktuators bringbar ist und - the side notches are configured so that the on the ball (11) fitting connector (12) smoothly into each of the side notches (21) can be brought in the non-activated state of the actuator, and
    • - das Drehgelenk durch eine auf der zylindrischen Außen wand der Containerhülse ( 16 ) drehbar gelagerten Hülse ( 18 ) und einen an der kugelseitigen Stirnseite dieser Hülse anlie genden Außenkragen der Containerhülse ( 16 ) gebildet ist, so daß auf das Kugelgelenk und auf das Drehgelenk in Reaktion auf eine Aktivierung des Aktuators ein Reibmo ment übertragen wird, das eine Arretierung der Bewegung beider Gelenke herbeiführt. - the pivot joint through a wall on the cylindrical outer container sleeve (16) rotatably mounted sleeve (18) and is on the ball-side end face of said sleeve anlie constricting outer collar of the container sleeve (16) formed so that the ball joint and the pivot joint in in response to activation of the actuator a Reibmo is transmitted ment, which brings about a locking of the movement of both joints.
  19. 19. Armsegment nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Drehbegrenzungsmittel ( 19 a, 19 b) zur Begrenzung des Dreh winkels zwischen Containerhülse ( 16 ) und Kugelgelenkhülse ( 13 ) vorgesehen sind. 19 arm segment according to claim 18, characterized in that rotation limiting means (19 a, 19 b) for limiting the angle of rotation between the container sleeve (16) and ball joint sleeve (13) are provided.
  20. 20. Armsegment nach Anspruch 16, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke ( 12 , 12 ′) jeweils mit der Kugel ( 11 ) und dem Boden der Containerhülse ( 16 ) integrale Teile bilden. 20 arm segment according to claim 16, 18 or 19, characterized in that the connecting pieces (12, 12 ') in each case form with the ball (11) and the bottom of the container sleeve (16) integral parts.
  21. 21. Armsegment nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke ( 12 , 12 ′) lineare Stangen sind. 21 arm segment according to claim 19, characterized in that the connecting pieces (12, 12 ') are linear rods.
  22. 22. Armsegment nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Verbindungsstücke ( 12 , 12 ′) abgewinkelt ist. 22 arm segment according to claim 20, characterized in that at least one of the connecting pieces (12, 12 ') is angled.
  23. 23. Armsegment nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Abwinkelung 45° beträgt. 23 arm segment according to claim 22, characterized in that the angle of bend is 45 °.
  24. 24. Armsegment nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Bodens der Containerhülse ( 16 ) wenigstens eine Kabeldurchführung für Zulei tungen zum Aktuator vorgesehen ist. 24 arm segment is provided to the actuator according to one or more of claims 16 to 23, characterized in that in the region of the bottom of the container sleeve (16) has a cable bushing for Zulei least obligations.
  25. 25. Armsegment nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel ( 11 ) hohl ist oder eine zentrale Durchgangsbohrung hat, so daß koaxiale Öffnungen in Richtung zum zugehörigen Verbindungsstück ( 12 ) und in der entgegengesetzten Richtung gebildet sind und daß beide Verbin dungsstücke ( 12 , 12 ′) hohle Stangen sind. 25 arm segment to one or more of claims 15 to 24, characterized in that the ball (11) is hollow and has a central through-bore so that coaxial openings in the direction of the associated connecting piece (12) and in the opposite direction are formed, and that both are Verbin extension pieces (12, 12 ') are hollow rods.
  26. 26. Armsegment nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel ( 11 ) eine koaxiale Durchgangs bohrung aufweist, die sich an dem dem zugehörigen Verbindungs stück ( 12 ) entgegengesetzten Ende konisch aufweitet. 26 arm segment according to one of claims 15 to 25, characterized in that the ball (11) has a coaxial passage bore in the the associated connection piece (12) opposite end widens conically.
  27. 27. Armsegment nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel ( 33 , 34 ) zur Begrenzung der Rotation der Kugel ( 11 ) um eine durch die Kugelachse und die durch die Achse des zugehörigen Verbindungsstücks definierte Hauptachse vorgesehen sind. 27 arm segment according to any one of claims 15 to 26, characterized in that means (33, 34) for limiting the rotation of the ball (11) are provided around a through the ball axis and the plane defined by the axis of the associated connector major axis.
  28. 28. Armsegment nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel ( 11 ) in einer durch ihre Achse und die Achse des Verbindungsstücks (Kugelgelenk hauptachse) definierten Ebene eine umlaufende Außennut ( 29 ) aufweist, daß der Kugelsitz durch eine Lagerschale ( 11 ) gebildet ist, die an der Innenwand der Kugelhülse ( 35 ) fixiert ist und die Kugel ( 11 ) drehbar in der Lagerschale ( 31 ) gelagert ist, daß koaxial zur Achse des Kugelsitzes ein in einer Nut im Kugelsitz drehbar geführter Verdrehsicherungsring ( 32 ) angeordnet ist, der radial am Umfang der Kugel ( 11 ) gelagert ist, und daß der Ver drehsicherungsring ( 32 ) zwei radiale, gegeneinander um 180° versetzte Mitnahmestifte ( 37 ) aufweist, deren gemeinsame Achse durch das Zentrum der Kugel ( 11 ) geht, wodurch die Drehung des Verdrehsicherungsrings ( 32 ) um die Achse des Kugelsitzes an die entsprechende Drehung der Kugel ( 11 ) um diese Achse gekoppelt und die Drehung um die Kug Comprises 28 arm segment to one or more of claims 15 to 27, characterized in that the ball (11) (major axis ball joint) in a through its axis and the axis of the connector defined plane a circumferential external groove (29) that the ball seat by a bearing cup (11) is formed, which is fixed to the inner wall of the ball sleeve (35) and the ball (11) is rotatably mounted in the bearing shell (31) that coaxially to the axis of the ball seat, a rotation in a groove in the ball seat guided Lock ring (32) is arranged, which is radially mounted on the periphery of the ball (11), and that the Ver anti-rotation ring (32) comprises two radial, mutually offset by 180 ° driving pins (37), whose common axis through the center of the ball (11 ) is thereby coupled to the rotation of the Lock Ring (32) about the axis of the ball seat to the corresponding rotation of the ball (11) about said axis and the rotation about the Kug elgelenkshauptachse durch einen im Verdrehsicherungsring vorgesehenen Verdrehsicherungsstift ( 33 ) in Kombination mit einem Anschlagsstift ( 34 ) in der Lagerschale ( 31 ) begrenzt wird. elgelenkshauptachse by an anti-rotation pin provided in the Lock ring (33) is limited in combination with a stop pin (34) in the bearing shell (31).
  29. 29. Armsegment nach Anspruch 15, das ein aktiv arretierbares und freigebbares Kugelgelenk bildet, gekennzeichnet durch einen mit einem Festkörpergelenk versehenen Klemmkörper mit Klemm backen zum Arretieren/Freigeben einer darin gelagerten Kugel des Kugelgelenks, wobei der Aktuator auf das Festkörpergelenk des Klemmkörpers so einwirkt, daß bei angelegtem Stellsignal die Kugel zwischen den Klemmbacken reibschlüssig geklemmt bzw. die Klemmwirkung des Klemmkörpers aufgehoben wird. 29 arm segment according to claim 15, which forms an active lockable and releasable ball joint, characterized by a provided with a solid joint clamping body with clamping jaws for locking / releasing a mounted therein ball of the ball joint, the actuator on the solid-body joint of the clamping body so acts that the ball between the clamping jaws frictionally clamped with applied control signal or the clamping action of the clamping body is released.
  30. 30. Armsegment nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des aktiv arretierbaren Kugelgelenks der Aktuator auf der der Kugel entgegengesetzten Seite des Festkörpergelenks angreift. 30, arm segment according to claim 29, characterized in that in the case of active lockable ball joint, the actuator engages on the opposite side of the ball of the solid-body joint.
  31. 31. Armsegment nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator im Falle des aktiv freigebbaren Kugelgelenks kugelseitig des Festkörpergelenks angreift. 31 arm segment according to claim 29, characterized in that the actuator in the case of active releasable ball joint ball side of the solid-body joint engages.
  32. 32. Armsegment nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptausdehnungsrichtung des Aktuators senkrecht zu einer durch die Längsachse des Klemmkörpers und das Kugelzentrum gehenden Achse steht. 32. arm segment according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the main extension direction of the actuator is perpendicular to a plane passing through the longitudinal axis of the clamp body and the ball center axis.
  33. 33. Armsegment nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Aktuator entgegengesetzten Seite des Festkörper gelenks Federmittel vorgesehen sind, die eine passive Klemmkraft erzeugen. 33. arm segment according to claim 31, characterized in that on the side opposite to the actuator side of the solid-body joint spring means are provided which create a passive clamping force.
  34. 34. Haltearmsystem insbesondere zum Halten chirurgischer Instrumente am Operationstisch, gekennzeichnet durch die Ver wendung eines oder mehrerer Armsegmente gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 bis 33. 34. particular holding arm for holding surgical instruments at the operating table, characterized by the application of one or more Ver arm segments according to any one of claims 15 to 33rd
  35. 35. Vorrichtung zur Befestigung eines Haltearmsystemes nach Anspruch 34 bzw. eines Statives zum Halten des Haltearmsystems an einer Tischschiene eines Operationstisches dadurch gekenn zeichnet, daß eine Handüberwurfmutter ( 133 ) zur gleichzeitigen Befestigung einer Tischbefestigungsvorrichtung ( 73 ) als auch des Statives (b) relativ zur Tischbefestigungsvorrichtung ( 73 ) vorgese hen ist. 35. Device for fixing a Haltearmsystemes according to claim 34 or a tripod to hold the Haltearmsystems to a table rail of an operating table thereby marked in characterized in that a hand nut (133) for simultaneous attachment of a table fixture (73) and the stand (b) relative to the table fastening device (73) is vorgese hen.
  36. 36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterriegel ( 137 ) zum Anpressen der Tischbefestigungsvor richtung ( 73 ) gegen eine Tischschiene ( 71 ) des Operationstisches vorgesehen ist. 36. Apparatus according to claim 35, characterized in that a lower latch (137) for pressing the Tischbefestigungsvor direction (73) against a table rail (71) of the operating table is provided.
  37. 37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Handüberwurfmutter ( 133 ) Bohrungen ( 139 ) zur Aufnahme einer Verlängerungshülse ( 140 ) aufweist. 37. Device according to one of claims 35 and 36, characterized in that the handle nut (133) has bores (139) for receiving an extension sleeve (140).
  38. 38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungshülse ( 140 ) eine Ringnut ( 143 ) zur Aufnahme eines sterilen Operationsabdecktuches ( 144 ) aufweist. 38. Apparatus according to claim 37, characterized in that the extension sleeve (140) has an annular groove (143) for receiving a sterile Operationsabdecktuches (144).
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