DE19627789A1

DE19627789A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablängen von vorzugsweise runden Stäben

Info

Publication number: DE19627789A1
Application number: DE1996127789
Authority: DE
Original assignee: Osm Entwicklung und Vertr GmbH
Current assignee: Osm Entwicklung und Vertr GmbH
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-15
Also published as: AU3543297A; WO1998001254A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ablängen von vorzugsweise runden Stäben, insbesondere Bolzen.

Verfahren und Vorrichtungen zum Ablängen von Bolzen sind an sich bekannt. Im einfachsten Fall werden sogenannte Bolzenschneider verwendet, bei denen zwei Scherbacken mittels langer Hebel zur Erzeugung erforderlicher Scherkräfte aufeinander zubewegt werden. Die üblicherweise metallischen Bolzen werden dann abgeschert. Die dabei auftretenden Kräfte sind jedoch nicht reine Scher- bzw. Trennkräfte, sondern wirken undefiniert in unterschiedlichsten Richtungen. Handelt es sich beispielsweise um einen eingeschraubten Bolzen, der an seinem freistehenden Ende abgelängt werden soll, so werden auf die Einschraubstelle erhebliche Kräfte beim Abscheren ausgeübt. Dies liegt in erster Linie daran, daß Bedienpersonen die Bolzenschneider nicht in einer exakten radialen Position in bezug auf die Bolzenachse führen, so daß es zu Kippmomenten und auch zu Drehmomenten sowie beliebigen Kombination davon während des Abschervorgangs kommt.

Im übrigen ist es bekannt, Bolzen mittels spanender Verfahren abzulängen, beispielsweise Abzusägen, Abzuflexen oder dergleichen.

Ein spezieller Anwendungsbereich, nämlich das Ablängen von Einschraubbolzen direkt oberhalb einer metallischen Fixierung am menschlichen Knochengerüst im klinischen Operationsbereich, verbietet den Einsatz von spanenden Verfahren aus hygienischen Gründen. Dort werden mittels entsprechender Bolzenschneider die freistehenden Enden der Einschraubbolzen abgelenkt. Da es sich bei dem Knochengerüst nicht um eine ortsfeste, statische Einschraubbasis handelt, werden unerwünschterweise die Dreh- und Kippmomente während des Ablängens auf die Einschraubstelle übertragen. Dies kann bis hin zur erneuten Beschädigung am Knochengerüst führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum sanften, schlagfreien Abschneiden insbesondere von Einschraubbolzen bereitzustellen, welche auch zum Einsatz für den klinischen Operationsbereich geeignet sind.

Verfahrensseitig wird zur technischen Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß wenigstens zwei Schermesser quer zur Längsachse des Stabes an einer Trennstelle desselben im wesentlichen in einer radialen Ebene an im wesentlichen gegenüberliegenden Stellen positioniert und anschließend durch ein Kraftgetriebe aufeinander zu bewegt werden.

Im Gegensatz zu Bolzenschneidern werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die an der gewünschten Trennstelle positionierten Schermesser durch ein Kraftgetriebe betätigt. Somit kann die Positionierung einerseits von dem Schervorgang andererseits getrennt werden. Somit wird vermieden, daß während des Schervorganges weitere Kräfte und Momente durch Positionierungenauigkeiten, die sich aus dem Aufbringen der erforderlichen Trennkräfte ergeben, auftreten.

In vorteilhafter Weise erfolgt das Positionieren der Schermesser an der Trennstelle durch Aufschieben eines im wesentlichen zylindrischen, hülsenartigen Elementes, das an einem Ende wenigstens zwei Schermesser aufweist, auf ein Ende des Stabes sowie relativ zum Stab ortsfestes Anordnen des Elementes im aufgeschobenen Zustand. Durch diese Maßnahme werden die Messer in einer radialen ebene an der Trennstelle positioniert, indem das zylindrische, hülsenartige Element in einer axialen Bewegung auf das Stabende aufgeschoben wird. Auch durch diese Trennung von Positionierbewegung und anschließender Scherkraftbewegung wird ein Überlagern der reinen Trennkraft durch unerwünschte weitere Kräfte oder Momente vermieden.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Ansteuerung des im hülsenartigen Element befindlichen Kraftgetriebes durch ein Druckmedium. Dieses Druckmedium wird gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung von einer außerhalb des hülsenartigen Elementes positionierten Druckquelle zugeführt. Mit besonderem Vorteil wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß in die Druckquelle von einer Bedienperson eine Kraft eingeleitet und getriebeartig zur Erzeugung des erforderlichen Arbeitsdruckes verstärkt wird.

Mit der Erfindung wird ein einfaches und neuartiges Verfahren zum Ablängen von vorzugsweise runden, metallischen Stäben, insbesondere Bolzen, vorgeschlagen, bei welchem im wesentlichen Positioniervorgänge einerseits und Trennkraftvorgänge andererseits voneinander abgekoppelt sind.

Vorrichtungsseitig wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe eine Vorrichtung zum Ablängen von vorzugsweise runden Stäben, insbesondere Bolzen, vorgeschlagen, mit einem im wesentlichen zylindrischen, hülsenartigen Element, welches an einem Ende wenigstens zwei, im wesentlichen in einer Ebene in im wesentlichen gegenüberliegenden Stellen zueinanderweisende Schermesser aufweist, wenigstens einem von einem Druckmedium gesteuerten Kraftgetriebe und wenigstens einer Druckquelle.

Das zylindrische, hülsenartige Element umfaßt gemäß einem Vorschlag der Erfindung ein Gehäuse, welches an einem Ende zur Aufnahme des Stabendes offen ist, einen Druckzylinder, einen darin beweglichen Kolben, der mit einem im Gehäuse angeordnetem Kraftgetriebe zusammenwirkt, welches seinerseits die am offenen Ende des hülsenartigen Elementes angeordneten Schermesser antreibt.

Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung umfaßt das Kraftgetriebe eine von dem Kolben bewegte Kulisse, die mit jeweils eines der Schermesser bewegenden Hebeln zusammenwirkt. Gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung ist die Kulisse pyramidenartig.

Die Druckquelle umfaßt erfindungsgemäß einen Druckzylinder, einen darin beweglichen Kolben, eine Kraftübersetzung und wenigstens ein Betätigungsglied. Das Betätigungsglied ist in vorteilhafter Weise ein Fußpedal.

Die Kraftübersetzung ist gemäß einem Vorschlag der Erfindung ein Hebelgetriebe.

In besonders vorteilhafter Weise wird vorgeschlagen, daß die Druckquelle ein Bodengerät ist, während das zylindrische, hülsenartige Element ein Hand- Schneidgerät ist. Beide sind mittels eines Druckschlauches verbunden, welcher mittels Schnellverschluß Kupplungen an der Druckquelle einerseits, am Hand-Schneidgerät befestigbar ist. Das Druckmedium ist in vorteilhafter Weise Wasser.

Mit der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ablängen von Bolzen bereitgestellt, welche nicht spanend und ohne die Erzeugung von die Trennkräfte überlagernden weiteren Kräften oder Momenten ein Ablängen der Bolzen ermöglicht. Durch die Verwendung des Druckmediums Wasser, die Betätigung mittels Körperkraft und die Verwendung eines Übersetzungsgetriebes in der Druckquelle einerseits und eines Kraftgetriebes im Schneidgerät andererseits wird die Vorrichtung auch für den sterilen, hygienischen Einsatz im klinischen OP-Bereich ermöglicht. Die Betätigung erfolgt ausschließlich durch geringe Körperkraft, so daß keine externe Energiequelle notwendig ist und auch ein Einsatz außerhalb von Krankenhäusern, beispielsweise in einem Militär-Feldlazarett usw. möglich ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Hand- Schneidgerätes;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des Hand-Schneidgerätes gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Hand-Schneidgerätes und

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht des Bodengerätes.

Die in Fig. 1 gezeigte Ablängvorrichtung 1 besteht aus einem Bodengerätegehäuse 2, welches unter einer Klappe 3 herausnehmbar mehrere Hand-Schneidgeräte 4 aufweist. Zur Kraftbetätigung sind die Pedale 5 und 6 vorgesehen, die von einer Bedienperson per Fußkraft betätigbar sind.

Das in Fig. 2 gezeigte Hand-Schneidgerät 4 umfaßt ein Gerätegehäuse 7, welches im oberen Bereich einen Griffbereich 8 sowie einen Druckanschluß 9 aufweist. Details des Hand-Schneidgerätes sind in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Innerhalb des Gehäuses 7 ist eine Druckleitung 10 ausgeführt, welche auf einen mittels einer Feder 11 belasteten Kolben 12 ein Druckmedium, im vorliegenden Fall vorzugsweise Wasser, führt, wobei der Kolben 12 innerhalb eines Zylinders 13 geführt ist. Der Kolben 12 bewegt durch seine Bewegung die Kulisse 14 mit, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Pyramidenform aufweist. Das Ende eines Bolzen kann in die Bolzenöffnung 30 eingesetzt sein. Die pyramidenförmige Kulisse 14 wird zusammen mit Hebeln 15, 16, welche an den Drehlagern 17, 18 drehbar gelagert sind und mit der Kulisse über den jeweiligen Führungsbereich 19 bzw. 20 zusammenwirken. Die Bewegung der Hebel 15, 16 wird auf die Schermesser 21, 22 umgesetzt. Somit wird die axiale Kulissenbewegung in eine radiale Schermesserbewegung umgesetzt. Durch die Verwendung des Druckkolbens erfolgt zusätzlich eine Kraftverstärkung.

Fig. 4 zeigt, daß die Hebel als Doppelhebel ausgeführt sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Hand-Schneidgerät 4 kann ein in die Bolzenöffnung 30 eingeführtes Bolzenende nach dem Abscheren auch festgeklemmt werden.

Zur Erzeugung des erforderlichen Wasserdruckes wird auf das Pedal 5 gemäß Fig. 5 eine Körperkraft ausgeübt. Diese wird über die Hebel 23, die an Drehlagern 24 befestigt sind, verstärkt und auf einen Kolben 25 somit eine Kraft ausgeübt. Der Kolben 25 ist mit Bezugsziffer 26 in einer oberen Kolbenposition gezeigt. Der Kolben bewegt sich im Zylinder 27, wo der erforderliche Wasserdruck erzeugt wird und über den Druckschlauch 28 dem Handgerät 4 zugeführt wird. Mit 29 ist in gestrichelter Position eine Einklapposition für das Pedal gezeigt. Das Bodengerät ist verfahrbar, wozu schematisch Räder gezeigt sind. Eine externe Kraftquelle ist nicht erforderlich.

Die Übersetzung des Bodengeräts besteht aus zwei mechanischen Übersetzungen, links und rechts, welche jeweils ein Pedal 5, 6 an ihrem äußersten Kraftangriffspunkt besitzen, so daß diese mittels Fußbedienung und Körperkraft zu bedienen sind. Am Lastangriffspunkt beider Übersetzungen befindet sich jeweils ein Druckerzeuger, wobei der Kolben 25 durch Absenken der Pedale aus ihrer obersten in die tiefste Position in den Zylinder 27 hineinverfahren wird. Beide Pedale können unabhängig voneinander betrieben werden. Infolge der Kolbenbewegung wird das Druckmedium Wasser aus dem Druckerzeuger heraus und über den Druckanschluß und den Druckschlauch 28 in den Druckzylinder 13 des Hand-Schneidgerätes 4 transportiert. Der im Druckzylinder 13 befindliche Kolben 12 wird somit um den entsprechenden Hub infolge der Fördermenge und entsprechende der herrschenden Druckverhältnisse verschoben. Die so eingeleitete Bewegung wird durch den Kolben auf die Kulisse 14 in Form einer schlanken Pyramide übertragen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Kolben also angehoben und hebt die Pyramide, welche die Hebel oberhalb des Drehpunktes auseinanderdrückt. Die Hebel 15, 16 bilden die mechanische Übersetzung und sind an drei Punkten gelagerte Hebel mit Drehpunkt im Bereich der Drehlager 17, 18, dem Lastangriffspunkt am jeweiligen Schermesser 21, 22 und dem variablen Kraftangriffspunkt längs der Kulisse 14. Die Übersetzung ist so gestaltet, daß die zuvor durch den Kolben und die Kulisse eingeleitete Bewegung auf eine Bewegung der Schermesser um 90° versetzt in Richtung auf die Mittelachse des Druckzylinders übersetzt wird. Die Betätigung eines oder beider Pedale des Bodengerätes führt somit über die Verbindung von Übersetzung, Druckerzeuger, Druckzylinder sowie der Kulisse und der weiteren Übersetzung zu einer Bewegung der Schermesser. Die Übersetzung der am Bodengerät eingeleiteten Kraft zu den Schermessern liegt etwa bei dem Faktor 100. Die beiden im Gehäuse des Hand-Schneidgeräts angeordneten Schermesser bewegen sich aufeinander zu. Im Anwendungsfall des Bolzenschneidens führt die Bewegung der Schermesser in Richtung auf die Mittelachse des Bolzens zu einem Einschnitt an der jeweiligen Berührungsstelle Schermesser/Bolzenaußendurchmesser. Die Formgebung der Schermesser bedingt eine Zugspannungszunahme innerhalb des Bolzens in dessen Längsrichtung linear zu der eingeleiteten Schneidenbewegung bis über den zulässigen Zugspannungswert hinaus. Das oberhalb des Schnittes abgetrennte Bolzenendstück wird oberhalb des Schneiden in dem Bolzenhalter gehalten und erst nach Entlastung des Systemdrucks freigegeben. Je nach Bolzendurchmesser kann eines der Pedale, bzw. müssen beide Pedale nacheinander betätigt werden. Die Drücke beider Druckzylinder lassen sich ergänzen. Um bei kleineren Bolzen nicht immer den gesamten möglichen Arbeitshub leisten zu müssen, kann eine der Übersetzungen über eine Stufenschaltung 31 derart arretiert werden, daß nur die tatsächlich erforderliche Hubarbeit geleistet werden muß.

Bezugszeichenliste

1 Abläng-Vorrichtung
2 Bodengerätegehäuse
3 Klappe
4 Hand-Schneidgerät
5 Pedal
6 Pedal
7 Gehäuse
8 Griffbereich
9 Druckanschluß
10 Druckleitung
11 Feder
12 Kolben
13 Zylinder
14 Kulisse
15 Hebel
16 Hebel
17 Drehlager
18 Drehlager
19 Führungsbereich
20 Führungsbereich
21 Schermesser
22 Schermesser
23 Hebel
24 Drehlager
25 Kolben
26 obere Kolbenposition
27 Zylinder
28 Druckschlauch
29 Einklapposition
30 Bolzenöffnung
31 Stufenschaltung

Claims

1. Verfahren zum Ablängen von vorzugsweise runden Stäben, insbesondere Bolzen, wobei wenigstens zwei Schermesser quer zur Längsachse des Stabes an einer Trennstelle desselben im wesentlichen in einer radialen Ebene an im wesentlichen gegenüberliegenden Stellen positioniert und anschließend durch ein Kraftgetriebe aufeinander zu bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionieren der Schermesser durch Aufschieben eines im wesentlichen zylindrischen, hülsenartigen Elementes, welches an einem Ende wenigstens zwei Schermesser aufweist, auf ein Ende des Stabes sowie relativ zum Stab ortsfestes Anordnen des Elementes im aufgeschobenen Zustand.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgetriebe im hülsenartigen Element befindlich ist und durch ein Druckmedium angetrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium von einer außerhalb des hülsenartigen Elementes angeordneten Druckquelle zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle mittels getriebeartig verstärkter Körperkraft betätigt wird.

6. Vorrichtung zum Ablängen von vorzugsweise runden Stäben, insbesondere Bolzen, mit einem im wesentlichen zylindrischen, hülsenartigen Element, welches an einem Ende wenigstens zwei im wesentlichen in einer Ebene an im wesentlichen gegenüberliegenden Stellen zueinanderweisende Schermesser aufweist, wenigstens einem mittels eines Druckmediums gesteuerten Kraftgetriebe und wenigstens einer Druckquelle.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische, hülsenartige Element ein an einem Ende zur Aufnahme eines Stabendes offenes Gehäuse aufweist, in welchem ein Druckzylinder mit einem Kolben, ein Kraftgetriebe und am offenen Ende wenigstens zwei Schermesser angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftgetriebe eine durch den Kolben bewegbare Kulisse umfaßt, welche mit jeweils eines der Schermesser bewegenden Hebeln zusammenwirkt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse pyramidenförmig ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle einen Druckzylinder mit einem Kolben, eine Kraftübersetzung und wenigstens ein Betätigungsglied aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Betätigungsglied ein Pedal ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübersetzung ein Hebelgetriebe ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle in einem Bodengerät angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische, hülsenartige Element ein Hand- Schneidgerät ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle und das zylindrische Element mittels eines Druckschlauches verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschlauch an der Druckquelle und/oder dem zylindrischen Element mittels eines Schnellverschlußkupplung angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium Wasser ist.