Die
vorliegende Erfindung betrifft ein druckgasbetriebenes chirurgisches
Instrument mit einem Druckgasanschluss zum Verbinden mit einer Druckgasquelle,
einem mit einem Druckgas beaufschlagbaren Arbeitskolben, einem Betätigungselement
zum Betätigen des Instruments und einer mit dem Betätigungselement
und dem Arbeitskolben gekoppelten Regelungseinrichtung zum Regeln
einer Vorschubkraft des Arbeitskolbens.The
The present invention relates to a gas powered surgical
Instrument with a compressed gas connection for connection to a compressed gas source,
a loadable with a pressurized gas working piston, an actuating element
for actuating the instrument and one with the actuating element
and the working piston coupled control device for controlling
a feed force of the working piston.
Instrumente
der eingangs beschriebenen Art sind beispielsweise aus der US 2007/0213769 A1 bekannt.
Sie sind zum Beispiel in Form pneumatischer Knochenstanzen ausgebildet
oder als Instrumente zum Verriegeln von Implantaten. Um die Instrumente unabhängig
von einer Druckgasquelle nutzen zu können, mit der das
Instrument über einen Schlauch verbunden wird, wurde in
der DE 203 18 275
U1 ein Instrument vorgeschlagen, bei dem als Druckgasquelle eine
mit einem Druckgas gefüllte Kartusche nutzbar ist. Nachteilig
bei der Verwendung einer Gaskartusche ist jedoch, dass diese nur
ein begrenztes Gasvolumen zur Verfügung stellen kann, wodurch
ein Einsatz des Instruments zeitlich oder die Zahl von Betätigungszyklen
begrenzt ist.Instruments of the type described above are for example from the US 2007/0213769 A1 known. They are designed, for example, in the form of pneumatic bone punches or as instruments for locking implants. In order to be able to use the instruments independently of a compressed gas source, with which the instrument is connected via a hose, was in the DE 203 18 275 U1 proposed an instrument in which a filled with a pressurized gas cartridge is available as a source of compressed gas. The disadvantage of using a gas cartridge, however, is that it can provide only a limited volume of gas, whereby an application of the instrument is limited in time or the number of actuation cycles.
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein druckgasbetriebenes
chirurgisches Instrument der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern,
dass es mit einem möglichst geringen Druckgasvolumen eine
möglichst große Anzahl an Betätigungszyklen
oder eine möglichst lange Betätigungszeit ermöglicht.It
is therefore an object of the present invention, a gas-powered
to improve surgical instrument of the type described above,
that it with a minimal compressed gas volume a
the largest possible number of actuation cycles
or allows the longest possible actuation time.
Diese
Aufgabe wird bei einem druckgasbetriebenen chirurgischen Instrument
der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die Regelungseinrichtung derart ausgebildet
ist, dass sie einen ersten Arbeitsbereich, in welchem der Arbeitskolben
allein aufgrund einer mit dem Betätigungsele ment aufbringbaren
Vorschubkraft in distaler Richtung bewegbar ist, für Vorschubkräfte
unterhalb einer vorgegebenen Grenzkraft definiert, und dass die
Regelungseinrichtung einen zweiten Arbeitsbereich oberhalb der Grenzkraft
definiert, in welchem der Arbeitskolben durch Beaufschlagen mit Druckgas
in distaler Richtung bewegbar ist.These
Task is in a gas-powered surgical instrument
The type described above according to the invention thereby
solved that the control device is formed
is that they have a first work area in which the working piston
solely because of a ment with the Betätigungsele applied
Feed force is movable in the distal direction, for feed forces
defined below a given limit force, and that the
Control device a second work area above the limit force
defined, in which the working piston by applying pressurized gas
is movable in the distal direction.
Die
vorgeschlagene Weiterbildung eines druckgasbetriebenen chirurgischen
Instruments ermöglicht es, mit möglichst wenig
Druckgas als Fremdenergiequelle auszukommen. Druckgas wird bei der erfindungsgemäß ausgebildeten
Regelungseinrichtung nur im zweiten oder pneumatischen Arbeitsbereich
genutzt, um den Arbeitskolben zu bewegen, wenn eine bestimmte Grenzkraft überschritten
wird. Unterhalb der Grenzkraft wird der Arbeitskolben allein aufgrund
einer manuell eingeleiteten Vorschubkraft betätigt. Die
vorgeschlagene Ausgestaltung des Instruments hat zudem den Vorteil,
dass der Anwender, trotz Unterstützung bei der Betätigung
des Instruments mit dem Druckgas, mit dem Instrument taktil arbeiten
kann. Das Druckgas wird nur dann genutzt, wenn sehr hohe Betätigungskräfte
mit dem Instrument ausgeübt werden müssen, was
beispielsweise bei Knochenstanzen oder Instrumenten zum Verriegeln
von Implantaten der Fall ist. Für Betätigungswege
des Arbeitskolbens, die mit einer nur geringen Kraft möglich
sind, und zwar einer Kraft unterhalb der Grenzkraft, wird im ersten
oder mechanischen Arbeitsbereich auf die Unterstützung
des Druckgases bewusst verzichtet. Insbesondere beim Einsatz von
Druckgaskartuschen kann so die Zahl der insgesamt möglichen
Betätigungszyklen, beispielsweise im Vergleich zu einem
aus der DE 203 18 275
U1 bekannten Instrument, deutlich erhöht werden.The proposed development of a gas-operated surgical instrument makes it possible to use as little external gas as possible with compressed gas. Compressed gas is used in the inventively designed control device only in the second or pneumatic work area to move the piston when a certain limit force is exceeded. Below the limit force of the working piston is actuated solely due to a manually initiated feed force. The proposed embodiment of the instrument also has the advantage that the user, despite support in the operation of the instrument with the compressed gas, can work tactile with the instrument. The compressed gas is only used when very high actuating forces must be exerted with the instrument, which is the case for example in bone punches or instruments for locking implants. For actuating paths of the working piston, which are possible with only a small force, namely a force below the limit force, is deliberately omitted in the first or mechanical work area on the support of the compressed gas. In particular, when using compressed gas cartridges so the number of possible total actuation cycles, for example, compared to one of the DE 203 18 275 U1 known instrument, be increased significantly.
Um
die Taktilität des Instruments für einen Anwender
zu verbessern, ist es günstig, wenn die Regelungseinrichtung
derart ausgebildet ist, dass im zweiten Arbeitsbereich eine durch
Beaufschlagen mit Druckgas auf den Arbeitskolben wirkende Vorschubkraft
proportional zu einer mit dem Betätigungselement aufbringbaren
Vorschubkraft ist. Auch mit zunehmend erforderlicher Betätigungskraft,
die durch den Arbeitskolben ausgeübt werden soll, nimmt
auch die vom Anwender spürbare Kraft zu. Durch die Proportionalität
der durch Beauf schlagen mit Druckgas auf den Arbeitskolben wirkenden
Vorschubkraft und der direkt manuell mit dem Betätigungselement
aufbringbaren Vorschubkraft bleibt jedoch eine Taktilität für
den Anwender auch im zweiten Arbeitsbereich oberhalb der definierten
Grenzkraft erhalten, und zwar stufenlos. Optional kann es auch vorteilhaft sein,
wenn die Regelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass im zweiten
Arbeitsbereich eine durch Beaufschlagen mit Druckgas auf den Arbeitskolben
in Kombination oder im Zusammenwirken mit einem Stützelement
wirkende Vorschubkraft proportional zu einer mit dem Betätigungselement
aufbringbaren Vorschubkraft ist. Insbesondere kann das Stützelement
im ersten Arbeitsbereich vom Arbeitskolben entkoppelt und relativ
zu diesem beweglich, im zweiten Arbeitsbereich mit dem Arbeitskolben
axial gekoppelt sein.Around
the tactility of the instrument for a user
To improve, it is favorable if the control device
is formed such that in the second work area by a
Applying pressurized gas to the working piston acting feed force
proportional to a coatable with the actuator
Feed force is. Even with increasingly required operating force,
which is to be exercised by the working piston takes
also the force felt by the user. Due to the proportionality
the beat by Beauf with compressed gas acting on the working piston
Feed force and directly manually with the actuator
However, applicable feed force remains tactile for
the user in the second workspace above the defined
Receive limit force, and stepless. Optionally, it can also be beneficial
if the control device is designed such that in the second
Work area by applying pressurized gas to the working piston
in combination or in cooperation with a support element
acting feed force proportional to one with the actuator
Applicable feed force is. In particular, the support element
in the first working area decoupled from the working piston and relative
movable to this, in the second working area with the working piston
be axially coupled.
Damit
auf einfache Weise der Arbeitskolben mit einem Druckgas beaufschlagt
werden kann, ist es günstig, wenn die Regelungseinrichtung
einen mit Druckgas beaufschlagbaren Arbeitsraum umfasst, welcher
in Richtung auf den Arbeitskolben hin mindestens teilweise offen
ist. So kann das in den Arbeitsraum eingeleitete Druckgas mindestens
auf einen Teil des Arbeitskolbens direkt einwirken und bei Überschreiten
eines der Grenzkraft zugeordneten Grenzdrucks den Arbeitskolben
bewegen.In order to
in a simple way the working piston subjected to a pressurized gas
can be, it is convenient if the control device
comprises a pressurizable gas acted upon working space, which
at least partially open towards the working piston
is. Thus, the introduced into the working space compressed gas at least
acting on a part of the working piston directly and when exceeding
one of the limit force associated limit pressure the working piston
move.
Vorteilhafterweise
ist der Arbeitskolben in einem Arbeitszylinder verschiebbar geführt.
Auf diese Weise kann eine definierte Bewegung des Arbeitskolbens
relativ zum Instrument sichergestellt werden.advantageously,
the working piston is displaceably guided in a working cylinder.
In this way, a defined movement of the working piston
be ensured relative to the instrument.
Um
Druckgasverluste zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn der Arbeitskolben
und der Arbeitszylinder relativ zueinander abgedichtet sind.Around
To minimize pressure gas losses, it is advantageous if the working piston
and the working cylinder are sealed relative to each other.
Vorzugsweise
umfasst das Instrument ein Stützelement, welches mit dem
Arbeitskolben im ersten und/oder zweiten Arbeitsbereich zusammenwirkt. Insbesondere
kann sich der Arbeitskolben am Stützelement in mindestens
einem der Arbeitsbereiche abstützen und/oder mit diesem
koppelbar sein. Dadurch lassen sich insbesondere ein rein mechanisch betätigbarer
Arbeitsbereich von einem ausschließlich durch Druckgas
betriebenen Arbeitsbereich entkoppeln. Alternativ oder zusätzlich
kann durch eine Kopplung des Stützelements und des Arbeitskolbens insbesondere
eine Wirkfläche für das Druckgas ändern,
zum Beispiel im gekoppelten Zustand vergrößern.
Dadurch kann beispielsweise eine Vorschubkrafterhöhung
zugeschaltet werden beim Übergang von einem ersten in einen
zweiten Arbeitsbereich des Instruments.Preferably
The instrument comprises a support element, which with the
Working piston in the first and / or second working area cooperates. Especially
can the working piston on the support element in at least
support one of the work areas and / or with this
be coupled. As a result, in particular, a purely mechanically actuated
Work area of one exclusively by compressed gas
decouple the working area. Alternatively or in addition
can by a coupling of the support member and the working piston in particular
change an active surface for the compressed gas,
for example, in the coupled state enlarge.
As a result, for example, a Vorschubkrafterhöhung
be switched on the transition from a first to a
second work area of the instrument.
Damit
der Arbeitskolben auf einfache Weise direkt durch Einleiten einer
manuellen Betätigungskraft verschoben werden kann, ist
es günstig, wenn sich der Arbeitskolben im ersten Arbeitsbereich
am Stützelement abstützt. Beispielsweise kann
bei einer Bewegung des Stützelements in distaler Richtung der
sich daran abstützende Arbeitskolben ebenfalls in distaler
Richtung bewegt werden.In order to
the working piston in a simple way directly by introducing a
manual operating force can be moved is
it favorable if the working piston in the first working area
supported on the support element. For example, can
during a movement of the support member in the distal direction of the
it also supporting working piston in distal
Be moved direction.
Vorzugsweise
ist der Arbeitskolben im zweiten Arbeitsbereich mit dem Stützelement
gekoppelt. Beispielsweise kann durch eine Ankopplung des Stützelements
an den Arbeitskolben eine Wirkfläche für das Druckgas
erhöht werden, so dass im gekoppelten Zustand zum Beispiel
eine Vorschubkraft durch entsprechende Druckgasbeaufschlagung erhöht,
quasi zugeschaltet, werden kann. Insbesondere kann der Arbeitskolben
im ersten Arbeitsbereich vom Stützelement entkoppelt sein.Preferably
is the working piston in the second working area with the support element
coupled. For example, by a coupling of the support element
on the working piston an effective surface for the compressed gas
be increased, so in the coupled state, for example
increases a feed force by appropriate pressurized gas,
can be switched on, so to speak. In particular, the working piston
be decoupled from the support element in the first work area.
Eine
besonders kompakte Ausbildung des Instruments kann dadurch erreicht
werden, dass der Arbeitsraum am Stützelement ausgebildet
ist. Insbesondere bei einem bewegbar angeordneten Stützelement
kann so der Arbeitsraum ”mitwandern”, so dass nur
das am Stützelement definierte Volumen des Arbeitsraums
in einem ersten Schritt mit Druckgas beaufschlagt werden muss, um
den Arbeitskolben vom Stützelement weg in distaler Richtung
zu bewegen.A
particularly compact design of the instrument can be achieved
be that the working space formed on the support element
is. Especially with a movably arranged support element
so can the work space "mitwandern", so only
the defined on the support element volume of the working space
In a first step, pressurized gas must be applied to
the working piston away from the support element in the distal direction
to move.
Manuelle
Betätigungskräfte, die über das Betätigungselement
aufgebracht werden, können so direkt vom Stützelement
auf den Arbeitskolben übertragen werden, wenn sich der
Arbeitskolben im ersten Arbeitsbereich direkt an dem Stützelement
abstützt.manual
Actuator forces acting on the actuator
can be applied so directly from the support element
be transferred to the piston when the
Working piston in the first working area directly on the support element
supported.
Auf
eine Druckgasbetätigung des Arbeitskolbens kann insbesondere
dann verzichtet werden, wenn das Stützelement im ersten
Arbeitsbereich nur aufgrund der mit dem Betätigungselement
aufbringbaren Vorschubkraft in distaler Richtung bewegbar ist.On
a compressed gas actuation of the working piston can in particular
be waived if the support element in the first
Workspace only due to the with the actuator
applicable feed force in the distal direction is movable.
Für
ein optimales Zusammenwirken zwischen dem Stützelement
und dem Arbeitskolben ist es günstig, wenn das Stützelement
mindestens abschnittsweise im Arbeitszylinder geführt ist
und wenn das Stützelement und der Arbeitszylinder relativ
zueinander abgedichtet sind. Das Stützelement kann so in
definierter Weise zumindest teilweise im Arbeitszylinder und durch
diesen geführt bewegt werden, ohne dass Druckgas entweichen
kann. Optional oder alternativ kann es auch vorteilhaft sein, wenn der
Arbeitskolben und das Stützelement relativ zueinander oder
aneinander verschiebbar geführt und gegeneinander abgedichtet
sind, beispielsweise mit einem am Arbeitskolben und/oder am Stützelement angeordneten,
ausgebildeten oder gehaltenen Dichtelement, vorzugsweise in Form
eines Dichtringes.For
an optimal interaction between the support element
and the working piston, it is advantageous if the support element
at least partially guided in the working cylinder
and when the support member and the working cylinder relative
sealed to each other. The support element can so in
defined manner, at least partially in the working cylinder and by
be guided guided without compressed gas escape
can. Optionally or alternatively, it may also be advantageous if the
Working piston and the support member relative to each other or
slidably guided and sealed against each other
are arranged, for example, with a on the working piston and / or on the support element,
formed or held sealing element, preferably in shape
a sealing ring.
Um
eine Bewegung des Stützelements weiter zu unterstützen
und definierter Weise zu ermöglichen, ist es günstig,
wenn das Instrument ferner eine Führungseinrichtung zum
Führen eine Bewegung des Stützelements in distaler
und proximaler Richtung umfasst.Around
to further support a movement of the support element
and defined way, it is convenient
if the instrument further comprises a guide means for
Perform a movement of the support element in distal
and proximal direction.
Besonders
einfach wird der Aufbau des Instruments, wenn die Führungseinrichtung
einen Führungszylinder umfasst, in welchem das Stützelement verschiebbar
geführt ist. Das Stützelement kann insbesondere
kolbenartig ausgebildet sein im Bereich, in dem es im Führungszylinder
verschiebbar geführt ist.Especially
simply the structure of the instrument when the guide device
comprises a guide cylinder, in which the support element displaceable
is guided. The support element can in particular
be formed like a piston in the area in which it is in the guide cylinder
slidably guided.
Damit
möglichst wenig Druckgas aus dem Instrument entweichen
kann, ist es vorteilhaft, wenn das Stützelement und die
Führungseinrichtung relativ zueinander abgedichtet sind. In order to
as little compressed gas as possible escape from the instrument
can, it is advantageous if the support element and the
Guide device are sealed relative to each other.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung eine Feststelleinrichtung zum
temporären Festlegen des Stützelements im zweiten
Arbeitsbereich umfasst. Mit der Feststelleinrichtung ist es beispielsweise
möglich, das Stützelement relativ zum Arbeitszylinder
und/oder zum Führungszylinder temporär festzulegen,
so dass dann der Arbeitskolben nur durch Druckgasbeaufschlagung
in distaler Richtung bewegt werden kann. Das Stützelement
insbesondere nur im zweiten Arbeitsbereich am Instrument festzulegen,
gestattet es, nur dann, wenn tatsächlich hohe Arbeitskräfte
benötigt werden, die entsprechende Druckgasmenge abzurufen
und zum Vorschieben des Arbeitskolbens zu nutzen.According to a further preferred embodiment of the invention it can be provided that the control device comprises a locking device for temporary fixing of the support element in the second working area. With the locking device, it is possible, for example, temporarily fix the support member relative to the working cylinder and / or the guide cylinder, so that then the working piston can only be moved in the distal direction by Druckgasbeaufschlagung. Specifying the support element in particular only in the second working range on the instrument, allows only then, when actually high manpower is needed to retrieve the appropriate amount of compressed gas and to use for advancing the working piston.
Das
Stützelement kann auf besonders einfache Weise temporär
am Instrument festgelegt werden, wenn die Feststelleinrichtung mindestens
ein Feststellglied umfasst zum temporären Festlegen des
Stützelements an der Führungseinrichtung oder dem
Arbeitskolben. Optional wäre es auch denkbar, die Feststelleinrichtung
so auszubilden, dass das Stützelement temporär
am Arbeitszylinder festlegbar ist.The
Support element can be temporary in a particularly simple manner
be determined on the instrument if the locking device is at least
a locking member includes for temporarily setting the
Supporting element on the guide device or the
Working piston. Optionally, it would also be conceivable, the locking device
form so that the support element temporarily
can be fixed to the working cylinder.
Die
Konstruktion und die Herstellung des Instruments können
weiter vereinfacht werden, wenn das mindestens eine Feststellglied
in Form eines Rast- und/oder Klemmelements ausgebildet ist. Das Klemmelement
kann insbesondere dann wirken, wenn die vordefinierte Grenzkraft überschritten
wird oder ist. Ein Feststellmechanismus lässt sich zudem auf
einfache Weise durch eine Rastverbindung mit zueinander korrespondierenden
und zusammenwirkenden Rastgliedern ausbilden.The
Construction and manufacture of the instrument can
be further simplified if the at least one locking member
is formed in the form of a latching and / or clamping element. The clamping element
can be particularly effective when the predefined limit force is exceeded
is or is. A locking mechanism can also be on
simple manner by a latching connection with each other
and forming cooperating detent members.
Um
das Stützelement in definierter und einfacher Weise am
Instrument temporär festzulegen, ist es vorteilhaft, wenn
sich das Klemmelement einerseits am Stützelement und andererseits
an der Führungseinrichtung oder am Arbeitskolben abstützt.
So kann eine direkte Verklemmung des Stützelements mittels
des Klemmelements an der Führungseinrichtung oder am Arbeitskolben
erreicht werden, und zwar vorzugsweise im zweiten Arbeitsbereich.Around
the support element in a defined and simple manner on
Temporarily set instrument, it is advantageous if
the clamping element on the one hand on the support element and on the other
supported on the guide device or the working piston.
Thus, a direct jamming of the support element means
the clamping element on the guide device or on the working piston
be achieved, preferably in the second work area.
Eine
besonders einfache Betätigung des Feststellglieds kann
dadurch erreicht werden, dass die Feststelleinrichtung ein mit Druckgas
beaufschlagbares Kolbenelement umfasst, welches durch Beaufschlagen
mit Druckgas in distaler Richtung bewegbar und gegen das mindestens
eine Feststellglied drückbar ist zum Verklemmen desselben
relativ zum Stützelement und relativ zur Führungseinrichtung
oder relativ zum Arbeitskolben. Des Weiteren ermöglicht
es diese besondere Ausgestaltung, das zum Bewegen des Arbeitskolbens
nutzbare Druckgas gleichzeitig zum Feststellen des Stützelements am
Instrument, insbesondere an der Führungseinrichtung oder
am Arbeitskolben, zu nutzen, und zwar in Abhängigkeit des
im Instrument herrschenden Gasdrucks. Insbesondere kann eine Verklemmung des
mindestens einen Feststellglieds relativ zum Stützelement
und relativ zur Führungseinrichtung oder relativ zum Arbeitskolben
selbsthemmend erfolgen, wobei unter Ausnutzung des Rückstoßprinzips eine
Verklemmung der zusammenwirkenden Teile umso stärker ist,
je stärker der herrschende Gegendruck ist.A
particularly simple operation of the locking member can
be achieved in that the locking device with a pressurized gas
acted upon piston element comprises, which by applying
with compressed gas in the distal direction movable and against the at least
a locking member can be pressed for jamming the same
relative to the support member and relative to the guide means
or relative to the working piston. Furthermore, it allows
It this particular design, which is used to move the working piston
usable compressed gas at the same time for fixing the support element on
Instrument, in particular at the guide device or
on the working piston to use, depending on the
in the instrument prevailing gas pressure. In particular, a deadlock of the
at least one locking member relative to the support element
and relative to the guide means or relative to the working piston
Selbsthemmend done, taking advantage of the recoil principle a
Clamping of the cooperating parts is stronger,
the stronger the prevailing back pressure.
Eine
definierte Bewegung des Kolbenelements am Instrument kann insbesondere
dadurch erreicht werden, dass das Kolbenelement am Stützelement
und/oder an der Führungseinrichtung oder am Arbeitskolben
geführt gehalten ist. So kann eine definierte Bewegung
des Kolbenelements relativ zum Stützelement und relativ
zur Führungseinrichtung oder relativ zum Arbeitskolben
sichergestellt werden.A
defined movement of the piston element on the instrument can in particular
be achieved in that the piston element on the support element
and / or on the guide device or on the working piston
kept guided. So can a defined movement
the piston member relative to the support member and relative
to the guide device or relative to the working piston
be ensured.
Zur
Vermeidung weiterer Druckgasverluste kann es ferner vorteilhaft
sein, wenn das Kolbenelement und die Führungseinrichtung
und/oder der Arbeitskolben relativ zueinander abgedichtet sind.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Kolbenelement und das Stützelement
relativ zueinander abgedichtet sind, um auch hier Druckgasverluste
zu vermeiden.to
Prevention of further pressure gas losses may also be advantageous
be when the piston member and the guide device
and / or the working piston are sealed relative to each other.
It is also advantageous if the piston element and the support element
are sealed relative to each other, here too compressed gas losses
to avoid.
Günstigerweise
ist die über das Betätigungselement eingeleitete
Betätigungskraft auf ein parallel zum Arbeitskolben bewegbar
gelagertes Betätigungsglied übertragbar. Dies
ermöglicht es, das Betätigungsglied aufgrund der
eingelei teten Betätigungskraft auch in distaler Richtung,
das heißt in Richtung auf den Arbeitskolben hin, zu bewegen,
um diesen in distaler Richtung zu bewegen.conveniently,
is the introduced via the actuator
Actuating force on a parallel to the working piston movable
stored actuator transferable. This
allows the actuator due to the
initiated actuation force also in the distal direction,
that is, towards the working piston, to move,
to move it distally.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung einen Druckregler
umfasst zum Regeln eines auf den Arbeitskolben wirkenden Gasdrucks
in Abhängigkeit einer über das Betätigungselement
einleitbaren Betätigungskraft. Der Druckregler ermöglicht
es insbesondere, die Grenzkraft festzulegen, die den ersten und
den zweiten Arbeitsbereich voneinander trennt beziehungsweise definiert.
Insbesondere kann der Druckregler so ausgebildet sein, dass der
im Instrument im Druckgas herrschende Druck den Arbeitskolben erst
oberhalb der vordefinierten Grenzkraft bewegen kann.According to one
Another preferred embodiment of the invention
be provided that the control device, a pressure regulator
includes for controlling a gas pressure acting on the working piston
depending on a via the actuator
initiable actuating force. The pressure regulator allows
in particular, to fix the limit force which the first and
separates or defines the second work area.
In particular, the pressure regulator may be designed such that the
in the instrument in the compressed gas prevailing pressure the working piston only
can move above the predefined limit force.
Vorzugsweise
ist der Druckregler ausgebildet zum Regeln des auf den Arbeitskolben
wirkenden Gasdrucks in Abhängigkeit der auf das Betätigungsglied
wirkenden Betätigungskraft. Unabhängig von einer
Ausgestaltung des Betätigungselements wird der Gasdruck
somit nur in Abhängigkeit der auf das Betätigungsglied
tatsächlich wirkenden Betätigungskraft geregelt.Preferably
the pressure regulator is designed to control the on the working piston
acting gas pressure as a function of the actuator
acting actuating force. Independent of one
Design of the actuator is the gas pressure
thus only in dependence on the actuator
actually acting actuating force regulated.
Der
Aufbau des Instruments kann weiter vereinfacht werden, wenn der
Druckregler ein Ventil umfasst, welches im ersten Arbeitsbereich
geschlossen ist. So verhindert der Druckregler, dass der Arbeitskolben
im ersten Arbeitsbereich mit Druckgas mit ausreichendem Arbeitsdruck
zum Bewegen des Arbeitskolbens beaufschlagt werden kann.Of the
Construction of the instrument can be further simplified if the
Pressure regulator comprises a valve, which in the first working area
closed is. Thus, the pressure regulator prevents the working piston
in the first working area with pressurized gas with sufficient working pressure
can be acted upon for moving the working piston.
Vorzugsweise
umfasst der Druckregler ein erstes Druckglied zum Definieren einer
zum Öffnen des Ventils erforderlichen Öffnungskraft.
Durch die Art und die Ausgestaltung des Druckglieds kann so die
Grenzkraft direkt voreingestellt werden, die überschritten
werden muss, um das Ventil zu öffnen.Preferably, the pressure regulator comprises a first pressure member for defining an opening force required to open the valve. By the Type and design of the pressure member so the limit force can be preset directly, which must be exceeded in order to open the valve.
Eine
besonders kompakte Anordnung und Ausbildung der Regelungseinrichtung
kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass sich das erste Druckglied
einerseits am Druckregler und andererseits am Stützelement
oder am Arbeitskolben abstützt. Auf diese Weise kann das
erste Druckglied direkt auf den Druckregler, optional auch auf das
Ventil einwirken.A
particularly compact arrangement and design of the control device
can be achieved in particular by the fact that the first pressure member
on the one hand on the pressure regulator and on the other hand on the support element
or supported on the working piston. That way that can
first pressure element directly on the pressure regulator, optionally also on the pressure regulator
Act on valve.
Um
den Druckregler in Abhängigkeit einer Position des Stützelements
am Instrument positionieren zu können, ist es günstig,
wenn der Druckregler ein Druckreglerkolbenelement umfasst, welches
in der Führungseinrichtung verschiebbar geführt
ist.Around
the pressure regulator in response to a position of the support element
to position on the instrument, it is convenient
when the pressure regulator comprises a pressure regulator piston element, which
slidably guided in the guide device
is.
Zur
Vermeidung von Druckgasverlusten ist es vorteilhaft, wenn das Druckreglerkolbenelement und
die Führungseinrichtung relativ zueinander abgedichtet
sind.to
Avoiding pressure gas losses, it is advantageous if the pressure regulator piston element and
the guide device sealed relative to each other
are.
Günstigerweise
umfasst die Regelungseinrichtung ein zweites Druckglied zum Übertragen
einer Betätigungskraft vom Betätigungsglied auf
den Druckregler. Das zweite Druckglied kann insbesondere in Abhängigkeit
einer auf es einwirkenden Betätigungskraft verformbar sein
und zur Übertragung der eingeleiteten Betätigungskraft
vom Betätigungsglied auf den Druckregler genutzt werden.conveniently,
the control device comprises a second pressure member for transmission
an actuating force from the actuator
the pressure regulator. The second pressure member can in particular depending
be an acting on it actuation force deformable
and for transmitting the initiated operating force
be used by the actuator to the pressure regulator.
Ferner
kann es günstig sein, wenn die Regelungseinrichtung ein
drittes Druckglied umfasst, zum Übertragen einer Betätigungskraft
vom Betätigungsglied auf den Druckregler. So können
zwei unterschiedliche Kraftbereiche durch das zweite und das dritte
Druckglied unabhängig voneinander definiert werden. Bei
dem dritten Druckglied kann es sich insbesondere um ein weiteres
Druckglied handeln. Das Vorhandensein des oben definierten zweiten
Druckglieds ist nicht zwingend, sondern optional. Ferner kann das
dritte Druckglied auch derart angeordnet und ausgebildet sein, dass
mit ihm eine Betätigungskraft direkt auf ein vom Druckregler
umfasstes Belüftungsventil übertragbar ist.Further
It may be beneficial if the control device a
third pressure member comprises, for transmitting an actuating force
from the actuator to the pressure regulator. So can
two different force ranges through the second and the third
Compression element can be defined independently. at
the third pressure member may in particular be another
Pressure member act. The presence of the second one defined above
Pressure element is not mandatory, but optional. Furthermore, the
third pressure member also be arranged and designed such that
with it an actuating force directly on one of the pressure regulator
Covered ventilation valve is transferable.
Um
Druckgas aus dem Arbeitsraum definiert entfernen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Regelungseinrichtung ein Belüftungsventil
umfasst zum Belüften des Arbeitsraumes.Around
To be able to remove compressed gas from the working space,
it is advantageous if the control device is a ventilation valve
includes for venting the work space.
Damit
das Instrument noch kompakter ausgebildet werden kann, ist es vorteilhaft,
wenn der Druckregler das Belüftungsventil umfasst.In order to
the instrument can be made even more compact, it is advantageous
if the pressure regulator includes the vent valve.
Den
Druck, ab dem das Belüftungsventil öffnet, kann
man auf einfach Weise dadurch einstellen, dass das Belüftungsventil
entgegen der Wirkung des dritten Druckglieds offenbar ist. Mit dem
dritten Druckglied kann somit direkt eine Öffnungskraft
zum Öffnen des Belüftungsventils definiert werden.The
Pressure from which the vent valve opens, can
You can easily adjust by the fact that the vent valve
against the action of the third pressure member is apparent. With the
third pressure member can thus directly an opening force
be defined to open the vent valve.
Um
die Baugröße des Instruments möglichst kompakt
zu halten, umfasst das Druckreglerkolbenelement vorzugsweise das
Belüftungsventil oder einen Teil desselben.Around
the size of the instrument as compact as possible
Preferably, the pressure regulator piston member comprises the
Ventilation valve or part of it.
Der
Arbeitsraum kann in definierter Weise mit Druckgas geflutet werden,
wenn das erste, das zweite und das dritte Druckglied derart angeordnet sind,
dass eine vom ersten Druckglied ausgeübte Kraft den vom
zweiten und dritten Druckglied ausgeübten Kräften
entgegenwirkt. Die Druckglieder derart anzuordnen ermöglicht
es, eine Betätigungskraft über das zweite und
dritte Druckglied einzuleiten, wobei dann, wenn die durch das zweite
und dritte Druckglied ausgeübte Kraft etwas größer
ist als die vom ersten Druckglied entgegengesetzt wirkende Kraft, das
Ventil öffenbar ist zum Einströmen lassen vom Druckgas
in den Arbeitsraum.Of the
Working space can be flooded in a defined manner with compressed gas,
when the first, the second and the third pressure member are arranged such
that a force exerted by the first pressure member force from the
second and third pressure member applied forces
counteracts. To arrange the pressure members so allows
it, an actuating force on the second and
initiate third pressure member, in which case if by the second
and third pressure member applied force slightly larger
is as opposed to the first pressure member acting force, the
Valve can be opened to allow the pressurized gas to flow in
in the workroom.
Um
im ersten Arbeitsbereich den Arbeitskolben ohne Beaufschlagen mit
Druckgas bewegen zu können, ist es günstig, wenn
das erste, das zweite und das dritte Druckglied derart ausgebildet
sind, dass eine vom ersten Druckglied ausgeübte Kraft im ersten
Arbeitsbereich stets größer ist als die Summe der
vom zweiten und dritten Druckglied ausgeübten Kräfte.
Es wird so insbesondere verhindert, dass das Ventil zum Herstellen
einer Fluidverbindung zwischen dem Arbeitsraum und der Druckgasquelle
geöffnet werden kann.Around
in the first working area the working piston without applying
To be able to move compressed gas, it is favorable if
the first, the second and the third pressure member are formed in such a way
are that a force exerted by the first pressure member in the first
Workspace is always greater than the sum of
Forces exerted by the second and third pressure member.
It is thus prevented in particular that the valve for manufacturing
a fluid connection between the working space and the compressed gas source
can be opened.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
eine Rückstelleinrichtung vorgesehen sein zum Überführen
des Instruments von einer Arbeitsstellung, in welcher der Arbeitskolben
in distaler Richtung bewegt ist, in eine Grundstellung zurück,
in welcher der Arbeitskolben seine proximalste Stellung einnimmt.
Legt eine Bedienperson das Instrument aus der Hand, ist es so möglich,
dass Instrument automatisch wieder in seine Grundstellung zu bringen.
Insbesondere kann die Rückstelleinrichtung in Form einer
pneumatischen Rückstelleinrichtung ausgebildet sein, gemäß welcher
vorgesehen sein kann, dass der Arbeitskolben durch entsprechende
Beaufschlagung mit Über- oder Unterdruck in die Grundstellung
zurück bewegt wird.According to one
Another preferred embodiment of the invention
a restoring device may be provided for transferring
the instrument of a working position, in which the working piston
moved in the distal direction, back to a normal position,
in which the working piston assumes its most proximal position.
If an operator puts the instrument out of his hand, it is possible
to automatically bring that instrument back to its basic position.
In particular, the restoring device in the form of a
be formed pneumatic return device, according to which
It can be provided that the working piston by appropriate
Exposure to positive or negative pressure in the basic position
is moved back.
Der
Aufbau der Rückstelleinrichtung wird besonders einfach,
wenn sie mindestens ein Rückstellglied umfasst, welches
sich einerseits an der Führungseinrichtung und andererseits
am Arbeitskolben und/oder am Stützelement abstützt
zum Ausüben einer in proximaler Richtung wirkenden Kraft
auf den Arbeitskolben und/oder das Stützelement. Insbesondere
kann es sich distalseitig am Arbeitszylinder und proximalseitig
am Arbeitskolben abstützen, so dass durch das Rückstellglied
eine in proximaler Richtung wirkende Rückstellkraft auf
den Arbeitskolben ausübbar ist, wenn dieser von seiner
proximalsten Stellung in distaler Richtung bewegt wurde. Optional
kann es sich, insbesondere auch alternativ, distalseitig am Arbeitszylinder
und proximalseitig am Stützelement abstützen,
so dass durch das Rückstellglied eine in proximaler Richtung
wirkende Rückstellkraft auf das Stützelement ausübbar
ist, wenn dieses von seiner proximalsten Stellung in distaler Richtung
bewegt wurde.The structure of the return device is particularly simple if it comprises at least one return member, which is supported on the one hand on the guide means and on the other hand on the working piston and / or on the support member for exerting a force acting in the proximal direction force on the working piston and / or the support member. In particular, it can be supported distally on the working cylinder and on the proximal side on the working piston, so that by the return member acting in the proximal direction restoring force is exerted on the working piston when it has been moved from its most proximal position in the distal direction. Optionally it may, in particular also alternatively, be supported on the working cylinder on the distal side and on the support element on the proximal side so that a restoring force acting in the proximal direction can be exerted on the support element by the restoring member, if this has been moved from its most proximal position in the distal direction.
Vorzugsweise
umfasst das Instrument ein Gehäuse, wobei an oder in dem
Gehäuse der Druckgasanschluss und/oder der Arbeitskolben
und/oder das Betätigungselement und/oder die Regelungseinrichtung
angeordnet oder ausgebildet sind. Insbesondere lassen sich die genannten
Bestandteile des Instruments geschützt oder zumindest teilweise
geschützt im Gehäuse anordnen.Preferably
the instrument comprises a housing, on or in the
Housing the compressed gas connection and / or the working piston
and / or the actuating element and / or the regulating device
arranged or formed. In particular, the mentioned
Components of the instrument protected or at least partially
arranged protected in the housing.
Zur
Verbesserung der Handhabbarkeit des Instruments ist es vorteilhaft,
wenn das Gehäuse einen Griffbereich umfasst und wenn das
Betätigungselement am Griffbereich angeordnet oder ausgebildet
oder gelagert ist. Eine Bedienperson kann so das Instrument am Griffbereich
erfassen und gleichzeitig mit derselben Hand das Betätigungselement
bedienen.to
Improving the handling of the instrument, it is advantageous
if the housing comprises a grip area and if that
Actuator arranged or formed on the handle area
or stored. An operator can thus use the instrument on the grip area
capture and simultaneously with the same hand the actuator
serve.
Vorzugsweise
weist der Griffbereich eine Druckgasbehälteraufnahme für
einen Druckgasbehälter auf und ist der Druckgasanschluss
im Bereich der oder in der oder an der Druckgasbehälteraufnahme
angeordnet oder ausgebildet. Dies gestattet es, den Druckgasbehälter
kompakt und ergonomisch optimiert am Instrument anzuordnen. Insbesondere kann
die Druckgasbehälteraufnahme verschließbar sein,
so dass der Druckgasbehälter vollständig geschützt
am Instrument anordenbar ist.Preferably
the grip area has a compressed gas container receptacle for
a compressed gas tank and is the compressed gas connection
in the area of or in or at the compressed gas tank receptacle
arranged or formed. This allows the compressed gas tank
compact and ergonomically optimized to arrange the instrument. In particular, can
the compressed gas container receptacle be closed,
so that the compressed gas tank completely protected
can be arranged on the instrument.
Das
chirurgische Instrument, wie es oben beschrieben wurde, kann insbesondere
auch in Form eines Instrumentengriffs ausgebildet sein. Um mit dem
Instrument chirurgische Eingriffe vornehmen zu können,
ist es vorteilhaft, wenn an einem distalen Ende des Arbeitskolbens
ein chirurgisches Werkzeugelement angeordnet ist.The
In particular, surgical instrument, as described above, can be used
also be designed in the form of an instrument handle. To be with the
Instrument surgical procedures,
it is advantageous if at a distal end of the working piston
a surgical tool element is arranged.
Um
beispielsweise Gewebe oder Knochen mit dem Instrument bearbeiten
zu können, ist es günstig, wenn das chirurgische
Werkzeugelement in Form einer Schneide ausgebildet ist.Around
For example, edit tissue or bone with the instrument
it is convenient if the surgical
Tool element is designed in the form of a cutting edge.
Damit
das Instrument wiederverwendet werden kann, auch wenn das chirurgische
Werkzeugelement beschädigt wurde und nicht mehr repariert
werden kann, ist es günstig, wenn das Werkzeugelement mit
dem Arbeitskolben lösbar verbindbar oder temporär
koppelbar ist. Es kann dann je nach Einsatzzweck oder bei Bedarf
nach Abnutzung des Werkzeugelements das optimal geeignete Werkzeugelement
mit dem Arbeitskolben gekoppelt werden.In order to
The instrument can be reused, even if the surgical
Tool element has been damaged and no longer repaired
can be, it is advantageous if the tool element with
detachably connectable to the working piston or temporarily
can be coupled. It can then depending on the purpose or if needed
after wear of the tool element, the optimally suitable tool element
be coupled with the working piston.
Grundsätzlich
wäre es denkbar, das chirurgische Instrument über
eine Druckgasverbindung mit einer Druckgasquelle, beispielsweise
einem Druckgasversorgungssystem in einem Krankenhaus zu verbinden.
Um das Instrument unabhängig und insbesondere schlauchverbindungslos
nutzen zu können, also ohne störende Verbindungsschläuche
die das Instrument mit der Druckgasquelle verbinden, ist es günstig,
wenn die Druckgasquelle ein mit einem Druckgas gefüllter
Gasbehälter ist und wenn der Gasbehälter mit dem
Druck gasanschluss lösbar verbindbar ist. Dies gestattet
es, bei Bedarf den leeren Gasbehälter vom Instrument zu
entfernen und durch einen vollen Gasbehälter zu ersetzen.in principle
It would be possible to use the surgical instrument over
a compressed gas connection with a compressed gas source, for example
to connect to a compressed gas supply system in a hospital.
To the instrument independently and in particular hose-disconnected
to be able to use, so without disturbing connecting hoses
which connect the instrument to the compressed gas source, it is convenient
when the compressed gas source filled with a compressed gas
Gas tank is and if the gas tank with the
Pressure gas connection is detachably connectable. This allows
if necessary, the empty gas container from the instrument
remove and replace with a full gas container.
Vorzugweise
umfasst das Instrument eine Druckgasquelle in Form eines Druckgasbehälters.
Es ist dann, vorausgesetzt der Druckgasbehälter ist mit dem
Druckgas gefüllt, ein sofort einsatzbereites Instrument
bereitstellbar, welches im ersten Arbeitsbereich ohne Druckgasunterstützung
und im zweiten Arbeitsbereich mit Druckgasunterstützung
den Arbeitskolben in distaler Richtung bewegen kann.preferably,
the instrument comprises a compressed gas source in the form of a pressurized gas container.
It is then, provided that the compressed gas container is with the
Compressed gas filled, an instantly ready to use instrument
available, which in the first work area without compressed gas support
and in the second work area with compressed gas support
can move the working piston in the distal direction.
Vorzugweise
ist das Instrument in Form einer Knochenstanze ausgebildet. Knochenstanzen
benötigen häufig sehr hohe Kräfte, beispielsweise
in der Größenordnung von 750 Newton, um Knochen
oder Gewebe zu bearbeiten, zum Beispiel zu durchtrennen. Knochenstanzen
weisen zwei zusammenwirkende Werkzeugglieder auf, nämlich
ein Ambossteil und eine Schneide, die relativ zum Ambossteil bewegt
werden kann. Typischerweise ist das Ambossteil mit dem Gehäuse
des Instruments verbunden, die Schneide vorzugsweise mit dem Arbeitskolben
des Instruments lösbar verbindbar, um sie bei Bedarf auswechseln
zu können. Insbesondere bei Knochenstanzen ist ein maximaler
Verschiebeweg durch den Aufbau des Instruments vorgegeben. Er entspricht einem
Abstand der Schneide vom Ambossteil in der Grundstellung. Befindet
sich zwischen der Schneide und dem Ambossteil kein Gewebe, so wird
keine große Kraft benötigt, um die Schneide in
Richtung auf und gegen den Ambossteil zu bewegen. In diesem Fall
ist eine Druckgasbeaufschlagung nicht erforderlich. Befindet sich
jedoch Gewebe oder Knochen zwischen der Schneide und dem Ambossteil,
dann wird eine hohe Arbeitskraft benötigt, wenn die Schneide und
das Ambossteil den Knochen oder das Gewebe zwischen sich klemmen
und durchtrennen sollen. Erst dann wird durch die besondere Ausgestaltung des
Instruments Druckgas genutzt, um die zum Bearbeiten des Knochens
oder des Gewebes erforderliche Arbeitskraft aufzubringen. So kann
durch die Regelungseinrichtung ein Druckgasverbrauch minimiert werden,
denn über den Verschiebeweg des Werkzeugselements, in dem
dies keine Kraft ausüben muss, kann auf eine Druckgasbeaufschlagung
des Arbeitskolbens verzichtet werden.Preferably, the instrument is in the form of a bone punch. Bone punches often require very high forces, for example of the order of 750 Newton, to machine or cut through bone or tissue, for example. Bone punches have two cooperating tool members, namely an anvil member and a blade that can be moved relative to the anvil member. Typically, the anvil member is connected to the housing of the instrument, the cutting edge preferably detachably connectable to the working piston of the instrument to be able to replace it if necessary. In particular, in bone punching a maximum displacement is given by the structure of the instrument. It corresponds to a distance of the cutting edge from the anvil part in the basic position. If there is no tissue between the cutting edge and the anvil member, no great force is needed to move the cutting blade toward and against the anvil member. In this case, pressurized gas is not required. However, if there is tissue or bone between the cutting edge and the anvil member, then a large amount of labor is needed if the cutting edge and anvil member are to clamp and sever the bone or tissue between them. Only then pressure gas is used by the special design of the instrument to apply the labor required for processing the bone or tissue. Thus, by the control device, a compressed gas consumption can be minimized because of the displacement of the factory generating elements, in which this must exert no force, can be dispensed with a pressurized gas loading of the working piston.
Gemäß einer
alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
kann das Instrument in Form eines Implantatverriegelungsinstruments
ausgebildet sein. Ähnlich wie bei einer Knochenstanze ist
auch bei einem Implantatverriegelungsinstrument nur auf einem relativ
kurzen Weg oder Hubbereich des Arbeitskolbens tatsächlich
eine hohe Arbeitskraft erforderlich, die ausgeübt werden
muss, um zum Beispiel Implantatteile relativ zueinander zu bewegen, insbesondere
zu spreizen. Erst im zweiten Arbeitsbereich wird dann tatsächlich
Druckgas genutzt, um den Arbeitskolben mit der erforderlichen Kraft
zu beaufschlagen, die über eine manuelle Kraftanleitung
des Betätigungselements nur schwer oder gar nicht möglich
wäre.According to one
alternative preferred embodiment of the invention
The instrument may be in the form of an implant locking instrument
be educated. Similar to a bone punch
even with a Implantverriegelungsinstrument only on a relative
short path or stroke range of the working piston actually
a high workforce required to be exercised
must, for example, to move implant parts relative to each other, in particular
to spread. Only in the second work area will then actually
Compressed gas used to power the working piston with the required force
to apply that over a manual power manual
the actuator is difficult or impossible
would.
Die
nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren
Erläuterung. Es zeigen:The
following description of preferred embodiments
The invention is in connection with the drawing of the closer
Explanation. Show it:
1:
eine schematische Gesamtansicht eines druckgasbetriebenen chirurgischen
Instruments in Form einer Knochenstanze; 1 : An overall schematic view of a gas-powered surgical instrument in the form of a bone punch;
2:
eine Schnittansicht Längslinie 2-2 in 1; 2 a sectional view taken along line 2-2 in FIG 1 ;
3:
eine vergrößerte Ansicht des die Druckregelungseinrichtung
umfassenden Teils des Instruments in der Grund- oder Ausgangsstellung; 3 : An enlarged view of the pressure control device comprehensive part of the instrument in the basic or initial position;
3a:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A aus 3; 3a : an enlarged view of area A off 3 ;
3b:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B aus 3; 3b : an enlarged view of area B off 3 ;
3c:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs C aus 3; 3c : an enlarged view of area C off 3 ;
4:
eine Ansicht analog 3 im ersten Arbeitsbereich des
Instruments; 4 : a view analog 3 in the first workspace of the instrument;
4a:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs D in 4; 4a : an enlarged view of the area D in 4 ;
5:
eine Ansicht analog 3 noch im ersten Arbeitsbereich
des Instruments bei zunehmendem Druckgasdruck im Arbeitsraum; 5 : a view analog 3 still in the first working range of the instrument with increasing pressure gas pressure in the working space;
5a:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs E in 5; 5a : an enlarged view of the area E in 5 ;
6:
eine Ansicht analog 3 bei ausschließlicher
Bewegung des Arbeitskolbens durch Druckgasbeaufschlagung im zweiten
Arbeitsbereich; 6 : a view analog 3 with exclusive movement of the working piston by Druckgasbeaufschlagung in the second working area;
6a:
eine vergrößerte Ansicht des Bereichs F in 6; 6a : an enlarged view of the area F in 6 ;
7:
eine vergrößerte Ansicht der Regelungseinrichtung
des Instruments beim Entlüften des Arbeitsraums; 7 an enlarged view of the control device of the instrument when venting the working space;
8a:
eine vergrößerte Ansicht des die Druckregelungseinrichtung
umfassenden Teils einer alternativen Ausführungsform des
Instruments in der Grund- oder Ausgangsstellung; und 8a : an enlarged view of the pressure control device comprising part of an alternative embodiment of the instrument in the basic or initial position; and
8b:
eine Ansicht entsprechend 8a bei
ausschließlicher Bewegung des Arbeitskolbens durch Druckgasbeaufschlagung
im zweiten Arbeitsbereich. 8b : a view accordingly 8a with exclusive movement of the working piston by Druckgasbeaufschlagung in the second working area.
In 1 ist
schematisch ein chirurgisches Instrument dargestellt und insgesamt
mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Es ist in Form einer
Knochenstanze ausgebildet und umfasst einen Handgriff 12 und
ein mit dem Handgriff 12 verbundenes, optional auch lösbar
verbindbares, Schaftteil 14 mit einem relativ zum Handgriff 12 feststehenden
oder drehfest an diesem festlegbaren Schaft 16, an dessen
distalem Ende 18 ein Ambossteil 20 in Form eines
sich im Wesentlichen quer zu einer vom Schaft 16 definierten Längsachse 22 erstrecken den
Vorsprungs ausgebildet ist, der als Widerlager für eine
ein distales Ende eines im Schaft 16 verschiebbar gelagerten
Stanzteils 24 bildende Schneide 26 bildet, welche
zum Bearbeiten von Knochen und/oder Gewebe gegen das Ambossteil 20 gedrückt
werden kann.In 1 schematically a surgical instrument is shown and in total by the reference numeral 10 Mistake. It is designed in the form of a bone punch and includes a handle 12 and one with the handle 12 connected, optionally detachable connectable, shaft part 14 with a relative to the handle 12 fixed or rotationally fixed to this fixable shaft 16 , at its distal end 18 an anvil part 20 in the form of a substantially transverse to one of the shaft 16 defined longitudinal axis 22 extending the projection is formed, which serves as an abutment for a distal end of a shaft 16 slidably mounted stamped part 24 forming cutting edge 26 forms, which for processing bone and / or tissue against the anvil part 20 can be pressed.
Der
Handgriff 12, welcher auch ohne den Schaftteil 14 die
Funktion eines erfindungsgemäßen chirurgischen
Instruments ausüben kann, zum Beispiel als Implantatverriegelungsinstrument,
um zwei Implantatteile relativ zueinander zu bewegen, umfasst einen
im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildeten Antriebsteil 28,
welcher sich bei mit dem Handgriff 12 verbundenem Schaftteil 14 in
Verlängerung der Längsachse 22 erstreckt.
An einem proximalen Ende des Antriebsteils 28 steht quer
von diesem ein Griffbereich 30 ab, an welchem ein Betätigungselement 32 in
Form eines um eine quer zur Längsachse 22 orientierte
Schenkachse 34 verschwenkbaren Hebels verschwenkbar gelagert
ist, welcher von einer Bedienperson in Richtung des Pfeils 36 auf
den Griffbereich 30 hin verschwenkt werden kann.The handle 12 which also without the shaft part 14 may perform the function of a surgical instrument according to the invention, for example as an implant locking instrument to move two implant parts relative to each other, comprises a substantially rotationally symmetrical drive part 28 , which itself with the handle 12 connected shaft part 14 in extension of the longitudinal axis 22 extends. At a proximal end of the drive part 28 stands across from this a grip area 30 from where an actuator 32 in the form of a transverse to the longitudinal axis 22 oriented Schenkachse 34 pivotable lever is pivotally mounted, which by an operator in the direction of the arrow 36 on the grip area 30 can be pivoted.
Der
Griffbereich 30 bildet zusammen mit dem Antriebsteil 28 ein
Gehäuse 38 aus, an welchem, wie ausschließlich
schematisch in 1 dargestellt, eine Druckgasbehälteraufnahme
zum Aufnehmen eines Druckgasbehälters 42 ausgebildet
ist. Die Druckgasbehälteraufnahme 40 ist in den
Griffbereich 30 integriert. In ihr ist ein Druckgasanschluss 44 ausgebildet,
der mit einem entsprechenden Anschlussstutzen 46 des eine
Druckgasquelle 48 bildenden Druckgasbehälters 42 in
Eingriff bringbar und gasdicht verbindbar ist. Optional wäre
es möglich, den Griffbereich 30 schlanker auszubilden,
wie beispielhaft in 2 dargestellt, und ganz auf
die Druckgasbehälteraufnahme 40 zu verzichten.
Das Instrument 10 ist optional auch mit einer Druckgasquelle über
einen Druckgasschlauch 50 verbindbar. Dies gestattet es,
das Instrument 10 auch ohne Verwendung eines Druckgasbehälters 42 zu
nutzen, indem es zum Beispiel mit einer Druckgasversorgung, wie sie üblicherweise
in einem Krankenhaus vorhanden ist, verbunden wird.The grip area 30 forms together with the drive part 28 a housing 38 from, on which, as exclusively schematically in 1 shown, a compressed gas container receptacle for receiving a compressed gas container 42 is trained. The compressed gas tank receptacle 40 is in the grip rich 30 integrated. In it is a compressed gas connection 44 formed, with a corresponding connection piece 46 of a compressed gas source 48 forming compressed gas tank 42 can be brought into engagement and gas-tight connectable. Optionally, it would be possible to use the grip area 30 leaner form, as exemplified in 2 shown, and completely on the compressed gas tank receptacle 40 to renounce. The instrument 10 is also optional with a compressed gas source via a compressed gas hose 50 connectable. This allows the instrument 10 even without the use of a gas cylinder 42 for example, by being connected to a pressurized gas supply, such as is usually present in a hospital.
Kernstück
des Instruments 10 ist der Antriebsteil 28. Er
umfasst einen sich proximalseitig an den Schaft 16 anschließenden
Arbeitszylinder 52, dessen Innendurchmesser etwas mehr
als doppelt so groß ist wie ein Innendurchmesser des Schafts 16. Über
einen radial von der Längsachse 22 abstehenden
Flansch 54 sind der Schaft 16 und der Arbeitszylinder 52 miteinander
verbunden. Proximalseitig schließt sich an den Arbeitszylinder 52 ein
Führungszylinder 56 an, welcher über
einen weiteren, sich in radialer Richtung erstreckenden Flansch 58 mit
dem Arbeitszylinder 52 verbunden ist. Ein Innendurchmesser
des Führungszylinders 56 ist kleiner als ein Innendurchmesser
des Arbeitszylinders 52, jedoch etwas größer
als der Innendurchmesser des Schafts 16. An den Führungszylinder 56 schließt
sich proximalseitig, über einen weiteren Flansch 60 verbunden,
welcher sich in radialer Richtung von der Längsachse 22 weg
erstreckt, ein Lagerzylinder 62 an, welcher proximalseitig
mit einer Stirnwand 64 verschlossen ist. Der Innendurchmesser
des Schafts 16 ist etwa zweieinhalb mal so groß wie
der Innendurchmesser des Lagerzylinders 62. Der Arbeitszylinder 52,
der Führungszylinder 56 und der Lagerzylinder 62 bilden
einen Teil des Gehäuses 38 sowie eine insgesamt
mit dem Bezugszeichen 250 bezeichnete Führungseinrichtung
aus. Sie dienen zudem der Aufnahme des Antriebs des Instruments 10 sowie
einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 66 versehenen Regelungseinrichtung.Centerpiece of the instrument 10 is the driving part 28 , It includes a proximal end to the shaft 16 subsequent working cylinder 52 whose inner diameter is slightly more than twice as large as an inner diameter of the shaft 16 , About a radial from the longitudinal axis 22 protruding flange 54 are the shaft 16 and the working cylinder 52 connected with each other. Proximalseitig joins the working cylinder 52 a guide cylinder 56 which, via another, extending in the radial direction flange 58 with the working cylinder 52 connected is. An inner diameter of the guide cylinder 56 is smaller than an inner diameter of the working cylinder 52 but slightly larger than the inner diameter of the shaft 16 , To the guide cylinder 56 closes on the proximal side, via another flange 60 connected, which is in the radial direction from the longitudinal axis 22 extends away, a bearing cylinder 62 which is on the proximal side with an end wall 64 is closed. The inner diameter of the shaft 16 is about two and a half times the inner diameter of the bearing cylinder 62 , The working cylinder 52 , the guide cylinder 56 and the bearing cylinder 62 form part of the housing 38 and a total with the reference numeral 250 designated guide device. They also serve to accommodate the drive of the instrument 10 and one in total with the reference numeral 66 provided control device.
Im
Arbeitszylinder 52 gehalten und geführt ist ein
Arbeitskolben 68, welcher eine Kolbenscheibe 70 und
einen einstückig mit dieser ausgebildeten und sich in distaler
Richtung erstreckenden Zylinderabschnitt 72 umfasst. Der
Außendurchmesser des massiven Zylinderabschnitts 72 entspricht
dem Innendurchmesser des Schafts 16. Der Zylinderabschnitt 72 kann
einstückig mit dem Stanzteil 24 ausgebildet sein.
Optional kann der Zylinderabschnitt 72 auch mittels einer
nicht dargestellten Kupplungseinrichtung vom Stanzteil 24 lösbar
sein, um das Stanzteil 24 bei Bedarf auswechseln zu können.
Ein Außendurchmesser der Kolbenscheibe 70 entspricht
dem Innendurchmesser des Arbeitszylinders 52.In the working cylinder 52 held and guided is a working piston 68 which is a piston disc 70 and an integrally formed therewith and extending in the distal direction cylinder portion 72 includes. The outer diameter of the massive cylinder section 72 corresponds to the inner diameter of the shaft 16 , The cylinder section 72 Can be made in one piece with the stamped part 24 be educated. Optionally, the cylinder section 72 also by means of a coupling device, not shown, from the stamped part 24 be releasable to the stamped part 24 to replace if necessary. An outer diameter of the piston disc 70 corresponds to the inner diameter of the working cylinder 52 ,
An
einer in distaler Richtung weisenden Ringfläche 74 der
Kolbenscheibe 70 stützt sich eine ein Rückstellglied 76 bildende
Schraubenfeder ab. Distalseitig stützt sich das Rückstellglied 76 innen
am Flansch 54 ab. Das Rückstellglied 76 ist
als Druckglied ausgebildet und bildet einen Teil einer Rückstelleinrichtung 78,
die den Arbeitskolben 68, wenn keine von einem Anwender
eingeleiteten oder angeforderten Betätigungskräfte
auf ihn wirken, in seine Grundstellung bewegt, nämlich
in proximaler Richtung, bis er an einem Stützelement 80,
wie in den 2 und 3 dargestellt,
anliegt. Der Arbeitskolben 68 ist somit im Arbeitszylinder 52 und
im Schaft 16, und damit zumindest teilweise durch die Führungseinrichtung 250,
parallel zur Längsachse 22 in distaler und proximaler
Richtung verschiebbar geführt. In eine auf einer von der
Längsachse 22 weg weisenden Außenfläche
ausgebildeten Ringnut 82 der Kolbenscheibe 70 ist
ein Dichtelement 84 in Form eines O-Ringes eingesetzt zum
Abdichten des Arbeitskolbens 68 und des Arbeitszylinders 52 relativ
zueinander.At a distally facing annular surface 74 the piston disc 70 a resetting member is supported 76 forming coil spring. On the distal side, the return element is supported 76 inside the flange 54 from. The reset element 76 is designed as a pressure member and forms part of a restoring device 78 holding the working piston 68 when no user-initiated or requested actuation forces act on it, moves to its home position, namely in the proximal direction, until it engages a support member 80 as in the 2 and 3 shown, applied. The working piston 68 is thus in the working cylinder 52 and in the shaft 16 , and thus at least partially by the management facility 250 , parallel to the longitudinal axis 22 slidably guided in the distal and proximal directions. In one on one of the longitudinal axis 22 way-facing outer surface trained annular groove 82 the piston disc 70 is a sealing element 84 in the form of an O-ring used to seal the working piston 68 and the working cylinder 52 relative to each other.
Das
Stützelement 80 ist in Form eines Kolbens ausgebildet
mit einer ein distales Ende des Stützelements 80 bildenden
Kolbenscheibe 86, die einstückig mit einem sich
in proximaler Richtung erstreckenden Zylinderabschnitt 88 ausgebildet
ist. Ein Außendurchmesser der Kolbenscheibe 86 entspricht dem
Innendurchmesser des Arbeitszylinders 52. Ein Außendurchmesser
des Zylinderabschnitts 88 entspricht dem Innendurchmesser
des Führungszylinders 56. In eine auf einer von
der Längsachse 22 weg weisenden Außenfläche
ausgebildeten Ringnut 90 der Kolbenscheibe 86 ist
ein Dichtelement 92 in Form eines O-Rings eingesetzt zum
Abdichten des Stützelements 80 und des Arbeitszylinders 52 relativ
zueinander. Vom Zylinderabschnitt 88 steht proximalseitig ein
kurzer hülsenförmiger Zylinderabschnitt 94 ab, welcher
koaxial zur Längsachse 22 ausgerichtet ist. Ein
Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 94 ist etwa
1,5 mal größer als ein Innendurchmesser des Lagerzylinders 62.The support element 80 is in the form of a piston formed with a distal end of the support member 80 forming piston disc 86 integral with a cylinder section extending in the proximal direction 88 is trained. An outer diameter of the piston disc 86 corresponds to the inner diameter of the working cylinder 52 , An outer diameter of the cylinder portion 88 corresponds to the inner diameter of the guide cylinder 56 , In one on one of the longitudinal axis 22 way-facing outer surface trained annular groove 90 the piston disc 86 is a sealing element 92 used in the form of an O-ring for sealing the support element 80 and the working cylinder 52 relative to each other. From the cylinder section 88 is proximal a short sleeve-shaped cylinder section 94 which is coaxial with the longitudinal axis 22 is aligned. An outer diameter of the cylinder portion 94 is about 1.5 times larger than an inner diameter of the bearing cylinder 62 ,
Koaxial
zur Längsachse 22 ist im Zylinderabschnitt 88 ein
Sackloch 96 ausgebildet, welches in distaler Richtung weisend
geöffnet ist. Der Innendurchmesser des Sacklochs 96 entspricht
dem Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 94 und
ist damit kleiner als der Innendurchmesser des Schafts 16.
Ein proximales Ende 100 des Zylinderabschnitts 94 ist
mit dem Sackloch 96 über eine sich koaxial zur Längsachse 22 erstreckenden
Bohrung 102 verbunden. In einer verbleibenden Zylinderwand 104 des Zylinderabschnitts 94 sind
mehrere gleichmaßig über den Umfang desselben
verteilte und sich parallel zur Längsachse 22 erstreckende
Bohrungen 106 ausgebildet, die ebenfalls das Ende 100 mit
dem Sackloch 96 verbinden.Coaxial to the longitudinal axis 22 is in the cylinder section 88 a blind hole 96 formed, which is open in the distal direction. The inner diameter of the blind hole 96 corresponds to the outer diameter of the cylinder portion 94 and is thus smaller than the inner diameter of the shaft 16 , A proximal end 100 of the cylinder section 94 is with the blind hole 96 about a coaxial to the longitudinal axis 22 extending bore 102 connected. In a remaining cylinder wall 104 of the cylinder section 94 are several evenly distributed over the circumference of the same and parallel to the longitudinal axis 22 extending holes 106 trained, which is also the end 100 with the blind hole 96 connect.
In
die Bohrung 102 eingesetzt ist ein Bolzenabschnitt 108,
welcher distalseitig mit einem in distaler Richtung weisenden Boden 110 des
Sacklochs 96 bündig abschließt. Der Bolzenabschnitt 108 ist
etwas länger als die Bohrung 102 und proximalseitig
einstückig mit einer weiteren Kolbenscheibe 112 verbunden,
deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Führungszylinders 96 entspricht.
Die Kolbenscheibe 112 ist somit etwas vom proximalen Ende 100 des
Zylinderabschnitts 94 beabstandet. In eine auf einer von
der Längsachse 22 weg weisenden Außenfläche
ausgebildeten Ringnut 114 der Kolbenscheibe 112 ist
ein Dichtelement 116 in Form eines O-Rings eingesetzt,
um die Kolbenscheibe 112 und den Führungszylinder 56 relativ
zueinander abzudichten.Into the hole 102 used is a bolt section 108 , which is distal with a distal-facing bottom 110 the blind hole 96 flush. The bolt section 108 is a bit longer than the hole 102 and on the proximal side in one piece with another piston disc 112 connected, the outer diameter of the inner diameter of the guide cylinder 96 equivalent. The piston disc 112 is thus something of the proximal end 100 of the cylinder section 94 spaced. In one on one of the longitudinal axis 22 way-facing outer surface trained annular groove 114 the piston disc 112 is a sealing element 116 used in the form of an O-ring to the piston disc 112 and the guide cylinder 56 seal relative to each other.
Koaxial
zu den Bohrungen 106 sind an der Kolbenscheibe 112 in
entsprechender Zahl und mit demselben Innendurchmesser Bohrungen 118 vorgesehen
und fluchtend mit den Bohrungen 106 ausgerichtet. Der Bolzenabschnitt 108 kann
in die Öffnung 102 eingeklebt sein. Optional kann
das Sackloch 96 mit einem Innengewinde versehen sein, der Bolzenabschnitt 108 mit
einem korrespondierenden Außengewinde, so dass der Bolzenabschnitt 108 und das
Stützelement 80 miteinander verschraubbar sind.
In jedem Fall ist der Bolzenabschnitt 108 unbeweglich mit
dem Zylinderabschnitt 94 verbunden.Coaxial with the holes 106 are on the piston disc 112 in corresponding number and with the same inner diameter holes 118 provided and aligned with the holes 106 aligned. The bolt section 108 can in the opening 102 be glued. Optionally, the blind hole 96 be provided with an internal thread, the bolt section 108 with a corresponding external thread, so that the pin section 108 and the support element 80 can be screwed together. In any case, the bolt section 108 immovable with the cylinder section 94 connected.
Von
einer proximalen Endfläche 120 der Kolbenscheibe 112 steht
ein zylindrischer Ventilstift 122 koaxial zur Längsachse 22 in
proximaler Richtung weisend ab. An einem proximalen Ende desselben
ist ein Ringflansch 124 ausgebildet, an welchem ein Dichtelement 126 gehalten
ist, welches in eine in distaler Richtung weisende Ringnut eingesetzt
ist.From a proximal end surface 120 the piston disc 112 is a cylindrical valve pin 122 coaxial to the longitudinal axis 22 pointing in the proximal direction. At a proximal end thereof is an annular flange 124 formed, on which a sealing element 126 is held, which is inserted in a distally facing annular groove.
Auf
dem Zylinderabschnitt 94 parallel zur Längsachse 22 geführt
ist ein Klemmkolben 128. Er weist zwei Ringnuten 130 und 132 auf,
die in radialer Richtung von der Längsachse 22 weg
beziehungsweise in radialer Richtung auf die Längsachse 22 hin weisend
geöffnet sind. In die Ringnuten 130 und 132 eingesetzt
sind Dichtelemente 134 und 136 in Form von O-Ringen
zum Abdichten des Klemmkolbens 128 und des Führungszylinders 56 beziehungsweise des
Klemmkolbens 128 und des Zylinderabschnitts 94 relativ
zueinander.On the cylinder section 94 parallel to the longitudinal axis 22 guided is a clamping piston 128 , He has two annular grooves 130 and 132 on, in the radial direction from the longitudinal axis 22 away or in the radial direction on the longitudinal axis 22 pointing are open. In the ring grooves 130 and 132 used are sealing elements 134 and 136 in the form of O-rings for sealing the clamping piston 128 and the guide cylinder 56 or the clamping piston 128 and the cylinder section 94 relative to each other.
Zwischen
einer in proximaler Richtung weisenden Ringfläche 138 des
Zylinderabschnitts 88 und einer in distaler Richtung weisenden
Ringfläche 140 des Klemmkolbens 128 sind
zwei identische Klemmelemente 142 in Form von Scheiben 144 angeordnet.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei Klemmelemente
vorgesehen sein, die zudem nicht identisch ausgebildet sein müssen.
Die Scheiben 144 definieren keine Ebene senkrecht zur Längsachse 22,
sondern sind relativ zur Längsachse 22 etwas geneigt.
Innenkanten 146 der Scheiben 144, die in radialer
Richtung auf die Längsachse 22 hin weisen, sind
so etwas distaler angeordnet als von der Längsachse 22 weg
weisende Außenkanten 148 der Scheiben 144.
Die distalere Scheibe 144 liegt vorzugsweise benachbart
der Innenkante 146 an der Ringfläche 138 an,
die proximale Scheibe 144 benachbart ihrer Außenkante 148 an
der Ringfläche 140.Between a ring surface pointing in the proximal direction 138 of the cylinder section 88 and a distally facing annular surface 140 of the clamping piston 128 are two identical clamping elements 142 in the form of slices 144 arranged. Of course, more than two clamping elements can be provided, which also need not be identical. The disks 144 do not define a plane perpendicular to the longitudinal axis 22 but are relative to the longitudinal axis 22 a little inclined. inner edges 146 the discs 144 in the radial direction on the longitudinal axis 22 point, are arranged something more distal than from the longitudinal axis 22 wayward outer edges 148 the discs 144 , The more distal disc 144 is preferably adjacent to the inner edge 146 on the ring surface 138 on, the proximal disc 144 adjacent to its outer edge 148 on the ring surface 140 ,
Die
Regelungseinrichtung 66 umfasst ferner einen Druckregelkolben 150,
der eine Kolbenscheibe 152 umfasst sowie einen von einer
in proximaler Richtung weisenden Seitenfläche 154 der
Kolbenscheibe 152 abstehenden Zylinderabschnitt 156.
Die Kolbenscheibe 152 weist einen Außendurchmesser auf,
der dem Innendurchmesser des Führungszylinders 56 entspricht.
In eine in einer von der Längsachse 22 weg weisenden
Außenfläche ausgebildeten Ringnut 158 der
Kolbenscheibe 152 ist ein Dichtelement 160 in
Form eines O-Rings eingesetzt, um die Kolbenscheibe 152 und
den Führungszylinder 56 relativ zueinander abzudichten.
Der Zylinderabschnitt 156 weist einen Außendurchmesser
auf, der dem Innendurchmesser des Lagerzylinders 62 entspricht.The control device 66 further comprises a pressure regulating piston 150 , which is a piston disc 152 includes and one of a pointing in the proximal side surface 154 the piston disc 152 protruding cylinder section 156 , The piston disc 152 has an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the guide cylinder 56 equivalent. In one in one of the longitudinal axis 22 way-facing outer surface trained annular groove 158 the piston disc 152 is a sealing element 160 used in the form of an O-ring to the piston disc 152 and the guide cylinder 56 seal relative to each other. The cylinder section 156 has an outer diameter that corresponds to the inner diameter of the bearing cylinder 62 equivalent.
Zum
Abdichten des Zylinderabschnitts 156 und des Führungszylinders 56 relativ
zueinander ist am Führungszylinder 56 im Bereich
des Flansches 58 eine in Richtung auf die Längsachse 22 hin
geöffnete Ringnut 162 ausgebildet, in die ein
Dichtelement 164 in Form eines O-Rings eingesetzt ist.
Etwas beabstandet und proximalseitig der Ringnut 162 ist
in einer den Lagerzylinder 62 ausbildenden Ringwand 166 eine
sich in Richtung der Längsachse 22 erstreckende
ringnutartige Ausnehmung 168 ausgebildet, die einen den
Zylinderabschnitt 156 umgebenden Ringraum 170 definiert.
Proximalseitig der Ausnehmung 168 und etwas beabstandet
von dieser ist analog zur Ringnut 162 eine weitere Ringnut 172 ausgebildet,
in die ein Dichtelement 174 in Form eines weiteren O-Rings
eingesetzt ist zum Abdichten des Zylinderabschnitts 156 und
des Lagerzylinders 62 relativ zueinander proximalseitig
des Ringraums 170. Der Druckgasanschluss 44, welcher
in Form eines hülsenförmigen Stutzens senkrecht
zur Längsachse 22 außen vom Lagerzylinder 62 absteht,
ist über eine Bohrung 176, deren Längsachse
senkrecht zur Längsachse 22 orientiert ist, mit
dem Ringraum 170 verbunden.For sealing the cylinder section 156 and the guide cylinder 56 relative to each other is on the guide cylinder 56 in the area of the flange 58 one in the direction of the longitudinal axis 22 open annular groove 162 formed, in which a sealing element 164 is used in the form of an O-ring. Slightly spaced and proximal side of the annular groove 162 is in a bearing cylinder 62 forming ring wall 166 one in the direction of the longitudinal axis 22 extending annular groove-like recess 168 formed, one the cylinder section 156 surrounding annulus 170 Are defined. Proximalseitig the recess 168 and slightly spaced from this is analogous to the annular groove 162 another ring groove 172 formed, in which a sealing element 174 used in the form of another O-ring for sealing the cylinder portion 156 and the bearing cylinder 62 relative to each other proximal side of the annulus 170 , The compressed gas connection 44 , which in the form of a sleeve-shaped neck perpendicular to the longitudinal axis 22 outside of the bearing cylinder 62 is about to drill 176 whose longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis 22 oriented, with the annulus 170 connected.
Der
Zylinderabschnitt 156 ist hohl und definiert einen langgestreckten
hohlzylindrischen Innenraum 178, welcher sich von einer
proximalseitigen Stirnwand 180 des Zylinderabschnitts 156 bis
zur Kolbenscheibe 152 erstreckt. Eine hülsenförmige verbleibende
Wand 182 des Zylinderabschnitts 156 ist mit mehreren über
den Umfang der Wand 182 verteilten Bohrungen 184 versehen,
deren Längsachsen die Längsachse 22 senkrecht
schneiden. Alle Bohrungen 184 sind in einer Ebene 186 angeordnet,
die senkrecht zur Längsachse 22 orientiert ist.
Die Bohrungen 184 sind ferner derart am Zylinderabschnitt 156 positioniert,
dass sie mit dem Ringraum 170 in Fluidverbindung stehen,
selbst dann, wenn die Stirnwand 180 an einer in distaler
Richtung weisenden Stirnfläche 188 der Stirnwand 64 anliegt.
Die Erstreckung, das heißt eine Länge, des Ringraums 170 parallel
zur Längsachse 122 ist so gewählt, dass
die Bohrungen 184 mit dem Ringraum 170 auch dann noch
in Fluidverbindung stehen, wenn der Zylinderabschnitt 156 seine
distalste Stellung einnimmt, also maximal weit in distaler Richtung
verschoben ist. So ist es möglich, dass unabhängig
von einer Stellung des Zylinderabschnitts 156 relativ zum
Lagerzylinder 62 Druckgas von der Druckgasquelle 48 über
den Druckgasanschluss 44 in den Innenraum 178 gelangen
kann.The cylinder section 156 is hollow and defines an elongated hollow cylindrical interior 178 which extends from a proximal end wall 180 of the cylinder section 156 to the piston disc 152 extends. A sleeve-shaped remaining wall 182 of the cylinder section 156 is with several over the circumference of the wall 182 distributed holes 184 provided, whose longitudinal axes are the longitudinal axis 22 cut vertically. All boh conclusions 184 are in one plane 186 arranged perpendicular to the longitudinal axis 22 is oriented. The holes 184 are also on the cylinder portion 156 positioned them with the annulus 170 be in fluid communication, even if the end wall 180 at an end face pointing in the distal direction 188 the front wall 64 is applied. The extension, that is, a length of the annulus 170 parallel to the longitudinal axis 122 is chosen so that the holes 184 with the annulus 170 even then be in fluid communication when the cylinder section 156 assumes its most distal position, that is displaced maximally far in the distal direction. So it is possible that regardless of a position of the cylinder section 156 relative to the bearing cylinder 62 Compressed gas from the compressed gas source 48 via the compressed gas connection 44 in the interior 178 can get.
In
der Kolbenscheibe 152 ist ein in distaler Richtung weisendes
flaches Sackloch 190 ausgebildet. Einen Boden 192 des
Sacklochs 190 durchsetzt eine koaxial zur Längsachse 22 ausgebildete
Bohrung 194, deren Innendurchmesser etwas größer
ist als ein Außendurchmesser des Ventilstifts 122,
der die Bohrung 194 durchsetzt. Ein Innendurchmesser des
Innenraums 178 ist etwas größer als ein
Innendurchmesser der Bohrung 194. Ein Außendurchmesser
des Ringflansches 124 ist etwas kleiner als ein Innendurchmesser
des Innenraums 178. Der Ringflansch 124 kann mit
der Seitenfläche 154 in Anlage gebracht werden,
und zwar mit einem Teil derselben, nämlich einer in proximaler
Richtung weisenden Ringfläche 196, die den Innenraum 178 die
Bohrung 194 umgebend begrenzt. Mit dem Dichtelement 126 können
der Ringflansch 124 und die Kolbenscheibe 152 relativ
zueinander abgedichtet werden.In the piston disc 152 is a flat blind hole pointing in the distal direction 190 educated. A floor 192 the blind hole 190 passes through a coaxial to the longitudinal axis 22 trained hole 194 , whose inner diameter is slightly larger than an outer diameter of the valve pin 122 that the bore 194 interspersed. An inside diameter of the interior 178 is slightly larger than an inside diameter of the hole 194 , An outer diameter of the annular flange 124 is slightly smaller than an inside diameter of the interior 178 , The ring flange 124 can with the side surface 154 be brought into abutment, with a part of the same, namely a pointing in the proximal direction annular surface 196 that the interior 178 the hole 194 surrounding limited. With the sealing element 126 can the ring flange 124 and the piston disc 152 be sealed relative to each other.
Ein
erstes Druckglied 198 in Form einer Schraubenfeder stützt
sich distalseitig an der Endfläche 120 und proximalseitig
am Boden 192 ab und drückt die Kolbenscheibe 152 in
proximaler Richtung gegen den Ringflansch 124. Die Bohrung 194 ist dann
geschlossen.A first pressure element 198 in the form of a coil spring is supported distally on the end face 120 and on the proximal side of the floor 192 and pushes the piston disc 152 in the proximal direction against the annular flange 124 , The hole 194 is then closed.
An
der Kolbenscheibe 152 ist parallel zur Bohrung 194,
jedoch von dieser in radialer Richtung beabstandet, eine weitere
Bohrung 200 vorgesehen, die den Boden 192 und
die Seitenfläche 154 miteinander verbindet. Konzentrisch
zur Längsachse 22 sind in der Seitenfläche 154 zwei
Ringnuten 202 und 204 ausgebildet, die in proximaler
Richtung weisend geöffnet sind. Sie sind derart angeordnet,
dass die Ringnut 202 in radialer Richtung von der Längsachse 22 etwas
weiter beabstandet ist als die Bohrung 200, die Ringnut 204 etwas
näher zur Längsachse 22 angeordnet ist
als die Bohrung 200. In die Ringnuten 202 und 204 sind
jeweils Dichtelemente 206 und 208 in Form von
O-Ringen eingesetzt, die mit einer den Zylinderabschnitt 156 umgebenden
Ventilscheibe 210 zusammenwirken, um die Bohrung 200 gasdicht zu
verschließen. Die Ventilscheibe 200 definiert
eine Ebene senkrecht zur Längsachse 22.At the piston disc 152 is parallel to the hole 194 but spaced from the latter in the radial direction, another bore 200 provided the ground 192 and the side surface 154 connects with each other. Concentric to the longitudinal axis 22 are in the side surface 154 two annular grooves 202 and 204 formed, which are open facing in the proximal direction. They are arranged such that the annular groove 202 in the radial direction from the longitudinal axis 22 a little further apart than the bore 200 , the ring groove 204 a little closer to the longitudinal axis 22 is arranged as the bore 200 , In the ring grooves 202 and 204 are each sealing elements 206 and 208 used in the form of O-rings, with a cylinder section 156 surrounding valve disc 210 work together to drill the hole 200 gastight to close. The valve disc 200 defines a plane perpendicular to the longitudinal axis 22 ,
Auf
einer Außenseite des Zylinderabschnitts 156 ist
eine flache schmale Ringnut 212 ausgebildet, und zwar in
einem Abstand zur Seitenfläche 154, der etwas
kleiner ist als eine Erstreckung des Ringraums 170 parallel
zur Längsachse. In die Ringnut 212 eingesetzt
ist eine einen Außendurchmesser, der kleiner als ein Außendurchmesser
der Lagerhülse 62 ist, aufweisende Scheibe 214,
welche eine in distaler Richtung weisende ringförmige Anschlagfläche 216 definiert.
Die Scheibe 214 kann gleichzeitig als Anschlag dienen,
um eine Bewegung des Zylinderabschnitts 156 in proximaler
Richtung zu begrenzen, nämlich dann, wenn die Scheibe 214 am
Flansch 60 anschlägt. Zwischen der Scheibe 214 und
der Seitenfläche 154 ist ein Betätigungsglied 218 in
Form einer flachen Scheibe verschiebbar auf dem Zylinderabschnitt 156 angeordnet,
deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Zylinderabschnitts 156 angepasst
ist und deren Außendurchmesser an den Innendurchmesser
des Führungszylinders 56 angepasst ist. Ein zweites
Druckglied 220 in Form einer Schraubenfeder stützt
sich proximalseitig am Betätigungsglied 218 und
distalseitig an der Seitenfläche 154 ab. Ein Durchmesser
des zweiten Druckglieds 220 ist etwas größer
als ein Außendurchmesser der Ventilscheibe 210.On an outside of the cylinder section 156 is a flat narrow ring groove 212 trained, in a distance to the side surface 154 which is a little smaller than an extension of the annulus 170 parallel to the longitudinal axis. In the ring groove 212 used is an outer diameter smaller than an outer diameter of the bearing sleeve 62 is having disc 214 , which has a distally facing annular abutment surface 216 Are defined. The disc 214 can simultaneously serve as a stop to a movement of the cylinder portion 156 in the proximal direction, namely, when the disc 214 on the flange 60 strikes. Between the disc 214 and the side surface 154 is an actuator 218 in the form of a flat disc slidably on the cylinder portion 156 arranged, the inner diameter of the outer diameter of the cylinder portion 156 is adapted and the outer diameter of the inner diameter of the guide cylinder 56 is adjusted. A second pressure element 220 in the form of a coil spring is supported on the proximal side of the actuator 218 and distally on the side surface 154 from. A diameter of the second pressure member 220 is slightly larger than an outer diameter of the valve disc 210 ,
Ein
drittes Druckglied 222 stützt sich proximalseitig
ebenfalls am Betätigungsglied 218 ab, distalseitig
jedoch an der Ventilscheibe 210. Eine Federkonstante des
zweiten Druckglieds 220 ist etwas größer
als eine Federkonstante des dritten Druckglieds 222. Das
zweite Druckglied 220 drückt das Betätigungsglied 218 gegen
die Anschlagfläche 216. Das dritte Druckglied 222 drückt
die Ventilscheibe 210 gegen die Dichtelemente 206 und 208 und
verschließt so die Bohrung 200.A third pressure element 222 also supports the actuator on the proximal side 218 but at the distal end on the valve disc 210 , A spring constant of the second pressure member 220 is slightly larger than a spring constant of the third pressure member 222 , The second pressure element 220 pushes the actuator 218 against the stop surface 216 , The third pressure element 222 pushes the valve disc 210 against the sealing elements 206 and 208 and thus closes the hole 200 ,
Das
Betätigungselement 32 erstreckt sich über
die Schwenkachse 34 hinaus und definiert einen Hebelarm 224,
welcher gabelförmig und zwei parallel zueinander verlaufende
Schenkel 226 umfassend ausgebildet ist. Er ist so angeordnet,
dass die Schenkel 226 des gabelförmigen Hebelarms 224 direkt
am Betätigungsglied 218 auf dessen in proximaler
Richtung weisenden Seitenfläche 228 anliegen.
Wird das Betätigungsglied 32 in Richtung auf den
Griffbe reich 30 um die Schwenkachse 34 hin verschwenkt,
so werden die Schenkel 226 in distaler Richtung bewegt,
nehmen das Betätigungsglied 218 mit und verschieben
es in distaler Richtung.The actuator 32 extends over the pivot axis 34 and defines a lever arm 224 , which fork-shaped and two parallel legs 226 is formed comprehensively. He is arranged so that the thighs 226 the forked lever arm 224 directly on the actuator 218 on its side facing in the proximal direction side surface 228 issue. Will the actuator 32 towards the Griffbe rich 30 around the pivot axis 34 pivoted back, so are the thighs 226 moved in the distal direction, take the actuator 218 with and move it in the distal direction.
Die
Funktionsweise des Instruments 10, insbesondere auch die
Funktionsweise der Regelungseinrichtung 66, wird nachfolgend
anhand der Figuren erläutert.The operation of the instrument 10 , In particular, the operation of the control device 66 is explained below with reference to the figures.
In
den 1 bis 3a ist das Instrument 10 in
seiner Grundstellung dargestellt. Das Betätigungselement 32 ist
dabei unbetätigt. Die Druckgasquelle 48 steht
mit dem Innenraum 178 in Fluidverbindung. Der von der Druckgasquelle 48 bereitgestellte
Arbeitsdruck des Druckgases wirkt auf den Ringflansch 124 und
drückt diesen gegen die Ringfläche 196.
Ein Ventil 230, das definiert wird durch die Bohrung 194 in
Verbindung mit dem Ringflansch 124 und dem Dichtelement 126,
nimmt in der Grundstellung des Instruments 10 eine geschlossene
Stellung ein. Das Druckgas kann somit nicht durch die Bohrung 194 hindurchströmen.
Das Rückstellglied 76 drückt den Arbeitskolben 68 in
proximaler Richtung. Die Kolbenscheibe 70 liegt an der
Kolbenscheibe 86 an, welche bis an den Flansch 58 heranbewegt
wird. Die Kolbenscheibe 112, die fest mit der Kolbenscheibe 86 verbunden
ist, wird somit zwangsweise ebenfalls in proximaler Richtung bewegt.
Das erste Druckglied 198 drückt die Kolbenscheibe 152 in
proximaler Richtung ebenfalls gegen den Ringflansch 124.
Das zweite Druckglied 220 drückt das Betätigungsglied 218 in
proximaler Richtung gegen die Anschlagfläche 216 und
das dritte Druckglied 222 drückt die Ventilscheibe 210 gegen
die Dichtelemente 204 und 206 und verschließt
die Bohrung 200. Die Bohrung 200 in Verbindung
mit der Ventilscheibe 210 und den Dichtelementen 206 und 208 definiert
ein Entlüftungsventil 230, welches nur entgegen
der Wirkung des dritten Druckglieds 222 geöffnet
werden kann. Das Ventil 230 kann nur entgegen der Wirkung
des ersten Druckglieds 198 geöffnet werden.In the 1 to 3a is the instrument 10 presented in its basic position. The actuator 32 is unconfirmed. The compressed gas source 48 stands with the interior 178 in fluid communication. The from the compressed gas source 48 provided working pressure of the compressed gas acts on the annular flange 124 and pushes it against the ring surface 196 , A valve 230 which is defined by the hole 194 in connection with the ring flange 124 and the sealing element 126 , takes in the basic position of the instrument 10 a closed position. The compressed gas can not therefore through the hole 194 flow through. The reset element 76 pushes the working piston 68 in the proximal direction. The piston disc 70 lies on the piston disc 86 which up to the flange 58 is moved up. The piston disc 112 firmly with the piston disc 86 is thus forced to also moved in the proximal direction. The first pressure element 198 pushes the piston disc 152 in the proximal direction also against the annular flange 124 , The second pressure element 220 pushes the actuator 218 in the proximal direction against the stop surface 216 and the third pressure member 222 pushes the valve disc 210 against the sealing elements 204 and 206 and closes the hole 200 , The hole 200 in conjunction with the valve disc 210 and the sealing elements 206 and 208 defines a vent valve 230 which only counteracts the action of the third pressure member 222 can be opened. The valve 230 can only counteract the action of the first pressure member 198 be opened.
Die
vom ersten Druckglied 198 ausgeübte Kraft ist
geringfügig größer als die Summe der
vom zweiten und dritten Druckglied 220, 222 ausgeübten Kräfte.
Wirken dem Arbeitskolben 68 nur geringe Kräfte
im Bereich der Werkzeugele mente 234 und 236 definierenden
Schneide 26 beziehungsweise des Ambossteils 20 entgegen,
so wird in Folge einer Verschwenkung des Betätigungselements 32 in Richtung
auf den Griffbereich 30 hin das Betätigungsglied 218 in
distaler Richtung bewegt. In diesem ersten oder mechanischen Arbeitsbereich
des Instruments 10 erfolgt eine Bewegung des Arbeitskolbens 68 allein
aufgrund der mit dem Betätigungselement 32 aufgebrachten
Vorschubkraft in distaler Richtung. Die eingeleitete Betätigungskraft
wird über das zweite Druckglied 220 und das dritte
Druckglied 222 auf die Kolbenscheibe 152 übertragen
und mittels der ersten Druckglieds 198 auf die Kolbenscheibe 112.
Der sich direkt an der Kolbenscheibe 86 abstützende
Arbeitskolben 68 wird so ohne Unterstützung von
Druckgas in distaler Richtung bewegt. Der erste Arbeitsbereich des
Instruments 10 ist in den 4 und 4a dargestellt.The from the first pressure member 198 applied force is slightly larger than the sum of the second and third pressure member 220 . 222 exerted forces. Acting the working piston 68 only small forces in the area of the tool elements 234 and 236 defining cutting edge 26 or the anvil part 20 contrary, as a result of a pivoting of the actuating element 32 towards the handle area 30 towards the actuator 218 moved in the distal direction. In this first or mechanical workspace of the instrument 10 a movement of the working piston takes place 68 solely because of the with the actuator 32 Applied feed force in the distal direction. The initiated actuating force is via the second pressure member 220 and the third pressure member 222 on the piston disc 152 transmitted and by means of the first pressure member 198 on the piston disc 112 , Located directly on the piston disc 86 supporting working piston 68 is thus moved without support of compressed gas in the distal direction. The first workspace of the instrument 10 is in the 4 and 4a shown.
Steigt
der Widerstand zwischen den Werkzeugelementen 234 und 236 an
und übersteigt die dort wirkende Kraft die Summe der vom
zweiten Druckglied 220 und vom dritten Druckglied 222 ausgeübten
Kräfte, so werden die Druckglieder 220 und 222 komprimiert.
Auch das erste Druckglied 198 wird komprimiert, was zur
Folge hat, dass das Ventil 230 öffnet und Druckgas
vom Innenraum 178 in den zwischen den Kolbenscheiben 112 und 152 definierten Ringraum 238,
in dem das erste Druckglied 198 angeordnet ist, einströmen
kann. Das Druckgas kann so lange nachströmen bis sich wieder
ein Kräftegleichgewicht zwischen der Summe der vom ersten Druckglied 198 ausgeübten
Kraft und der durch das Druckgas im Ringraum 238 distalseitig
der Kolbenscheibe 152 anliegenden Kraft und der Summe der von
den Druckgliedern 220 und 222 an der anderen Seite
der Kolbenscheibe 152 ausgeübten Kräfte
eingestellt hat. Durch Verschwenken des Betätigungselements 32 auf
den Griffbereich 30 hin wird somit sukzessive Druckgas
in den Ringraum 238 eingeleitet. Der Arbeitskolben 68 liegt
aber noch immer am Stützelement 80 an.If the resistance increases between the tool elements 234 and 236 and the force acting there exceeds the sum of the second pressure member 220 and from the third pressure member 222 applied forces, so are the pressure members 220 and 222 compressed. Also the first pressure element 198 is compressed, which causes the valve 230 opens and pressurized gas from the interior 178 in between the piston discs 112 and 152 defined annulus 238 in which the first pressure member 198 is arranged, can flow. The pressurized gas can flow in until a balance of forces between the sum of the first pressure member again 198 applied force and by the pressurized gas in the annulus 238 distal to the piston disc 152 applied force and the sum of the pressure members 220 and 222 on the other side of the piston disc 152 adjusted forces. By pivoting the actuating element 32 on the grip area 30 Thus, successive pressurized gas will enter the annulus 238 initiated. The working piston 68 but still lies on the support element 80 at.
Der
Ringraum 238 steht über die Bohrungen 118 und
die Bohrungen 106 mit einem vom Sackloch 96 definierten
Arbeitsraum 240 in Fluidverbindung. Der herrschende Gasdruck
liegt jedoch auch in einem Ringraum 242 zwischen dem Klemmkolben 128 und
der Kolbenscheibe 112 an und wirkt auf eine in proximaler
Richtung weisende Ringfläche 244 des Klemmkolbens 128.The annulus 238 stands over the holes 118 and the holes 106 with one from the blind hole 96 defined working space 240 in fluid communication. However, the prevailing gas pressure is also in an annulus 242 between the clamping piston 128 and the piston disc 112 and acts on a pointing in the proximal direction ring surface 244 of the clamping piston 128 ,
Ab
einem bestimmten Gasdruck im Instrument 10 wird eine insgesamt
mit dem Bezugszeichen 246 versehende Feststelleinrichtung
aktiviert. Sie umfasst den Klemmkolben 128 und die Klemmelemente 142.
Die Kolbenscheibe 112 verschiebt sich dabei in Richtung
auf den Klemmkolben 128 hin, und mit Unterstützung
des im Druckgas herrschenden Drucks wird der Klemmkolben 128 in
distaler Richtung bewegt und drückt die an ihm anliegende
Außenseite der Scheibe 144 in distaler Richtung,
wodurch das Stützelement 80 und der Führungszylinder 56 gegeneinander
verklemmt werden. Der Arbeitskolben 68 stützt
sich in der beschriebenen Weise an dem mittels der Feststelleinrichtung 246 am
Führungszylinder 56 festgelegten Stützelement 80 ab, welches
so von einer Bewegung des Betätigungsglieds 218 entkoppelt
ist. Darüber hinaus steigt eine zwischen dem Stützelement 80 und
dem Führungszylinder 56 wirkende Klemmkraft mit
zunehmendem Arbeitsdruck an.From a certain gas pressure in the instrument 10 becomes an overall reference numeral 246 providing locking device activated. It includes the clamping piston 128 and the clamping elements 142 , The piston disc 112 shifts in the direction of the clamping piston 128 towards, and with the support of the pressure prevailing in the pressurized gas, the clamping piston 128 moves in the distal direction and pushes the voltage applied to him outside of the disc 144 in the distal direction, causing the support element 80 and the guide cylinder 56 be clamped against each other. The working piston 68 rests in the manner described on the means of the locking device 246 on the guide cylinder 56 fixed support element 80 which is so from a movement of the actuator 218 is decoupled. In addition, one increases between the support element 80 and the guide cylinder 56 acting clamping force with increasing working pressure.
Bei
einer weiteren Bewegung des Betätigungselements 32 in
Richtung auf den Griffbereich 30 hin werden die Druckglieder 220 und 222 weiter verkürzt,
so dass sich der im Arbeitsraum 240 herrschende Druck bis
zu einem Maximum erhöhen kann. Dieser herrschende Druck
bewirkt die gewünschte hohe Kraft zwischen den Werkzeugelementen 234 und 236,
indem das Druckgas im Arbeitsraum 240 den Arbeitskolben 68 in
distaler Richtung drückt.In a further movement of the actuating element 32 towards the handle area 30 towards the pressure members 220 and 222 further shortened, so that in the work space 240 can increase prevailing pressure to a maximum. This prevailing pressure causes the desired high force between the tool elements 234 and 236 by removing the compressed gas in the working space 240 the working piston 68 in the distal direction presses.
Wie
beschrieben arbeitet das Instrument 10 unterhalb einer
vorgegebenen Grenzkraft, die eingestellt werden kann durch entsprechende
Auswahl der Druckglieder 198, 220 und 222,
im ersten oder mechanischen Arbeitsbereich. Erst oberhalb der Grenzkraft
wird durch die Regelungseinrichtung 66 ein zweiter oder
pneumatischer Arbeitsbereich definiert, in welchem der Arbeitskolben 68 nur
noch durch Beaufschlagen mit Druckgas in distaler Richtung bewegt
wird. Dieser zweite Arbeitsbereich ist in den 6 und 6a dargestellt.As described, the instrument works 10 below a predetermined limit force, which can be adjusted by appropriate selection of the pressure members 198 . 220 and 222 , in the first or mechanical work area. Only above the limit force is by the control device 66 defines a second or pneumatic working area in which the working piston 68 is moved only by applying pressurized gas in the distal direction. This second workspace is in the 6 and 6a shown.
Mit
dem Instrument 10 kann so eine gewünschte Maximalkraft
allein durch das Druckgas aufgebracht werden. Um insbesondere bei
der Verwendung eines Druckgasbehälters 42 einen
Gasverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren, wird das Druckgas durch
die Regelungseinrichtung 66 erst bei hohen wirkenden Kräften
zugeschaltet.With the instrument 10 Thus, a desired maximum force can be applied solely by the compressed gas. In particular, when using a gas cylinder 42 To reduce gas consumption to a minimum, the pressurized gas through the control device 66 only switched on at high forces.
Ein
Druckregler 248 des Instruments wird gebildet durch das
Ventil 230 und die drei Druckglieder 198, 220 und 222 in
Verbindung mit der Kolbenscheibe 152. Er stellt sicher,
dass ein Arbeitsdruck des Druckgases proportional zu einer auf das
Betätigungselement 32 von einer Bedienperson ausgeübten
Kraft ist. Damit lässt sich die vom Arbeitskolben 68 ausgeübte
Kraft stufenlos erhöhen, wobei dem Anwender so eine größtmögliche
Taktilität zur Verfügung steht. Da auch im zweiten
oder pneumatischen Arbeitsbereich bedingt durch eine Verkürzung
der Druckglieder 220 und 222 ein definierter Weg
sowohl des Betätigungselements 32 als auch des
Betätigungsglieds 218 zurückgelegt wird,
wird auch die Taktilität für den Anwender im zweiten
Arbeitsbereich verbessert.A pressure regulator 248 of the instrument is formed by the valve 230 and the three pressure members 198 . 220 and 222 in conjunction with the piston disc 152 , It ensures that a working pressure of the compressed gas is proportional to one on the actuator 32 is a force exerted by an operator. This can be done by the working piston 68 infinitely increase the applied force, providing the user with the greatest possible tactility. As in the second or pneumatic work area caused by a shortening of the pressure members 220 and 222 a defined path of both the actuator 32 as well as the actuator 218 It also improves tactility for the user in the second workspace.
Bei
einer Vorwärtsbewegung des Betätigungsglieds 218 ist
die Kraft, die das dritte Druckglied 222 ausübt,
stets geringfügig größer als die auf die
Ventilscheibe 210 wirkende Druckkraft, so dass das Druckgas
nicht entweichen kann, insbesondere nicht aus dem Arbeitsraum 240.Upon a forward movement of the actuator 218 is the force that is the third pressure member 222 always slightly larger than that on the valve disc 210 acting pressure force, so that the compressed gas can not escape, especially not from the working space 240 ,
Wird
die Kraft auf das Betätigungselement 32 vom Anwender
reduziert und dieses vom Griffbereich 30 weg verschwenkt,
werden beim Rückhub des Arbeitskolbens 68 die
Druckglieder 220 und 222 verlängert,
so dass die vom dritten Druckglied 222 ausgeübte
Kraft nicht mehr ausreicht, um die Bohrung 200 zu verschließen.
Der Druck im Instrument 10 fällt ab, indem das
Druckgas über das Entlüftungsventil 232 entweicht,
bis die Kraft des dritten Druckglieds 222 wieder ausreicht,
um die Bohrung 200 zu verschließen. Auf diese
Weise fällt der Druck im Arbeitsraum 240 proportional
zum zurückgelegten Weg des Betätigungsglieds 218 in
proximaler Richtung ab, wenn auch mit einer gewissen Rücksteuerhysterese.Will the force on the actuator 32 reduced by the user and this from the grip area 30 pivoted away, are on the return stroke of the working piston 68 the pressure members 220 and 222 extended so that the third pressure member 222 applied force is no longer sufficient to the bore 200 to close. The pressure in the instrument 10 drops off by the compressed gas via the vent valve 232 escapes until the force of the third pressure element 222 again enough to the bore 200 to close. In this way, the pressure drops in the workspace 240 proportional to the distance traveled by the actuator 218 in the proximal direction, albeit with some return hysteresis.
Um
das Instrument 10 vor Überdruck zu schützen,
kann zusätzlich, also optional, ein in den Figuren nicht
dargestelltes Überdruckventil vorgesehen sein, insbesondere
auch bei allen beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
eines chirurgischen Instruments, welches in Fluidverbindung mit
dem Innenraum 178 steht.To the instrument 10 In order to protect against overpressure, an overpressure valve, not shown in the figures, may be provided in addition, that is to say optionally, in particular also in all described preferred embodiments of a surgical instrument which is in fluid communication with the interior 178 stands.
In
den 8a und 8b ist
schematisch ein gegenüber dem chirurgischen Instrument 10 teilweise
modifiziertes Instrument in Form einer Knochenstanze dargestellt
und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10' versehen. Nachfolgend
werden im Wesentlichen nur diejenigen Elemente und Bauteile des
Instruments 10' sowie seine Funktionsweise beschrieben,
soweit sie von denen des Instruments 10 abweichen. Ferner
sei angemerkt, dass identische Teile mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet sind, bei ähnlichen beziehungsweise in ihrer
Funktion ähnlichen oder einander entsprechenden Teilen
dem jeweiligen Bezugszeichen ein Anstrich (”'”) nachgestellt ist.In the 8a and 8b is schematically a versus the surgical instrument 10 partially modified instrument shown in the form of a bone punch and overall with the reference numeral 10 ' Mistake. The following essentially only those elements and components of the instrument 10 ' and its operation as far as they are from those of the instrument 10 differ. It should also be noted that identical parts are designated by the same reference numerals, in similar or functionally similar or corresponding parts of the respective reference numeral, a paint ("'") is readjusted.
Kernstück
des Instruments 10' ist der Antriebsteil 28',
welcher gegenüber dem Antriebsteil 28 etwas modifiziert
ist. Der Arbeitszylinder 52, der Führungszylinder 56 und
der Lagerzylinder 62 bilden einen Teil des Gehäuses 38 sowie
eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 250' bezeichnete Führungseinrichtung
aus. Sie dienen zudem der Aufnahme des Antriebs des Instruments 10' sowie
einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 66' versehenen Regelungseinrichtung,
welche gegenüber der Regelungseinrichtung 66 etwas
modifiziert ist.Centerpiece of the instrument 10 ' is the driving part 28 ' , which opposite the drive part 28 something is modified. The working cylinder 52 , the guide cylinder 56 and the bearing cylinder 62 form part of the housing 38 and a total with the reference numeral 250 ' designated guide device. They also serve to accommodate the drive of the instrument 10 ' and one in total with the reference numeral 66 ' provided control device, which with respect to the control device 66 something is modified.
Im
Arbeitszylinder 52 gehalten und geführt ist ein
Arbeitskolben 68', welcher einen sich in distaler Richtung
erstreckenden Zylinderabschnitt 72' umfasst. Der Außendurchmesser
des massiven Zylinderabschnitts 72' entspricht dem Innendurchmesser des
Schafts 16', welcher denselben Innendurchmesser wie der
Führungszylinder 56 aufweist. Der Zylinderabschnitt 72' kann
einstückig mit dem Stanzteil 24 ausgebildet sein.
Optional kann der Zylinderabschnitt 72' auch mittels einer
nicht dargestellten Kupplungseinrichtung vom Stanzteil 24 lösbar
sein, um das Stanzteil 24 bei Bedarf auswechseln zu können.
Von einer proximalen Endfläche 120' des Zylinderabschnitts 72' steht
ein zylindrischer Ventilstift 122' koaxial zur Längsachse 22 in
proximaler Richtung weisend ab. Der Ventilstift 122' stimmt
in seiner Ausgestaltung und Funktion identisch mit dem Ventilstift 122 überein.In the working cylinder 52 held and guided is a working piston 68 ' , which has a cylinder portion extending distally 72 ' includes. The outer diameter of the massive cylinder section 72 ' corresponds to the inner diameter of the shaft 16 ' , which has the same inner diameter as the guide cylinder 56 having. The cylinder section 72 ' Can be made in one piece with the stamped part 24 be educated. Optionally, the cylinder section 72 ' also by means of a coupling device, not shown, from the stamped part 24 be releasable to the stamped part 24 to replace if necessary. From a proximal end surface 120 ' of the cylinder section 72 ' is a cylindrical valve pin 122 ' coaxial to the longitudinal axis 22 pointing in the proximal direction. The valve pin 122 ' is identical in its design and function identical to the valve pin 122 match.
Der
Zylinderabschnitt 72' weist eine sich parallel zur Längsachse 22 verlaufende
Längsnut 252' auf, welche sich ausgehend von der
Endfläche 120' in distaler Richtung erstreckt
und einen Länge aufweist, welche etwas kleiner ist als
eine Erstreckung des Arbeitszylinders 52 parallel zur Längsachse 22. Damit
ergibt sich beim Instrument 10' insgesamt eine Konstruktion,
bei der der Zylinderabschnitt 72' praktisch den Zylinderabschnitt 72 sowie
das Stützelement des Instruments 10 ersetzt.The cylinder section 72 ' has a parallel to the longitudinal axis 22 extending longitudinal groove 252 ' on which is starting from the end face 120 ' extends in the distal direction and has a length which is slightly smaller than an extension of the working cylinder 52 parallel to the longitudinal axis 22 , This results in the instrument 10 ' Overall, a construction in which the cylinder section 72 ' practically the cylinder section 72 as well as the support element of the instrument 10 replaced.
Das
Instrument 10' umfasst ebenfalls eine Feststelleinrichtung 246',
welche jedoch nicht im Bereich des Führungszylinders 56,
sondern den Zylinderabschnitt 72' im Bereich des Arbeitszylinders 52 umgebend
ausgebildet ist. Die Feststelleinrichtung 246' umfasst
ein in Form eines Kolbens ausgebildetes Stützelement 80',
welches eine Kolbenscheibe 86' umfasst. Diese ist koaxial
zur Längsachse 22 mit einer Bohrung 102' versehen.
Ein Außendurchmesser der Kolbenscheibe 86' entspricht
einem Innendurchmesser des Arbeitszylinders 52. In eine
auf einer von der Längsachse 22 weg weisenden
Außenfläche ausgebildeten Ringnut 90' der
Kolbenscheibe 86' ist ein Dichtelement 92' in
Form eines O-Rings eingesetzt zum Abdichten des Stützelements 80' und des
Arbeitszylinders 52 relativ zueinander.The instrument 10 ' also includes a locking device 246 ' , which are not in the area of the guide cylinder 56 but the cylinder section 72 ' in the area of the working cylinder 52 is formed surrounding. The locking device 246 ' comprises a support element designed in the form of a piston 80 ' which is a piston disc 86 ' includes. This is coaxial with the longitudinal axis 22 with a hole 102 ' Mistake. An outer diameter of the piston disc 86 ' corresponds to an inner diameter of the working cylinder 52 , In one on one of the longitudinal axis 22 way-facing outer surface trained annular groove 90 ' the piston disc 86 ' is a sealing element 92 ' used in the form of an O-ring for sealing the support element 80 ' and the working cylinder 52 relative to each other.
Von
der Kolbenscheibe 86' steht proximalseitig ein kurzer,
hülsenförmiger und einstückig mit ihr
ausgebildeter Zylinderabschnitt 94' ab, welcher koaxial
zur Längsachse 22 ausgerichtet ist. Ein Außendurchmesser
des Zylinderabschnitts 94' entspricht dem Außendurchmesser
der Kolbenscheibe 86' und definiert zusammen mit einer
von der Längsachse weg weisenden Außenfläche
derselben eine gemeinsame Zylinderfläche. An einem proximalen Ende 100' des
Zylinderabschnitts 94' steht in radialer Richtung auf die
Längsachse 22 hin weisend ein kurzer Ringflansch 254' ab,
welcher eine ringförmige und in distaler Rich tung weisende
Anschlagfläche 256' definiert. Das Stützelement 80' und
der Zylinderabschnitt 72' begrenzen somit einen in proximaler Richtung
offenen Ringraum 242'.From the piston disc 86 ' is proximal a short, sleeve-shaped and integrally formed with her cylinder section 94 ' which is coaxial with the longitudinal axis 22 is aligned. An outer diameter of the cylinder portion 94 ' corresponds to the outside diameter of the piston disc 86 ' and defines, together with an outer surface facing away from the longitudinal axis thereof, a common cylindrical surface. At a proximal end 100 ' of the cylinder section 94 ' is in the radial direction on the longitudinal axis 22 pointing out a short ring flange 254 ' from which an annular and distal direction Rich stop surface 256 ' Are defined. The support element 80 ' and the cylinder portion 72 ' thus limit an open in the proximal direction annulus 242 ' ,
Auf
dem Zylinderabschnitt 72' parallel zur Längsachse 22 geführt
ist ein im Wesentlichen scheibenförmiger Klemmkolben 128'.
Er weist zwei Ringnuten 130' und 132' auf, die
koaxial zur Längsachse 22 ausgebildeten Zylinderflächen
des Klemmkolbens 128' in radialer Richtung von der Längsachse 22 weg beziehungsweise
in radialer Richtung auf die Längsachse 22 hin
weisend geöffnet sind. In die Ringnuten 130' und 132' eingesetzt
sind Dichtelemente 134' und 136' in Form von O-Ringen
zum Abdichten des Klemmkolbens 128' und des Arbeitszylinders 52 beziehungsweise
des Klemmkolbens 128' und des Zylinderabschnitts 72' relativ
zueinander.On the cylinder section 72 ' parallel to the longitudinal axis 22 guided is a substantially disc-shaped clamping piston 128 ' , He has two annular grooves 130 ' and 132 ' on, coaxial with the longitudinal axis 22 formed cylindrical surfaces of the clamping piston 128 ' in the radial direction from the longitudinal axis 22 away or in the radial direction on the longitudinal axis 22 pointing are open. In the ring grooves 130 ' and 132 ' used are sealing elements 134 ' and 136 ' in the form of O-rings for sealing the clamping piston 128 ' and the working cylinder 52 or the clamping piston 128 ' and the cylinder section 72 ' relative to each other.
Zwischen
einer in proximaler Richtung weisenden und den Ringraum 242' distalseitig
begrenzenden Ringfläche 138' der Kolbenscheibe 86' und
einer in distaler Richtung weisenden Ringfläche 140' des
Klemmkolbens 128' sind zwei identische Klemmelemente 142' in
Form von Scheiben 144' angeordnet. Selbstverständlich
können auch mehr als zwei Klemmelemente vorgesehen sein,
die zudem nicht identisch ausgebildet sein müssen. Die
Scheiben 144' definieren keine Ebene senkrecht zur Längsachse 22,
sondern sind relativ zur Längsachse 22 etwas geneigt.
Innenkanten 146' der Scheiben 144', die in radialer
Richtung auf die Längsachse 22 hin weisen, sind
so etwas distaler angeordnet als von der Längsachse 22 weg
weisende Außenkanten 148' der Scheiben 144'.
Die distalere Scheibe 144' liegt vorzugsweise benachbart
der Innenkante 146' an der Ringfläche 138' an,
die proximale Scheibe 144 benachbart ihrer Außenkante 148' an
der Ringfläche 140'. Ein Abstand zwischen der
Anschlagfläche 256' und der Ringfläche 138' ist
so gewählt, dass eine in proximaler Richtung weisende Ringfläche 244' des Klemmkolbens 128' an
der Anschlagfläche 256' anliegt. Die Klemmelemente 142' halten
den Klemmkolben 128' unter Vorspannung in Anlage am Ringflansch 254'.Between a pointing in the proximal direction and the annulus 242 ' Distally limiting annular surface 138 ' the piston disc 86 ' and a distally facing annular surface 140 ' of the clamping piston 128 ' are two identical clamping elements 142 ' in the form of slices 144 ' arranged. Of course, more than two clamping elements can be provided, which also need not be identical. The disks 144 ' do not define a plane perpendicular to the longitudinal axis 22 but are relative to the longitudinal axis 22 a little inclined. inner edges 146 ' the discs 144 ' in the radial direction on the longitudinal axis 22 point, are arranged something more distal than from the longitudinal axis 22 wayward outer edges 148 ' the discs 144 ' , The more distal disc 144 ' is preferably adjacent to the inner edge 146 ' on the ring surface 138 ' on, the proximal disc 144 adjacent to its outer edge 148 ' on the ring surface 140 ' , A distance between the stop surface 256 ' and the ring surface 138 ' is chosen so that a pointing in the proximal direction annular surface 244 ' of the clamping piston 128 ' at the stop surface 256 ' is applied. The clamping elements 142 ' hold the clamping piston 128 ' under pretension in contact with the ring flange 254 ' ,
An
einer in distaler Richtung weisenden Ringfläche 74' der
Kolbenscheibe 86' stützt sich die ein Rückstellglied 76 bildende
Schraubenfeder ab. Distalseitig stützt sich das Rückstellglied 76 innen
am Flansch 54 ab. Das Rückstellglied 76 ist
als Druckglied ausgebildet und bildet einen Teil der Rückstelleinrichtung 78,
die den Arbeitskolben 68', wenn keine von einem Anwender
eingeleiteten oder angeforderten Betätigungskräfte
auf ihn wirken, in seine Grundstellung bewegt, nämlich
in proximaler Richtung, bis er, falls das Rückstellglied 76 eine
entsprechende Länge aufweist, im Extremfall am Flansch 58 anliegt. Ist
das Rückstellglied 76 etwa nur halb so lang wie der
Arbeitszylinder 52, erreicht das Stützelement 80' den
Flansch 58 nicht. Dies ist schematisch in 8a dargestellt.
Vorzugsweise ist das Rückstellglied 76 jedoch
eine ausreichende Länge auf, sodass das Stützelement 80' in
der Grundstellung am Flansch 58 anliegt. Der Arbeitskolben 68' ist
somit im Führungszylinder 56 und im Schaft 16',
und damit zumindest teilweise durch die Führungseinrichtung 250',
parallel zur Längsachse 22 in distaler und proximaler
Richtung verschiebbar geführt. Optional kann ferner ein weiteres,
in den 8a und 8b nicht
dargestelltes Rückstellglied vorgesehen sein, welches sich
einerseits innen am Flansch 54 und andererseits direkt am
Arbeitskolben 68' abstützt, beispielsweise an
einem in radialer Richtung vom Arbeitskolben 68' abstehenden
Ringflansches, welcher im Bereich zwischen dem Flansch 54 und
der Ringfläche 74' angeordnet oder ausgebildet
ist.At a distally facing annular surface 74 ' the piston disc 86 ' it is supported by a return member 76 forming coil spring. On the distal side, the return element is supported 76 inside the flange 54 from. The reset element 76 is designed as a pressure member and forms part of the return device 78 holding the working piston 68 ' when no user-initiated or requested actuation forces act on it, moves to its home position, namely in the proximal direction, until it, if the return member 76 has a corresponding length, in extreme cases on the flange 58 is applied. Is the reset element 76 about half as long as the working cylinder 52 , reaches the support element 80 ' the flange 58 Not. This is schematically in 8a shown. Preferably, the return member 76 but a sufficient length, so that the support element 80 ' in the basic position on the flange 58 is applied. The working piston 68 ' is thus in the guide cylinder 56 and in the shaft 16 ' , and thus at least partially by the management facility 250 ' , parallel to the longitudinal axis 22 slidably guided in the distal and proximal directions. Optionally, another, in the 8a and 8b not shown reset member may be provided, which on the one hand inside the flange 54 and on the other hand directly on the working piston 68 ' supported, for example, on a radial direction of the working piston 68 ' protruding annular flange, which in the area between the flange 54 and the ring surface 74 ' arranged or formed.
Die
Regelungseinrichtung 66' stimmt abgesehen von den oben
beschriebenen Unterschieden im Aufbau mit der Regelungseinrichtung 66 überein, so
dass im Wesentlichen auf die obige Beschreibung in Verbindung mit
dem Instrument 10 verwiesen werden kann.The control device 66 ' is true except for the above-described differences in construction with the control device 66 essentially, so that the above description in conjunction with the instrument 10 can be referenced.
Die
Funktionsweise des Instruments 10', insbesondere auch die
von der Regelungseinrichtung 66 abweichende Funktionsweise
der Regelungseinrichtung 66', wird nachfolgend anhand der
Figuren erläutert.The operation of the instrument 10 ' , ins special also from the control device 66 deviant operation of the control device 66 ' is explained below with reference to the figures.
In
einer Grundstellung des Instruments 10' ist das Betätigungselement 32 unbetätigt.
Die Druckgasquelle 48 steht mit dem Innenraum 178 in
Fluidver bindung. Der von der Druckgasquelle 48 bereitgestellte
Arbeitsdruck des Druckgases wirkt auf den Ringflansch 124 und
drückt diesen gegen die Ringfläche 196.
Das Ventil 230 nimmt in der Grundstellung des Instruments 10' eine
geschlossene Stellung ein. Das Druckgas kann somit nicht durch die
Bohrung 194 hindurchströmen. Das Rückstellglied 76 drückt das
Stützelement 80' in proximaler Richtung. Eine Position
des Stützelements 80' in der Grundstellung wird
vorgegeben durch eine Länge des als Druckfeder ausgebildeten
Rückstellglieds 76, welche einen maximalen Abstand
zwischen dem Flansch 54 und der Kolbenscheibe 86' definiert.
Wie in 8a dargestellt ist das Ende 100' etwas
vom Flansch 58 beabstandet. Vorzugsweise ist das Rückstellglied 76 jedoch
so lang, dass das Ende 100' am Flansch anliegt. Das Ende 120' nimmt
dabei seine proximalste Stellung ein.In a basic position of the instrument 10 ' is the actuator 32 unconfirmed. The compressed gas source 48 stands with the interior 178 in Fluidver connection. The from the compressed gas source 48 provided working pressure of the compressed gas acts on the annular flange 124 and pushes it against the ring surface 196 , The valve 230 takes in the basic position of the instrument 10 ' a closed position. The compressed gas can not therefore through the hole 194 flow through. The reset element 76 pushes the support element 80 ' in the proximal direction. A position of the support element 80 ' in the normal position is given by a length of the formed as a compression spring return member 76 which gives a maximum distance between the flange 54 and the piston disc 86 ' Are defined. As in 8a represented is the end 100 ' something from the flange 58 spaced. Preferably, the return member 76 however, so long that the end 100 ' rests against the flange. The end 120 ' assumes its most proximal position.
Das
erste Druckglied 198 drückt die Kolbenscheibe 152 in
proximaler Richtung ebenfalls gegen den Ringflansch 124.
Das zweite Druckglied 220 drückt das Betätigungsglied 218 in
proximaler Richtung gegen die Anschlagfläche 216.
Das dritte Druckglied 222 drückt die Ventilscheibe 210 gegen
die Dichtelemente 204 und 206 und verschließt
die Bohrung 200. Die Bohrung 200 in Verbindung
mit der Ventilscheibe 210 und den Dichtelementen 206 und 208 definiert
ein Entlüftungsventil 230, welches nur entgegen
der Wirkung des dritten Druckglieds 222 geöffnet
werden kann. Das Ventil 230 kann nur entgegen der Wirkung
des ersten Druckglieds 198 geöffnet werden.The first pressure element 198 pushes the piston disc 152 in the proximal direction also against the annular flange 124 , The second pressure element 220 pushes the actuator 218 in the proximal direction against the stop surface 216 , The third pressure element 222 pushes the valve disc 210 against the sealing elements 204 and 206 and closes the hole 200 , The hole 200 in conjunction with the valve disc 210 and the sealing elements 206 and 208 defines a vent valve 230 which only counteracts the action of the third pressure member 222 can be opened. The valve 230 can only counteract the action of the first pressure member 198 be opened.
Die
vom ersten Druckglied 198 ausgeübte Kraft ist
geringfügig größer als die Summe der
vom zweiten und dritten Druckglied 220, 222 ausgeübten Kräfte.
Wirken dem Arbeitskolben 68' nur geringe Kräfte
im Bereich der Werkzeugelemente 234 und 236 definierenden
Schneide 26 beziehungsweise des Ambossteils 20 entgegen,
so wird in Folge einer Verschwenkung des Betätigungselements 32 in Richtung
auf den Griffbereich 30 hin das Betätigungsglied 218 in
distaler Richtung bewegt. In diesem ersten oder mechanischen Arbeitsbereich
des Instruments 10 erfolgt eine Bewegung des Arbeitskolbens 68' allein
aufgrund der mit dem Betätigungselement 32 aufgebrachten
Vorschubkraft in distaler Richtung. Die eingeleitete Betätigungskraft
wird über das zweite Druckglied 220 und das dritte
Druckglied 222 auf die Kolbenscheibe 152 übertragen
und mittels der ersten Druckglieds 198 auf die Endfläche 120' des
Arbeitskolbens 68', welcher so ohne Unterstützung
von Druckgas in distaler Richtung bewegt wird. Dabei wird der Arbeitskolben 68' in
distaler Richtung relativ zum Stützelement 80' verschoben, welches
durch das Rückstellglied in der Grundstellung gehalten
wird. Der erste Arbeitsbereich des Instruments 10' ist
in den 8a dargestellt.The from the first pressure member 198 applied force is slightly larger than the sum of the second and third pressure member 220 . 222 exerted forces. Acting the working piston 68 ' only small forces in the area of the tool elements 234 and 236 defining cutting edge 26 or the anvil part 20 contrary, as a result of a pivoting of the actuating element 32 towards the handle area 30 towards the actuator 218 moved in the distal direction. In this first or mechanical workspace of the instrument 10 a movement of the working piston takes place 68 ' solely because of the with the actuator 32 Applied feed force in the distal direction. The initiated actuating force is via the second pressure member 220 and the third pressure member 222 on the piston disc 152 transmitted and by means of the first pressure member 198 on the end surface 120 ' of the working piston 68 ' , which is thus moved without support of compressed gas in the distal direction. This is the working piston 68 ' in the distal direction relative to the support element 80 ' shifted, which is held by the return member in the normal position. The first workspace of the instrument 10 ' is in the 8a shown.
Steigt
der Widerstand zwischen den Werkzeugelementen 234 und 236 an
und übersteigt die dort wirkende Kraft die Summe der vom
zweiten Druckglied 220 und vom dritten Druckglied 222 ausgeübten
Kräfte, so werden die Druckglieder 220 und 222 komprimiert.
Auch das erste Druckglied 198 wird komprimiert, was zur
Folge hat, dass das Ventil 230 öffnet und Druckgas
vom Innenraum 178 in den zwischen der Endfläche 120' und
der Kolbenscheiben 152 definierten Ringraum 238',
in dem das erste Druckglied 198 angeordnet ist, einströmen
kann. Das Druckgas kann so lange nachströmen bis sich wieder ein
Kräftegleichgewicht zwischen der Summe der vom ersten Druckglied 198 ausgeübten
Kraft und der durch das Druckgas im Ringraum 238' distalseitig
der Kolbenscheibe 152 anliegenden Kraft und der Summe der
von den Druckgliedern 220 und 222 an der anderen
Seite der Kolbenscheibe 152 ausgeübten Kräfte
eingestellt hat. Durch Verschwenken des Betätigungselements 32 auf
den Griffbereich 30 hin wird somit sukzessive Druckgas
in den Ringraum 238' eingeleitet, welches insbesondere
direkt auf die Endfläche 120' des Arbeitskolbens 68' wirkt.
Das Ende 100' liegt noch immer am Flansch 58 an.If the resistance increases between the tool elements 234 and 236 and the force acting there exceeds the sum of the second pressure member 220 and from the third pressure member 222 applied forces, so are the pressure members 220 and 222 compressed. Also the first pressure element 198 is compressed, which causes the valve 230 opens and pressurized gas from the interior 178 in between the end face 120 ' and the piston discs 152 defined annulus 238 ' in which the first pressure member 198 is arranged, can flow. The pressurized gas can flow in until a balance of forces between the sum of the first pressure member again 198 applied force and by the pressurized gas in the annulus 238 ' distal to the piston disc 152 applied force and the sum of the pressure members 220 and 222 on the other side of the piston disc 152 adjusted forces. By pivoting the actuating element 32 on the grip area 30 Thus, successive pressurized gas will enter the annulus 238 ' introduced, which in particular directly on the end face 120 ' of the working piston 68 ' acts. The end 100 ' is still on the flange 58 at.
Der
Ringraum 238' steht über die Längsnut 252' mit
einem den Zylinderabschnitt 72' ringförmig umgebenden
Arbeitsraum 240' in Fluidverbindung. Der Arbeitsraum 240' wird
begrenzt durch den Flansch 58, den Arbeitszylinder 52,
das Ende 100' und die Ringfläche 244'.
Der herrschende Gasdruck wirkt somit auf die in proximaler Richtung
weisende Ringfläche 244' des Klemmkolbens 128' sowie
auf das Ende 100'.The annulus 238 ' stands over the longitudinal groove 252 ' with a cylinder section 72 ' annularly surrounding working space 240 ' in fluid communication. The workroom 240 ' is limited by the flange 58 , the working cylinder 52 , the end 100 ' and the ring surface 244 ' , The prevailing gas pressure thus acts on the ring surface pointing in the proximal direction 244 ' of the clamping piston 128 ' as well as on the end 100 ' ,
Ab
einem bestimmten Gasdruck im Instrument 10' wird die Feststelleinrichtung 246' aktiviert. Der
herrschende Gasdruck wirkt auf das Ende 100' sowie die
Ringfläche 244' und bewegt das Stützelement 80' entgegen
der Wirkung des Rückstellglieds 76 in distaler
Richtung. Der herrschende Gasdruck und die vom Rückstellglied 76 auf
das Stützelement 80' ausgeübte Kraft
wirken einander entgegen. Sobald die durch das Druckgas im Arbeitsraum 240' auf das
Ende 100' wirkende Kraft der vom zunehmend komprimierten
Rückstellglied 76 ausgeübten Rückstellkraft
entspricht, wirkt der im Arbeitsraum 240' herrschende Gasdruck
proximalseitig auf den Klemmkolben 128'. Dieser drückt
in distaler Richtung gegen die Klemmelemente 142'. Der
Klemmkolben 128' drückt die an ihm anliegende
Außenseite der Scheibe 144 in distaler Richtung,
wodurch das Stützelement 80' und der Zylinderabschnitt 72' gegeneinander
verklemmt werden.From a certain gas pressure in the instrument 10 ' becomes the locking device 246 ' activated. The prevailing gas pressure acts on the end 100 ' as well as the ring area 244 ' and moves the support element 80 ' against the action of the return member 76 in the distal direction. The prevailing gas pressure and that of the restoring member 76 on the support element 80 ' applied force counteract each other. Once the through the compressed gas in the work space 240 ' to the end 100 ' acting force of the increasingly compressed return member 76 corresponds to the applied restoring force, which acts in the working space 240 ' prevailing gas pressure on the proximal side on the clamping piston 128 ' , This presses in the distal direction against the clamping elements 142 ' , The clamping piston 128 ' presses the outside of the disc against it 144 in the distal direction, causing the support element 80 ' and the cylinder portion 72 ' be clamped against each other.
Der
Arbeitskolben 68' bildet in der beschriebenen Weise mit
dem mittels der Feststelleinrichtung 246' am Zylinderabschnitt 72' festgelegten
Stützelement 80' eine Einheit. Der im Instrument 10' herrschende
Gasdruck wirkt somit nicht nur wie beschrieben direkt auf den Arbeitskolben 68' über
die Endfläche 120', sondern zusätzlich
auch noch indirekt über das Stützelement 80',
wobei eine im Wesentlichen von der Endfläche 120' definierte
Wirkfläche des Arbeitskolben 68' um eine vom Ende 100' sowie
der Endfläche 244' definierte, quer zur Längsachse 22 in proximaler
Richtung weisende, gestufte Wirkfläche wirkt. Das relativ
zum Arbeitszylinder 52 abgedichtete Stützelement 80' bildet
somit ab einem bestimmten Gasdruck einen Teil des Arbeitskolbens 68'. Durch
die beschriebene Wirkflächenvergrößerung des
Arbeitskolbens 68' wird eine auf diesen wirkende Vorschubkraft
erhöht, und zwar sobald die Wirkung der Feststelleinrichtung 246' einsetzt.The working piston 68 ' forms in the manner described with the means of the locking device 246 ' at the cylinder section 72 ' fixed support element 80 ' one unity. The one in the instrument 10 ' prevailing gas pressure thus acts not only as described directly on the working piston 68 ' over the end surface 120 ' , but also indirectly via the support element 80 ' one being essentially from the end face 120 ' defined effective area of the working piston 68 ' one from the end 100 ' as well as the end face 244 ' defined, transverse to the longitudinal axis 22 acting in the proximal direction, stepped active surface acts. The relative to the working cylinder 52 sealed support element 80 ' thus forms a part of the working piston above a certain gas pressure 68 ' , By the described effective area enlargement of the working piston 68 ' a feed force acting on it is increased as soon as the action of the locking device 246 ' starts.
Bei
einer weiteren Bewegung des Betätigungselements 32 in
Richtung auf den Griffbereich 30 hin werden die Druckglieder 220 und 222 weiter verkürzt,
so dass sich der im Arbeitsraum 240' herrschende Druck
bis zu einem Maximum erhöhen kann. Dieser herrschende Druck
bewirkt die gewünschte hohe Kraft zwischen den Werkzeugelementen 234 und 236,
indem das Druckgas im Ringraum 238' sowie im Arbeitsraum 240' den
Arbeitskolben 68' in distaler Richtung drückt.In a further movement of the actuating element 32 towards the handle area 30 towards the pressure members 220 and 222 further shortened, so that in the work space 240 ' can increase prevailing pressure to a maximum. This prevailing pressure causes the desired high force between the tool elements 234 and 236 by the pressurized gas in the annulus 238 ' as well as in the workroom 240 ' the working piston 68 ' pushes in the distal direction.
Wie
beschrieben arbeitet das Instrument 10' unterhalb einer
vorgegebenen Grenzkraft, die eingestellt werden kann durch entsprechende
Auswahl der Druckglieder 198, 220 und 222,
im ersten oder mechanischen Arbeitsbereich. Erst oberhalb der Grenzkraft
wird durch die Regelungseinrichtung 66' ein zweiter oder
pneumatischer Arbeitsbereich definiert, in welchem der Arbeitskolben 68' zusätzlich
mit Druckgasunterstützung in distaler Richtung bewegt wird.
Dieser zweite Arbeitsbereich ist schematisch in 8b dargestellt.
Im zweiten Arbeitsbereich wird das Stützelement 80' dem
Arbeitskolben 68' quasi zugeschaltet. Beim Instrument 10 ist
das Stützelement 80 zwischengeschaltet und hat
eine deutlichere Trennung zwischen mechanischem und druckgasbetriebenem
Arbeitsbereich zur Folge.As described, the instrument works 10 ' below a predetermined limit force, which can be adjusted by appropriate selection of the pressure members 198 . 220 and 222 , in the first or mechanical work area. Only above the limit force is by the control device 66 ' defines a second or pneumatic working area in which the working piston 68 ' additionally moved with compressed gas support in the distal direction. This second workspace is schematic in 8b shown. In the second work area becomes the support element 80 ' the working piston 68 ' switched on, so to speak. At the instrument 10 is the support element 80 intermediate and has a clearer separation between mechanical and gas-powered work area result.
Auch
mit dem Instrument 10' kann so eine gewünschte
Maximalkraft im Wesentlichen allein durch das Druckgas aufgebracht
werden. Um insbesondere bei der Verwendung eines Druckgasbehälters 42 einen
Gasverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren, wird das Druckgas durch
die Regelungseinrichtung 66' erst bei hohen wirkenden Kräften
zugeschaltet.Also with the instrument 10 ' Thus, a desired maximum force can be applied substantially solely by the compressed gas. In particular, when using a gas cylinder 42 To reduce gas consumption to a minimum, the pressurized gas through the control device 66 ' only switched on at high forces.
Der
Druckregler 248 stellt sicher, dass ein Arbeitsdruck des
Druckgases proportional zu einer auf das Betätigungselement 32 von
einer Bedienperson ausgeübten Kraft ist. Damit lässt
sich die vom Arbeitskolben 68' ausgeübte Kraft
stufenlos erhöhen, wobei dem Anwender so eine größtmögliche
Taktilität zur Verfügung steht. Da auch im zweiten
oder pneumatischen Arbeitsbereich bedingt durch eine Verkürzung
der Druckglieder 220 und 222 ein definierter Weg
sowohl des Betätigungselements 32 als auch des
Betätigungsglieds 218 zurückgelegt wird,
wird auch die Taktilität für den Anwender im zweiten
Arbeitsbereich verbessert.The pressure regulator 248 Ensures that a working pressure of the compressed gas is proportional to one on the actuator 32 is a force exerted by an operator. This can be done by the working piston 68 ' infinitely increase the applied force, providing the user with the greatest possible tactility. As in the second or pneumatic work area caused by a shortening of the pressure members 220 and 222 a defined path of both the actuator 32 as well as the actuator 218 It also improves tactility for the user in the second workspace.
Bei
einer Vorwärtsbewegung des Betätigungsglieds 218 ist
die Kraft, die das dritte Druckglied 222 ausübt,
stets geringfügig größer als die auf die
Ventil scheibe 210 wirkende Druckkraft, so dass das Druckgas
nicht entweichen kann, insbesondere nicht aus dem Arbeitsraum 240'.Upon a forward movement of the actuator 218 is the force that is the third pressure member 222 exerts, always slightly larger than the disc on the valve 210 acting pressure force, so that the compressed gas can not escape, especially not from the working space 240 ' ,
Wird
die Kraft auf das Betätigungselement 32 vom Anwender
reduziert und dieses vom Griffbereich 30 weg verschwenkt,
werden beim Rückhub des Arbeitskolbens 68' die
Druckglieder 220 und 222 verlängert,
so dass die vom dritten Druckglied 222 ausgeübte
Kraft nicht mehr ausreicht, um die Bohrung 200 zu verschließen.
Der Druck im Instrument 10' fällt ab, indem das
Druckgas über das Entlüftungsventil 232 entweicht,
bis die Kraft des dritten Druckglieds 222 wieder ausreicht,
um die Bohrung 200 zu verschließen. Auf diese
Weise fällt der Druck im Arbeitsraum 240' proportional
zum zurückgelegten Weg des Betätigungsglieds 218 in
proximaler Richtung ab, wenn auch mit einer gewissen Rücksteuerhysterese.Will the force on the actuator 32 reduced by the user and this from the grip area 30 pivoted away, are on the return stroke of the working piston 68 ' the pressure members 220 and 222 extended so that the third pressure member 222 applied force is no longer sufficient to the bore 200 to close. The pressure in the instrument 10 ' drops off by the compressed gas via the vent valve 232 escapes until the force of the third pressure element 222 again enough to the bore 200 to close. In this way, the pressure drops in the workspace 240 ' proportional to the distance traveled by the actuator 218 in the proximal direction, albeit with some return hysteresis.
Um
das Instrument 10' vor Überdruck zu schützen,
kann zusätzlich ein in den Figuren nicht dargestelltes Überdruckventil
vorgesehen sein, welches in Fluidverbindung mit dem Innenraum 178 steht.To the instrument 10 ' In order to protect against overpressure, a pressure relief valve, not shown in the figures, may additionally be provided which is in fluid communication with the interior 178 stands.
Bei
den beschriebenen Instrumenten 10 und 10 kann über
den größten Teil des vom Arbeitskolben 68 beziehungsweise 68' zurückgelegten
Weges, auf dem keine oder nur eine kleine Kraft zwischen den Werkzeugelementen 234 und 236 wirkt,
die Kraft mechanisch vom Anwender aufgebracht werden. Erst auf dem
letzten Stück des Weges wird die volle Arbeitskraft durch
Druckgasbeaufschlagung aufgebracht. Bei üblichen Maulweiten
von Knochenstanzen von 20 mm und üblichen Arbeitswegen
von circa 5 mm, also nur etwa ein Viertel des möglichen
Gesamtweges oder -hubes des Arbeitskolbens 68, wird nur
auf einem Viertel des Gesamthubs der Arbeitskolben 68 beim
erfindungsgemäßen Instrument pneumatisch verschoben,
auf drei Viertel des Weges rein mechanisch. Dadurch lässt
sich der Gasverbrauch auf etwa ein Viertel reduzieren. Mit der gleichen
Gasmenge können somit etwa viermal so viele Betätigungen
der erfindungsgemäßen Instrumente 10 und 10' mit
maximaler Arbeitskraft erfolgen als bei Instrumenten ohne die Regelungseinrichtungen 66 beziehungsweise 66'.In the described instruments 10 and 10 can over most of the working piston 68 respectively 68 ' traveled path, on which no or only a small force between the tool elements 234 and 236 acts, the force applied mechanically by the user. Only on the last part of the way the full work force is applied by Druckgasbeaufschlagung. With conventional jaw widths of bone punches of 20 mm and usual working distances of about 5 mm, so only about a quarter of the possible total travel or stroke of the working piston 68 , only on a quarter of the total stroke is the working piston 68 moved pneumatically in the instrument according to the invention, three quarters of the way purely mechanically. This reduces gas consumption to about a quarter. With the same Chen gas quantity can thus about four times as many operations of the instruments of the invention 10 and 10 ' with maximum manpower than instruments without the control devices 66 respectively 66 ' ,
Der
variabel einstellbare Druckregler 248 ermöglicht
also sowohl beim Instrument 10 als auch beim Instrument 10' eine
stufenlose Veränderung des Arbeitsdrucks während
der Bedienung. Dies gewährleistet ein Maximum an Taktilität.
Ferner wird durch die beschriebene Kombination von mechanischem
und pneumatischem Vorschub der Gasverbrauch auf ein Minimum reduziert.
Dadurch können im Vergleich zu herkömmlichen Instrumenten
deutlich kleinere Druckgasbehälter 42 verwendet
werden, wodurch sich das vom Gehäuse 38 definierte
Volumen im Vergleich zu bekannten Instrumenten deutlich verkleinern
lässt.The variably adjustable pressure regulator 248 thus allows both the instrument 10 as well as the instrument 10 ' a stepless change of working pressure during operation. This ensures maximum tactility. Furthermore, the gas consumption is reduced to a minimum by the described combination of mechanical and pneumatic feed. This can be compared to conventional instruments significantly smaller compressed gas tank 42 be used, which is the case of the housing 38 significantly reduce defined volumes compared to known instruments.
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- US 2007/0213769
A1 [0002] US 2007/0213769 A1 [0002]
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- DE 20318275 U1 [0002, 0005] - DE 20318275 U1 [0002, 0005]