DE19625416A1 - Anordnung aus einem Schraubendreher und einer entsprechenden Schraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Schrauben­ dreher und einer entsprechenden Schraube, die insbesondere, aber nicht ausschließlich für die traumatologische oder korrektive Kiefer-Gesichts-Mikrochirurgie bestimmt ist.

Es ist bekannt, daß ein Kiefer-Gesichts-Chirurg kleine Platten verwendet, die mit Bohrungen versehen sind, durch die eine Schraube zur Befestigung der Platte hindurchführt. Diese Schraube hat sehr geringe Abmessungen, wie es später im einzel­ nen angegeben wird. Zum Richten von Brüchen im Bereich des Ge­ sichtsschädels, beispielsweise bei der klassischen Traumatologie, werden somit Platten verwandt, die je nach der Art des Bruches verschiedene Formen haben. Derartige Platten können beispiels­ weise die Form eines X haben, wenn sich das Knochenbruchstück über dem Nasenrücken befindet, da dieser gewölbt ist. Sie können auch die Form eines L haben, wenn bei der korrektiven Chirurgie (hinzufügen oder entfernen) der Chirurg eine Stufe zum Aufnehmen des Knochenbruchstückes bilden will.

Zum Einschrauben einer Schraube ist es bekannt, einen Schraubendreher zu verwenden, dessen Ende mit Greifklauen ver­ sehen ist, die beispielsweise unter 120° angeordnet sind, am Kopf der Schraube angreifen und diese mit dem Schraubendreher in Verbindung halten. Diese Klauen sind an einer Schiebehülse befe­ stigt, die den Schaft des Schraubendrehers umschließt. Zum Lösen der Schranke zieht man die Hülse und die Klauen zurück und been­ det man dadurch das Einklemmen der Schraube.

Diese bekannte Ausbildung hat verschiedene Nachteile: Sie hat zunächst ein relativ großes Außenvolumen, da die Halteklauen den Kopf der Schraube umschließen. Sie macht es weiterhin not­ wendig, unter dem Kopf der Schraube eine Hinterschneidung für die Malteklauen vorzusehen, die dann störend ist, wenn man diese Schraube in eine Platte einsetzt. Schließlich ist die Sicht des Chirurgen im Operationsfeld durch den Schaft des Schraubendre­ hers sowie durch die äußeren Greifklauen beeinträchtigt oder verdeckt.

Es ist bereits eine andere Art eines Schraubendrehers vor­ schlagen worden, dessen Ende aus einem Pyramidenstumpf besteht, der so profiliert ist, daß er in eine entsprechende Aufnahme im Kopf der Schraube paßt. Eine derartige Ausbildung ist aufgrund der kleinen Abmessungen der benutzten chirurgischen Schrauben und der notwendigerweise engen Toleranzen sehr schwierig zu benutzen. Sie ist gleichfalls mit hohen Kosten verbunden.

Durch die Erfindung soll daher eine Anordnung aus einem Schraubendreher und einer entsprechenden Schraube geschaffen werden, die sowenig platzraubend wie möglich ist und die nicht von außen am Kopf der Schraube angreift, ohne die Nachteile der zweiten oben beschriebenen bekannten Ausbildungsform in Kauf zu nehmen.

Gemäß der Erfindung weist das freie Ende des Schaftes des Schraubendrehers einen im Querschnitt polygonalen und im Längs­ schnitt konischen axialen Ansatz sowie radiale Flügel auf beiden Seiten des Ansatzes auf und ist die Schraube mit einem Kopf versehen, in dem eine axiale Aufnahme mit einem polygonalen Querschnitt ausgespart ist, der zu dem Ansatz komplementär ist und auf beiden Seiten in zwei seitlichen radialen Schlitzen mündet, wobei die Aufnahme und die Schlitze so ausgebildet sind, daß sie den Ansatz und die Flügel aufnehmen und das Einführen des Ansatzes in die Aufnahme des Kopfes der Schraube über eine Preßpassung sicherstellt, daß die Schraube durch den Schrauben­ dreher festgehalten ist.

Diese spezielle Ausbildung sorgt in Verbindung mit einer passenden Härte des Schaftes für eine ausreichende Bruchfestig­ keit, die jede Gefahr einer Verformung des Ansatzes oder der Flügel beim Einschrauben der Schraube verhindert.

Vorzugsweise sind der Ansatz und die Flügel in einem Stück mit dem Rest des Schaftes ausgebildet.

Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung weist der Schraubendreher einen ergonomischen Griff auf, der aus zwei komplementären Längselementen besteht. Eines dieser Elemente bildet den eigentlichen Griff, ist frei drehbar bezüglich des zweiten Elementes angebracht und dazu bestimmt, den Schrauben­ dreher in der inneren Handfläche des operierenden Chirurgen zu halten. Das andere Element ist ein Zwischeneinsatz, der den aktiven Teil bildet, am Schaft des Schraubendrehers befestigt ist und etwas länger als das zuerst genannten Element ist. Es ist dazu bestimmt, die Finger des Chirurgen aufzunehmen, damit dieser gleichmäßig den Schaft des Schraubendrehers beim Ein­ schrauben drehen kann.

Der Chirurg kann somit den Griff in der inneren Handfläche so halten, daß er den Einsatz und den Schaft des Schraubendre­ hers drehen kann, um die Schraube einzuschrauben, die über eine Klemm- oder Preßpassung mit dem Endansatz des Schaftes fest verbunden ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson­ ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine maßstabsgerechte axiale Teilschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Schraubendrehers der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab des Endes des Schaftes des Schraubendrehers von Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Endansatzes des Schaftes, der in Fig. 2 dargestellt ist, von der Seite eines der Flügel, wobei damit der Kopf einer entsprechenden chirurgischen Schraube in Eingriff steht,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie 4/4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine Stirnansicht des freien Endes des Endansatzes des Schaftes, der in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist,

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Längsansicht in vergrö­ ßertem Maßstab der in Fig. 3 dargestellten chirurgischen Schrau­ be und

Fig. 7 eine Endansicht des Schraubenkopfes von Fig. 6.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist insbesondere für die Kiefer-Gesichts-Chirurgie bestimmt, wie es bereits angegeben wurde, und besteht aus einem Schraubendreher 1 und einer ent­ sprechenden Schraube 2, deren Kopf mit dem Ende des Schaftes 3 des Schraubendrehers in Eingriff gebracht werden kann.

Der Schraubendreher 1 weist einen ergonomischen Griff auf, der aus zwei getrennten und komplementären Längselementen be­ steht. Ein Teil 4 bildet den eigentlichen Griff und die Einrich­ tung zum Aufnehmen und Halten des Schraubendrehers im Inneren der Hand und zwar anliegend an der Mitte der inneren Handfläche, während das zweite Element, nämlich ein Zwischeneinsatz 5, den beim Schrauben mit der Hand aktiven Teil darstellt.

Der Griff 4 ist frei bezüglich des Einsatzes 5 drehbar, und der durch diesen gebildete aktive Teil ist länger als der Teil 4. Die Oberfläche des Einsatzes 5 weist axiale Rillen und andere Einrichtungen (beispielweise Rändelungen und Rastungen) zum Halten der Finger auf.

Der Einsatz 5 ist mit einer axialen Schraube 6 befestigt, die in einer axialen Buchse oder Hülse 7 des Griffes 4 sitzt, in der eine axiale Aufnahme 8 zu diesem Zweck in passender Weise ausgebildet ist.

Es sind Anlageeinrichtungen in der Hülse 7 vorgesehen, um die Schraube 6 und damit den Einsatz 5 axial zu halten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese Anlageeinrich­ tungen aus einem inneren radialen Vorsprung 9, der eine zylin­ drische Verstärkung an der Innenwand der Hülse 7 zwischen dem Kopf 6a der Schraube 6 und dem Ende des Einsatzes 5 bildet. Die äußere Ringfläche der Verstärkung 9, die vom Einsatz 5 entfernt liegt, dient als Aufnahmesitz für den Kopf 6a der Schraube 6. Diese Ausbildung verhindert somit, daß der Einsatz 5 und die Schraube 6 sich vom Griff 4 lösen, während dennoch ein freies Drehen des Einsatzes 5 und der Schraube 6 bezüglich des Griffes 4 möglich ist.

Die Hülse 7 ist fest im Griff 4 über geeignete Einrichtun­ gen befestigt, wie sie beispielsweise durch einen querverlaufen­ den Stift 11 dargestellt sind.

Das freie Ende des Schaftes 3 weist einen axialen Ansatz 12 auf, dessen Querschnitt 13 polygonal ist (Fig. 2 und 4) und dessen Längsschnitt 14 konisch ist. Bei dem dargestellen Aus­ führungsbeispiel ist dieser polygonale Querschnitt hexagonal, ein Profil, das einen guten Kompromiß zwischen der Forderung nach der Ausbildung eines Bauteils mit geringen Kosten und sehr geringen Abmessungen und einer regelmäßigen und ausreichenden Verteilung der Klemmbelastung oder Klemmwirkung in der Ausspa­ rung im Kopf der Schraube 2 darstellt.

Zwei Flügel 15 verlaufen auf beiden Seiten des Ansatzes 12 in radialer Richtung und in Längsrichtung. Sie schließen sich an den Schaft 3 über abgerundete Hohlkehlen 16 an.

Der konische Teil 14 ist von Graten 17 begrenzt, die von den Scheiteln des polygonalen Querschnittes 13 ausgehen und sich an den Rest des Schaftes 3 gleichfalls wie die Flächen, die zwischen den Graten 17 liegen, über abgerundete Hohlkehlen 18 anschließen. Das freie polygonale Ende 12a des Ansatzes 12 steht axial um eine Strecke e über die freien Enden der Flügel 15 vor.

Die Schraube 2 ist mit einem Kopf 19 versehen, in dem eine axiale Aufnahme 21 mit einem polygonalen Querschnitt ausgespart oder ausgebildet ist, der zu dem polygonalen Querschnitt 13 komplementär ist und auf beiden Seiten in zwei radialen Schlit­ zen 22 mündet, die diametral zueinander angeordnet sind. Das heißt genauer, daß der Querschnitt der freien Fläche 12a des Ansatzes 12 etwas kleiner als der Querschnitt der Aufnahme 21 ist, damit der Ansatz 12 dort soweit eintreten kann, bis er durch die Reibung der Grate 17 an den Wänden der Aufnahme 21 festsitzt.

Vorzugsweise ist die axiale Aufnahme 21 sechskantartig ausgebildet, wobei bei dieser Ausbildung die Wände parallel zur Schraubenachse verlaufen, und die Kanten paarweise parallel zueinander liegen.

Aufgrund der geringen Abmessungen der Schraube 2 und dar­ über hinaus der besonderen Verhältnisse der Umgebung eines Ope­ rationsfeldes ist es notwendig, die Schraube am Ende des Schrau­ bendrehers 1 festzuhalten, was gleichfalls seine Gründe in der Bequemlichkeit und Einfachheit der Arbeit hat.

Das Festhalten der Schraube über seine polygonale Ausspa­ rung 13 ist ausreichend, damit der Benutzer des Schraubendrehers 1 eine gute provisorische Befestigung der Schraube am Schrauben­ dreher sicherstellen kann und seine Drehwirkung ausüben kann, ohne daß die Schraube bezüglich der Verlängerung der Achse des Schraubendrehers ausweicht.

Die Schraube wird daher am Schraubendreher mechanisch in ausreichender Weise durch eine Preßpassung gehalten, um ein gutes Einschrauben zu erlauben, jedoch gleichfalls ein problem­ loses Trennen des Schraubendrehers 1 von der Schraube 2 zu er­ möglichen, wenn diese eingeschraubt ist.

Der Schaft 3 kann vorzugsweise aus Inoxstahl Z40 CD15 be­ stehen, der gehärtet und angelassen ist und eine Festigkeit im wesentlichen von 51/53 HRC hat, was einer mechanischem Bruchfe­ stigkeit von etwa 200 kg/mm² entspricht.

Die Schraube 2 kann aus Einsatztitan TA6V bestehen. Der Ansatz 12, der durch Elektroerosion in einem Stück mit dem Rest des Schaftes 3 ausgebildet wird, hat somit eine höhere mechani­ sche Festigkeit oder einen höheren mechanischen Widerstand als die Schraube 2, welche dann, wenn sie aus Einsatztitan gebildet ist, bei einer Kraft oder einem Moment von etwa 0,450 Nm bricht.

Als ein nicht beschränkendes numerisches Beispiel und zur Verdeutlichkeit der Schwierigkeiten der Handhabung von Mikro­ schrauben im allgemeinen und von Mikroschrauben auf dem speziel­ len chirurgischen Gebiet werden die folgenden Nährungswerte gegeben:

• - Außendurchmesser des Gewindes der Schraube 2: 2 bis 3 mm,
• - Außendurchmesser des Kopfes 19: 3 bis 4 mm,
• - Gesamtlänge der Schraube 2: 5 bis 10 mm,
• - Abmessung der hexagonalen Aussparung 21 gemessen über den Abstand, der zwei parallele Seiten der Aussparung trennt: 1,5 bis 2 mm.

Die oben beschriebene Geometrie des Ansatzes 12, die Tatsa­ che, daß er in einem Stück mit dem Rest des Schaftes 3 ausgebil­ det ist und die geeignete Festigkeit des letzteren geben dem Ansatz 12 einen mechanischen Widerstand derart, daß jede Gefahr einer Verformung des Ansatzes und der Flügel 15 selbst bei ex­ tremen Kräften und Momenten unter den Umständen eines chirurgi­ schen Eingriffes verhindert ist.

Nachdem der Ansatz 12 teilweise in die Aufnahme 21 und die Flügel 15 in die Schlitze 12 der Schraube 2 eingesetzt sind, wobei diese fest mit dem Schraubendreher 1 verbunden werden, legt der Chirurg den Griff 4 in die innere Handfläche seiner Hand, so daß er ihn mit dem Mittelfinger, dem Ringfinger und dem kleinen Finger hält, wodurch es möglich ist, die Schraube da­ durch einzuschrauben, daß der Einsatz 5 und der Schaft 3 mit dem Daumen und dem Zeigefinger über ein entsprechendes Drehmoment gedreht werden. Der Einsatz 5 ist frei drehbar bezüglich des Griffes 4, ist jedoch axial daran festgehalten. Die ergonomische Ausformung des Griffes 4 erleichtert diese Handhabung wesent­ lich.

Die erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt eine gute Zusam­ menarbeit zwischen der Schraube 1 und dem Schraubendreher 2 dank des konischen Halteteils 14, der eine Konizität hat, die vom Schraubendreher nach außen gerichtet ist. Dieser konischen Teil 14 stellt sicher, daß er sich mit den Wänden zwischen den Kanten der Aussparung 21 der Schraube verkeilt, wenn der Schraubendre­ her 1 in die Aussparung der Schraube eingeführt wird.

Es kann unter den Umständen eines chirurgischen Eingriffes vorkommen, daß der Schraubendreher schräg zugeführt wird, um die Schraube 2 zu plazieren. Der Ansatz 12 kann dann ein sehr hohes Torsionsmoment ohne Verformungsgefahr insbesondere an den Flü­ geln 15 aufnehmen, wobei dank der speziellen Ausbildung und aufgrund der Tatsache, daß er in einem Stück mit dem Rest des Schaftes 3 ausgebildet ist, die Elastizitätsgrenze des Metalls niemals erreicht wird. Ein Ansatz, der in einem Stück mit dem Rest des Schaftes des Schraubendrehers ausgebildet ist, gibt dem Werkzeug immer eine ausreichende Festigkeit.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel liegt der Schei­ telwinkel am konischen Teil 14 vorzugsweise zwischen 3 und 6°. Gute Halteergebnisse bei guter Lösbarkeit werden insbesondere bei einer Konizität mit einem Scheitelwinkel von 5° erhalten.

Die erfindungsgemäße Ausbildung kann in verschiedenen Va­ rianten ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Querschnitt des Ansatzes 12 oktogonal oder viereckig sein.

Claims (9)

1. Anordnung aus einem Schraubendreher (1) und einer ent­ sprechenden Schraube (2) insbesondere für die traumatologische oder korrektive Kiefer-Gesichts-Chirurgie dadurch gekennzeich­ net, daß das freie Ende des Schaftes (3) des Schraubendrehers einen axialen Ansatz (12) mit polygonalem Querschnitt (13) und einen konischen Längsschnitt (14) sowie radiale Flügel (15) auf beiden Seiten des Ansatzes aufweist, und daß die Schraube mit einem Kopf (19) versehen ist, in dem ein axialer Sitz (21) mit einem polygonalen Querschnitt ausgebildet ist, der zu dem des Ansatzes komplementär ist und der auf beiden Seiten in zwei seitlichen radialen Schlitzen (22) mündet, wobei die Aufnahme und die Schlitze so ausgebildet sind, daß sie den Ansatz und die Flügel aufnehmen können und das Einführen des Ansatzes in die Aufnahme des Kopfes der Schraube über eine Preßpassung sicher­ stellt, daß die Schraube vom Schraubendreher festgehalten ist, wobei der Ansatz (12) und die Flügel (15) in einem Stück mit dem Rest des Schaftes (3) ausgebildet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der konische Teil (14) des Ansatzes (12) über abgerundete Hohl­ kehlen (18) in den Schaft (3) des Schraubendrehers (1) übergeht.

3. Anordnung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3) eine Festigkeit von etwa 51/53 HRC hat, was einer Bruchfestigkeit von etwa 200 kg/mm² entspricht.

4. Anordnung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (13) des Ansatzes (12) und der Aufnahme (21) des Kopfes (19) der Schraube hexagonal ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schraubendreher (1) einen ergonomischen Griff aufweist, der aus zwei komplementären Längselementen be­ steht, und daß eines der Elemente (4) den eigentlichen Griff bildet, frei drehbar bezüglich des zweiten Elementes (5) ange­ bracht ist, und dazu bestimmt ist, in der Innenhandfläche eines Operateurs gehalten zu werden, während das andere Element ein Zwischeneinsatz (5) ist, der den aktiven Teil bildet, der am Schaft (3) des Schraubendrehers befestigt ist, welcher Einsatz länger als das zuerst genannte Element (4) ist, das den Griff bildet, und von den Fingern des Operateurs erfaßt werden kann, um den Schaft (3) zum Einschrauben zu drehen.

6. Anordnung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (5) mit einer axialen Schraube (6) befestigt ist, die in einer Hülse (7) im Inneren des Griffes sitzt und darin frei drehbar ist und daß Anlageeinrichtungen vorgesehen sind, um die Schraube axial in der Hülse zu halten.

7. Anordnung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageeinrichtungen aus einem radialen inneren Ansatz (9) bestehen, der an der Innenwand der Hülse (7) zwischen dem Kopf (6a) der Schraube (6) und dem Ende des Einsatzes (5) vorgesehen ist, wobei die Hülse im Griff (4) beispielsweise über einen querverlaufenden Stift (11) befestigt ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche da­ durch gekennzeichnet, daß der konische Längsschnitt (14) einen Scheitelwinkel zwischen etwa 3 und 6° insbesondere von 5° hat.

9. Verfahren zum Herstellen eines Schraubendrehers (1) der Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (12) durch Elektroerosion gebildet wird.