DE202019106762U1

DE202019106762U1 - Werkzeugvorrichtung und Werkzeug mit der Werkzeugvorrichtung

Info

Publication number: DE202019106762U1
Application number: DE202019106762.4U
Authority: DE
Original assignee: Smc Innovation GmbH
Current assignee: Smc Innovation GmbH
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2019-12-16
Anticipated expiration: 2029-12-05

Abstract

Werkzeugvorrichtung, insbesondere Handwerkzeugvorrichtung, mit einer zumindest im Wesentlichen irreversiblen Kraftbegrenzungseinheit (40), gekennzeichnet durch zumindest eine Überbrückungseinheit (50), die zumindest einen Kraftpfad aufweist, der zumindest teilweise von einem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit (40) abweicht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung, insbesondere eine Handwerkzeugvorrichtung, zur Übertragung eines vorgegebenen Drehmoments auf ein chirurgisches Werkzeug.
Es ist bereits eine Werkzeugvorrichtung mit einer zumindest im Wesentlichen irreversiblen Kraftbegrenzungseinheit vorgeschlagen worden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Auswahl an alternativen Kraftpfaden bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugvorrichtung, insbesondere einer Handwerkzeugvorrichtung, mit einer zumindest im Wesentlichen irreversiblen Kraftbegrenzungseinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung zumindest eine Überbrückungseinheit umfasst, die zumindest einen Kraftpfad aufweist, der zumindest teilweise von einem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit abweicht.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Werkzeugvorrichtung kann eine Umgehung beziehungsweise Überbrückung einer Funktion der Kraftbegrenzungseinheit ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft hohe Funktionalität der Werkzeugvorrichtung erreicht werden, wobei insbesondere unabhängig von der Kraftbegrenzungseinheit einem Benutzer mehr als ein Kraftpfad zur Verfügung gestellt werden kann.
Unter einem „Kraftpfad“ soll insbesondere eine imaginäre Strecke eines Verlaufs einer Kraftübertragung zwischen zumindest zwei Körpern, insbesondere Bauteilen der Werkzeugvorrichtung, verstanden werden. Vorzugsweise ist die Kraftbegrenzungseinheit dazu vorgesehen, zumindest eine Kraftübertragung, insbesondere eine maximal übertragbare Kraft, von einem Bauteil der Werkzeugvorrichtung auf ein weiteres Bauteil der Werkzeugvorrichtung auf einen Wert unterhalb eines Grenzwerts zu begrenzen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder speziell ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Darunter, dass die Kraftbegrenzungseinheit „im Wesentlichen irreversibel“ ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass die Kraftbegrenzungseinheit bei einer Überschreitung des Grenzwerts der zu begrenzenden Kraftübertragung unbrauchbar gemacht wird, wobei insbesondere das Bauteil und das weitere Bauteil entlang des Kraftpfads der Kraftbegrenzungseinheit unabhängig voneinander, insbesondere zueinander kräftefrei, bewegbar sind. Vorzugsweise erfordert ein Zurücksetzen einer unbrauchbar gemachten zumindest im Wesentlichen irreversiblen Kraftbegrenzungseinheit eine zumindest teilweise Demontage der Werkzeugvorrichtung und/oder ein Ersetzen zumindest eines Bauteils der Kraftbegrenzungseinheit. Besonders bevorzugt ist das Bauteil als eine Betätigungseinheit ausgebildet. Vorzugsweise ist das weitere Bauteil als ein Werkzeughalter ausgebildet. Bevorzugt ist die Werkzeugvorrichtung zur Übertragung eines vorgegebenen Drehmoments auf ein chirurgisches Werkzeug vorgesehen. Vorzugsweise ist der Werkzeughalter zu einer Aufnahme des chirurgischen Werkzeugs vorgesehen. Bevorzugt umfasst der Werkzeughalter zumindest eine Aufnahmeausnehmung. Vorzugsweise ist die Aufnahmeausnehmung dazu vorgesehen, durch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem chirurgischen Werkzeug zumindest eine Kraft, insbesondere ein Drehmoment, von dem Werkzeughalter auf das chirurgische Werkzeug zu übertragen.
Vorzugsweise umfasst die Kraftbegrenzungseinheit zumindest ein Kraftbegrenzungselement, welches dazu vorgesehen ist, bei einer Überschreitung eines Grenzwerts einer von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter übertragenen Kraft beziehungsweise eines von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter übertragenen Drehmoments, eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung der Betätigungseinheit und des Werkzeughalters, insbesondere zumindest im Wesentlichen irreversibel, zu trennen, wobei insbesondere der Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit unterbrochen wird. Beispielsweise weist das Kraftbegrenzungselement eine Sollbruchstelle auf, wobei das Kraftbegrenzungselement bei der Überschreitung der von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter übertragenen Kraft beziehungsweise des von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter übertragenen Drehmoments über die Sollbruchstelle zerstört wird. Insbesondere wird die Kraftbegrenzungseinheit durch eine Zerstörung des Kraftbegrenzungselements unbrauchbar. Es ist auch denkbar, dass das Kraftbegrenzungselement mehr als eine Sollbruchstelle umfasst, wobei über eine Anpassung einer Position des Kraftbegrenzungselements relativ zur Betätigungseinheit und/oder dem Werkzeughalter ein maximaler Wert der zu begrenzenden Kraft eingestellt werden kann. Bevorzugt ist die Kraftbegrenzungseinheit dazu vorgesehen, bei einem Unbrauchbarmachen durch ein Überschreiten des Grenzwerts über einen Austausch des zerstörten Kraftbegrenzungselements zurückgesetzt zu werden, wobei insbesondere über den Kraftpfad des Kraftbegrenzungselements erneut eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment übertragbar ist. Besonders bevorzugt umfasst die Werkzeugvorrichtung, insbesondere zu jedem Zeitpunkt, vorzugsweise in einem montierten Zustand, genau ein Kraftbegrenzungselement. Es ist aber auch denkbar, dass die Werkzeugvorrichtung mehr als ein Kraftbegrenzungselement umfasst, wobei insbesondere ein zerstörtes Kraftbegrenzungselement automatisch oder manuell durch einen Benutzer durch ein weiteres Kraftbegrenzungselement ersetzbar ist. Vorzugsweise sind die Vielzahl von Kraftbegrenzungselementen in oder an der Betätigungseinheit oder dem Werkzeughalter als Magazin angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen, über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit zumindest eine Wirkung zu erzielen, welche verschieden ist von einer Wirkung des Kraftpfads der Kraftbegrenzungseinheit. Beispielsweise ist die Kraftbegrenzungseinheit dazu vorgesehen, in einem Betätigungsvorgang eine Kraft, insbesondere einen Drehmomentübertrag, von dem Werkzeughalter auf zumindest ein chirurgisches Werkzeug zu begrenzen, wobei die Überbrückungseinheit beispielsweise dazu vorgesehen ist, insbesondere in einem anderen Betätigungsvorgang, eine weitere Kraft, insbesondere einen weiteren Drehmomentübertrag, welche eine Richtung aufweist, die verschieden ist von einer Richtung der durch die Kraftbegrenzungseinheit begrenzten Kraft, auf das chirurgische Werkzeug zu übertragen.
Alternativ ist denkbar, dass die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen ist, zumindest eine Funktion der Kraftbegrenzungseinheit zu umgehen beziehungsweise zumindest teilweise zu ersetzen. Beispielsweise ist denkbar, dass die Kraftbegrenzungseinheit dazu vorgesehen ist, einen Drehmomentübertrag über einen Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit auf einen maximalen Wert zu begrenzen, wobei die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen ist, über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit, insbesondere in eine gleiche Richtung wie die Kraftbegrenzungseinheit, ein Drehmoment zu übertragen, welches einen größeren Wert aufweist als der durch die Kraftbegrenzungseinheit begrenzte maximale Wert.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungseinheit zumindest eine Kraftübertragungsrichtung aufweist, die einer Kraftübertragungsrichtung einer mittels der Kraftbegrenzungseinheit begrenzten Kraftübertragung zumindest im Wesentlichen entgegengerichtet ist. Es kann eine vorteilhaft hohe Funktionalität der Werkzeugvorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann ein mittels der Kraftbegrenzungseinheit durchgeführter Arbeitsschritt, beispielsweise ein Anziehen einer Schraube beziehungsweise eines Gewindes, vorteilhaft unabhängig von einem Zustand der Kraftbegrenzungseinheit, insbesondere ohne einen Wechsel der Werkzeugvorrichtung, rückgängig gemacht werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Kraftübertragungsrichtung entlang des Kraftpfads der Überbrückungseinheit. Bevorzugt erstreckt sich die Kraftübertragungsrichtung der mittels der Kraftbegrenzungseinheit begrenzten Kraftübertragung entlang des Kraftpfads der Kraftbegrenzungseinheit. Insbesondere ist die Kraftübertragungsrichtung der mittels der Kraftbegrenzungseinheit begrenzten Kraftübertragung als Kraftübertragungsrichtung der Kraftbegrenzungseinheit ausgebildet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungseinheit zumindest ein beweglich gelagertes Anschlagelement aufweist, wobei der Kraftpfad der Überbrückungseinheit, insbesondere in zumindest einer Position des Anschlagelements, durch das Anschlagelement verläuft. Es kann eine selektive Aktivierung beziehungsweise Betätigung der Überbrückungseinheit ermöglicht werden, insbesondere da das Anschlagelement aus dem Kraftpfad der Überbrückungseinheit bewegbar ausgebildet werden kann. Bevorzugt ist das Anschlagelement dazu vorgesehen, zu einer Kraftbeziehungsweise Drehmomentübertragung zumindest formschlüssig mit dem Werkzeughalter oder der Betätigungseinheit zusammenzuwirken. Vorzugsweise ist das Anschlagelement zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem Kraftpfad der Überbrückungseinheit und/oder zu der Kraftübertragungsrichtung beweglich gelagert. Bevorzugt ist das Anschlagelement an der Betätigungseinheit angeordnet und relativ zu dem Werkzeughalter beweglich gelagert. Es ist aber auch denkbar, dass das Anschlagelement an dem Werkzeughalter angeordnet ist und relativ zur Betätigungseinheit beweglich gelagert ist. Vorzugsweise weist das Anschlagelement zumindest eine Kontaktfläche auf. Bevorzugt ist die Kontaktfläche zumindest größtenteils als eine ebene Fläche ausgebildet. Insbesondere verläuft der Kraftpfad der Überbrückungseinheit zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Kontaktfläche. Bevorzugterweise umfasst die Werkzeugvorrichtung zumindest eine Lagereinheit, über die das Anschlagelement an dem Werkzeughalter oder der Betätigungseinheit beweglich gelagert ist. Vorzugsweise umfasst die Lagereinheit zumindest ein Lagerelement, welches an der Betätigungseinheit oder dem Werkzeughalter angeordnet, insbesondere befestigt, ist. Bevorzugt bildet das Anschlagelement zumindest ein Führungselement, insbesondere eine Nut beziehungsweise eine Ausnehmung, aus, über die das Anschlagelement an dem Lagerelement angeordnet ist. Beispielsweise ist das Lagerelement als ein Bolzen, als ein Stift, als ein Fortsatz o. dgl. ausgebildet. Es ist aber auch denkbar, dass das Anschlagelement einen Fortsatz o. dgl. ausbildet, wobei insbesondere das Lagerelement beispielsweise als eine Ausnehmung beziehungsweise eine Nut ausgebildet ist. Insbesondere ist die Lagereinheit als eine Langlochführung ausgebildet. Bevorzugt ist das Führungselement dazu vorgesehen, eine Bewegung des Anschlagelements über das Lagerelement relativ zu dem Werkzeughalter und/oder der Betätigungseinheit, insbesondere auf eine Führungsstrecke, zu begrenzen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung zumindest eine, insbesondere die vorher genannte, Betätigungseinheit und zumindest einen, insbesondere den vorher genannten, Werkzeughalter umfasst, wobei die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen ist, über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit zumindest ein Drehmoment von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter zu übertragen. Es kann vorteilhaft eine von der Kraftbegrenzungseinheit unabhängige Drehmomentübertragung von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter ermöglicht werden. Insbesondere ist die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen, insbesondere unabhängig von einem Zustand der Kraftbegrenzungseinheit, über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter zu übertragen. Vorzugsweise weist die Betätigungseinheit zumindest ein Betätigungselement auf, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, von einem Benutzer zu einem Anlegen einer Kraft beziehungsweise eines Drehmoments betätigt zu werden. Beispielsweise ist das Betätigungselement als ein Griffstück, als ein Knopf, als ein Hebel o. dgl. ausgebildet. Bevorzugt weist der Werkzeughalter eine Drehachse auf. Insbesondere ist eine auf das chirurgische Werkzeug zu übertragende Kraft zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichtet beziehungsweise erstreckt sich ein auf das chirurgische Werkzeug zu übertragendes Drehmoment entlang der Drehachse. Unter „im Wesentlichen senkrecht“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung, insbesondere der auf das chirurgische Werkzeug zu übertragenden Kraft, relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere der Drehachse, verstanden werden, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Insbesondere ist die Drehachse zumindest im Wesentlichen parallel, insbesondere entlang, einer Haupterstreckungsachse des Werkzeughalters angeordnet. Unter einer „Haupterstreckungsachse“ eines Objekts, insbesondere des Werkzeughalters, soll insbesondere eine Achse verstanden werden, welche parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verläuft, welcher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Bevorzugt entspricht die Drehachse beziehungsweise die Haupterstreckungsachse des Werkzeughalters einer Längsachse des Werkzeughalters. Vorzugsweise ist das Betätigungselement an dem Werkzeughalter angeordnet. Bevorzugt umschließt das Betätigungselement den Werkzeughalter in zumindest einer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichteten, Schnittebene zumindest größtenteils, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig. Unter „im Wesentlichen vollständig umschließen“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein Körper, insbesondere das Betätigungselement, einen anderen Körper, insbesondere den Werkzeughalter, in zumindest einer Projektions- oder Schnittebene ausgehend von zumindest einem Punkt, insbesondere einem Punkt auf der Drehachse, über einen Winkelbereich von mindestens 300°, vorzugsweise mindestens 320°, bevorzugt 340° und besonders bevorzugt 350°, umschließt. Bevorzugt ist der Werkzeughalter dazu vorgesehen, bei einer Montage der Werkzeugvorrichtung zumindest teilweise in die Betätigungseinheit, insbesondere das Betätigungselement, eingeschoben zu werden. Vorzugsweise ist die Führungsstrecke der Lagereinheit zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichtet. Vorzugsweise ist die Kraftübertragungsrichtung der Überbrückungseinheit zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichtet. Bevorzugt verläuft die Kraftübertragungsrichtung der Überbrückungseinheit entlang der Drehachse betrachtet, insbesondere kreisförmig, um die Drehachse. Die Kraftbegrenzungseinheit ist vorzugsweise zu einer Begrenzung eines von der Betätigungseinheit auf den Werkzeughalter übertragenen Drehmoments bezüglich der Drehachse des Werkzeughalters bei einer Bewegung in die Kraftübertragungsrichtung der Kraftbegrenzungseinheit, welche beispielsweise als eine Anziehrichtung eines chirurgischen Werkzeugs ausgebildet ist, vorgesehen. Bevorzugt ist die Kraftbegrenzungseinheit dazu vorgesehen, bei einer Überschreitung des vorgegebenen Drehmoments die Betätigungseinheit und den Werkzeughalter hinsichtlich einer Bewegung in Anziehrichtung zumindest im Wesentlichen irreversibel zu entkoppeln. Bevorzugterweise ist die Überbrückungseinheit dazu vorgesehen, die Betätigungseinheit zumindest in einem von dem Werkzeughalter hinsichtlich der Bewegung in Anziehrichtung entkoppelten Zustand bei einer Bewegung in eine der Anziehrichtung entgegengesetzte Löserichtung, die insbesondere der Kraftübertragungsrichtung der Überbrückungseinheit entspricht, relativ zu dem Werkzeughalter zu einer Übertragung eines Drehmoments bezüglich der Drehachse mit dem Werkzeughalter zu koppeln.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung zumindest einen Werkzeughalter umfasst, wobei das Anschlagelement zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer, insbesondere der vorher genannten, Drehachse des Werkzeughalters beweglich gelagert ist. Es kann ein vorteilhaft schnelles und direktes Einbringen des Anschlagelements erreicht werden. Es kann ein vorteilhaft ausgerichteter Formschluss des Anschlagelements mit dem Werkzeughalter oder der Betätigungseinheit, insbesondere des Betätigungselements, bei einer Bewegung um die Drehachse realisiert werden. Vorzugsweise ist die Kontaktfläche des Anschlagelements zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse ausgerichtet. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung, insbesondere entlang der Kontaktfläche, relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere entlang der Drehachse, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Bevorzugt ist das Anschlagelement dazu vorgesehen, zu einer Übertragung des Drehmoments auf den Werkzeughalter in eine der Drehachse zugewandte oder der Drehachse abgewandte Richtung bewegt zu werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungseinheit zumindest ein Kurvengetriebeelement umfasst. Es kann eine vorteilhaft einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Überbrückungseinheit ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft geringe Anzahl an verschiedenen Bauteilen erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft robuste und abnutzungsarme Überbrückungseinheit ermöglicht werden. Unter einem „Kurvengetriebeelement“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, dass bei einer Bewegung relativ zu einem weiteren Bauteil, insbesondere dem Anschlagelement, über zumindest eine Außenfläche eine Kraft auf das weitere Bauteil überträgt, wobei insbesondere die Kraft über ein stetiges Abtasten der Außenfläche durch das weitere Bauteil übertragen wird. Insbesondere erfolgt eine Bewegung des Kurvengetriebeelements relativ zum Anschlagelement um die Drehachse, insbesondere in die Kraftübertragungsrichtung der Kraftbegrenzungseinheit, periodisch für jeweils eine vollständige Drehung um die Drehachse. Vorzugsweise ist das Kurvengetriebeelement als Teil der Betätigungseinheit oder des Werkzeughalters ausgebildet. Insbesondere ist der Werkzeughalter einstückig ausgebildet. Bevorzugt ist das Kurvengetriebeelement einstückig mit einem Grundkörper des Werkzeughalters oder mit dem Betätigungselement ausgebildet. Unter „einstückig“ soll insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Besonders bevorzugt ist das Kurvengetriebeelement auf der Drehachse angeordnet. Insbesondere ist das Kurvengetriebeelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand der Überbrückungseinheit mit dem Anschlagelement zusammenzuwirken. Vorzugsweise umfasst das Kurvengetriebeelement zumindest eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse ausgerichtete, Anlegefläche, welche insbesondere einen sich um die Drehachse veränderlichen minimalen Abstand zur Drehachse aufweist. Insbesondere ist die Anlegefläche in zumindest einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichteten Schnittebene des Kurvengetriebeelements als eine gebogene Fläche ausgebildet. Bevorzugt weist die Anlegefläche in zumindest einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse erstreckenden Schnittebene des Kurvengetriebeelements eine schneckenförmige Kontur auf, wobei insbesondere die Kontur der Anlegefläche an zumindest einem Punkt um die Drehachse unstetig ausgebildet ist. Insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der das Kurvengetriebeelement als Teil der Betätigungseinheit ausgebildet ist, ist die Anlegefläche an einer dem Werkzeughalter zugewandten Seite der Betätigungseinheit angeordnet. Insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der das Kurvengetriebeelement als Teil des Werkzeughalters ausgebildet ist, ist die Anlegefläche an einer der Betätigungseinheit zugewandten Seite des Werkzeughalters angeordnet.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Kurvengetriebeelement zumindest eine Anschlagfläche ausbildet. Es kann eine vorteilhaft einfache und kostengünstige formschlüssige Verbindung der Überbrückungseinheit realisiert werden, insbesondere um einen von dem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit verschiedenen Kraftpfad zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Anschlagfläche des Kurvengetriebeelements dazu vorgesehen, zu einer Kraft- beziehungsweise Drehmomentübertragung, insbesondere formschlüssig, mit dem Anschlagelement, insbesondere der Kontaktfläche, zusammenzuwirken. Insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der das Anschlagelement an der Betätigungseinheit angeordnet ist, ist das Kurvengetriebeelement als Teil des Werkzeughalters ausgebildet. Insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der das Anschlagelement an dem Werkzeughalter angeordnet ist, ist das Kurvengetriebeelement als Teil der Betätigungseinheit ausgebildet. Besonders bevorzugt begrenzt die Anschlagfläche die Anlegefläche des Kurvengetriebeelements. Vorzugsweise ist die Anschlagfläche zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse ausgerichtet. Insbesondere ist die Anschlagfläche zumindest größtenteils als eine ebene Fläche ausgebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass sich die Anschlagfläche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittelachse des Kurvengetriebeelements, insbesondere zu der Drehachse, ausgerichteten Achse erstreckt, welche die Mittelachse des Kurvengetriebeelements, insbesondere die Drehachse, in einem Punkt schneidet. Es kann ein vorteilhaft effektiver und sicherer Formschluss zwischen dem Kurvengetriebeelement und dem Anschlagelement erreicht werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Mittelachse des Kurvengetriebeelements innerhalb der Drehachse des Werkzeughalters. Bevorzugt spannt die Anschlagfläche zumindest eine Ebene auf, welche beabstandet von der Mittelachse des Kurvengetriebeelements beziehungsweise der Drehachse angeordnet ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Werkzeugvorrichtung zumindest eine Betätigungseinheit umfasst, die zumindest ein beweglich gelagertes Bedienelement umfasst, wobei das Anschlagelement einstückig mit dem Bedienelement ausgebildet ist. Es kann eine vorteilhaft geringe Anzahl an Bauteilen der Werkzeugvorrichtung erreicht werden. Dadurch können vorteilhaft geringe Herstellungskosten ermöglicht werden. Es kann eine vorteilhaft kombinierte Funktionalität des Bedienelements und der Überbrückungseinheit realisiert werden. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Bedienung der Werkzeugvorrichtung erreicht werden. Bevorzugt weist die Werkzeugvorrichtung zumindest eine Halteeinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand den Werkzeughalter gegen eine Bewegung entlang der Drehachse an der Betätigungseinheit zu halten. Vorzugsweise ist das Bedienelement, insbesondere zusammen mit dem Anschlagelement, als Teil der Halteeinheit ausgebildet, wobei insbesondere der Werkzeughalter in eine entlang der Drehachse ausgerichtete Richtung über einen Formschluss mit dem Bedienelement zusammenwirkt. Vorzugsweise sind das Bedienelement und das Anschlagelement zusammen zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse beweglich an dem Betätigungselement gelagert. Bevorzugt ist die Halteeinheit, insbesondere das Bedienelement, dazu vorgesehen, den Werkzeughalter bei einer Betätigung des Bedienelements freizugeben, wobei insbesondere der Werkzeughalter entlang der Drehachse von der Betätigungseinheit trennbar ist. Vorzugsweise umschließt das Bedienelement den Werkzeughalter in zumindest einer, insbesondere zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse angeordneten, Schnittebene zumindest größtenteils, insbesondere zumindest im Wesentlichen vollständig. Bevorzugt weist das Bedienelement zumindest eine Bedienfläche auf, über die das Bedienelement durch einen Benutzer, insbesondere durch eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichtete Bewegung, betätigbar ist. Vorzugsweise sind das Bedienelement und das Anschlagelement derart ausgebildet, dass die Drehachse in zumindest einer Schnittebene der Werkzeugvorrichtung betrachtet zwischen der Bedienfläche und dem Anschlagelement, insbesondere der Kontaktfläche des Anschlagelements, angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Bedienelement über die Lagereinheit, insbesondere das Lagerelement, beweglich gelagert.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungseinheit zumindest ein Rückstellelement umfasst, das dazu vorgesehen ist, das Anschlagelement zu einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit zumindest einem Gegenanschlagelement, insbesondere dem Kurvengetriebeelement, der Überbrückungseinheit mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Es kann eine vorteilhaft einfache Bedienung der Werkzeugvorrichtung, insbesondere der Überbrückungseinheit und/oder der Halteeinheit, ermöglicht werden, insbesondere da das Anschlagelement durch eine Betätigung gegen die Rückstellkraft gelöst werden kann. Es kann eine vorteilhaft einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Überbrückungseinheit ermöglicht werden. Es kann ein vorteilhaft einfaches Lösen des Werkzeughalters erreicht werden, insbesondere in einer Ausgestaltung, bei der das Anschlagelement und das Bedienelement einstückig ausgebildet sind. Vorzugsweise ist das Rückstellelement mit einem Ende an dem Betätigungselement oder dem Werkzeughalter angeordnet, insbesondere befestigt. Bevorzugt ist das Rückstellelement mit einem anderen, insbesondere dem Ende gegenüberliegenden, Ende an dem Anschlagelement angeordnet. Insbesondere in der Ausgestaltung, bei der das Anschlagelement und das Bedienelement einstückig ausgebildet sind, ist das Rückstellelement vorzugsweise derart ausgebildet beziehungsweise angeordnet, dass die Rückstellkraft einer Bedienrichtung des Bedienelements zumindest teilweise entgegengerichtet ist. Vorzugsweise ist das Kurvengetriebeelement als Gegenanschlagelement ausgebildet, wobei insbesondere das Anschlagelement, insbesondere in zumindest einem unbetätigten Zustand des Bedienelements, durch die Rückstellkraft an dem Kurvengetriebeelement, insbesondere der Anlegefläche anliegt. Besonders bevorzugt ist das Anschlagelement dazu vorgesehen, zu einer Übertragung eines Drehmoments, insbesondere über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit, mit dem Kurvengetriebeelement formschlüssig zusammenzuwirken. Insbesondere ist die Überbrückungseinheit derart ausgebildet, dass zu einer Übertragung des Drehmoments, insbesondere über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit, das Anschlagelement und das Kurvengetriebeelement über die Kontaktfläche und die Anschlagfläche formschlüssig zusammenwirken. Beispielsweise ist das Rückstellelement als eine Feder, insbesondere eine Biegefeder, eine Torsionsfeder oder eine Tellerfeder, oder ein Magnet ausgebildet. Insbesondere in einer Ausgestaltung des Rückstellelements als ein Magnet, ist das Rückstellelement vorzugsweise an dem Anschlagelement oder dem Betätigungselement befestigt, wobei insbesondere das Anschlagelement oder das Betätigungselement zumindest teilweise aus einem paramagnetischen oder ferromagnetischen Material ausgebildet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Überbrückungseinheit funktional unabhängig von der Kraftbegrenzungseinheit ausgebildet ist. Es kann eine vorteilhaft geringe Fehleranfälligkeit der Überbrückungseinheit und der Kraftbegrenzungseinheit erreicht werden. Es kann eine vorteilhaft einfache Bedienung der Werkzeugvorrichtung erreicht werden, insbesondere da eine Bedienung der Überbrückungseinheit und der Kraftbegrenzungseinheit getrennt beziehungsweise verschieden voneinander realisiert werden kann. Unter „funktional unabhängig“ soll insbesondere verstanden werden, dass jedes Element der Werkzeugvorrichtung entweder als Teil der Überbrückungseinheit oder als Teil der Kraftbegrenzungseinheit ausgebildet ist und insbesondere unabhängig von einer Funktion der Überbrückungseinheit oder der Kraftbegrenzungseinheit ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Kraftbegrenzungselement beabstandet von der Überbrückungseinheit, insbesondere dem Kurvengetriebeelement und dem Anschlagelement, angeordnet. Alternativ ist denkbar, dass die Überbrückungseinheit und die Kraftbegrenzungseinheit zusammen ausgebildet sind, wobei insbesondere das Kraftbegrenzungselement einstückig mit dem Anschlagelement oder dem Kurvengetriebeelement ausgebildet ist.
Außerdem wird ein Werkzeug, insbesondere ein Handwerkzeug, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung vorgeschlagen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Werkzeugs kann eine vorteilhaft erhöhte Funktionalität erreicht werden. Vorzugsweise kann eine Umgehung beziehungsweise eine Überbrückung einer Funktion der Kraftbegrenzungseinheit ermöglicht werden. Es kann vorteilhaft einem Benutzer unabhängig von der Kraftbegrenzungseinheit mehr als ein Kraftpfad zur Verfügung gestellt werden.
Die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Werkzeug sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Werkzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung,
2 die perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem Schnitt durch eine Betätigungseinheit der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung,
3 eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit einem Schnitt durch eine Drehachse der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung ,
4 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugs in einem Bereich einer Überbrückungseinheit der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung in einem unbetätigten Zustand des Bedienelements,
5 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugs in dem Bereich der Überbrückungseinheit in einem betätigten Zustand eines Bedienelements,
6 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Werkzeugs in einem Bereich einer Kraftbegrenzungseinheit der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung und
7 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs in einem demontierten Zustand zu einem Wechsel eines Kraftbegrenzungselements der Kraftbegrenzungseinheit.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist ein als Handwerkzeug ausgebildetes Werkzeug 10 zu einem Befestigen beziehungsweise Lösen eines chirurgischen Werkzeugs 12, insbesondere einer Sonotrode, gezeigt. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen des Werkzeugs 10 denkbar, insbesondere zu einer Verwendung mit einem von einer Sonotrode verschiedenen chirurgischen Werkzeug 12. Das Werkzeug 10 umfasst eine Werkzeugvorrichtung 14 zu einer Übertragung eines vorgegebenen Drehmoments auf das chirurgische Werkzeug 12. Die Werkzeugvorrichtung 14 umfasst eine Betätigungseinheit 16 zu einem Betätigen des Werkzeugs 10 durch einen Benutzer, und einen Werkzeughalter 18 zu einem Aufnehmen des chirurgischen Werkzeugs 12. Vorzugsweise ist die Betätigungseinheit 16, insbesondere ein Betätigungselement 20 der Betätigungseinheit 16, dazu vorgesehen, von dem Benutzer, insbesondere einer Hand des Benutzers, mittels einer Drehung um eine Drehachse 22 des Werkzeughalters 18 betätigt zu werden. Insbesondere ist das Werkzeug 10, insbesondere der Werkzeughalter 18 und/oder das chirurgische Werkzeug 12, dazu vorgesehen, über die Drehung um die Drehachse 22, insbesondere mittels des Drehmoments, in oder an einem Arbeitsbereich befestigt zu werden, welcher insbesondere in den Figuren nicht gezeigt ist.
Das Betätigungselement 20 ist zumindest teilweise anatomisch ausgeformt. Das Betätigungselement 20 ist als ein Knauf ausgebildet und weist insbesondere eine Tropfenform auf. Das Betätigungselement 20 weist eine Grundform auf, die insbesondere rotationssymmetrisch um eine Mittelachse 24 der Betätigungseinheit 16 ausgebildet ist. In dem in 1 gezeigten montierten Zustand des Werkzeugs 10 ist die Mittelachse 24 entlang der Drehachse 22 des Werkzeughalters 18 angeordnet. Das Betätigungselement 20, insbesondere die Grundform des Betätigungselements 20, ist insbesondere zweiteilig ausgebildet und über eine Schraubverbindung zusammengefügt. Es ist aber auch denkbar, dass das Betätigungselement 20, insbesondere die Grundform des Betätigungselements 20, einteilig ausgebildet ist. Das Betätigungselement 20, insbesondere die Grundform des Betätigungselements 20, weist um die Mittelachse 24 verteilt mehrere Ausnehmungen 26 auf, die zu einer Kraftübertragung des Benutzers bei einem Betätigen des Werkzeugs 10 um die Drehachse 22 vorgesehen sind. Das Betätigungselement 20 begrenzt an einem Ende Aufnahmeausnehmungen 28, die dazu vorgesehen sind, durch eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem chirurgischen Werkzeug 12 zumindest eine Kraft, insbesondere ein Drehmoment, von dem Werkzeughalter 18 auf das chirurgische Werkzeug 12 zu übertragen. Der Werkzeughalter 18 begrenzt zwei Aufnahmeausnehmungen 28, wobei die zwei Aufnahmeausnehmungen 28 jeweils zu einer Aufnahme von voneinander verschieden ausgebildeten chirurgischen Werkzeugen 12 vorgesehen sind. Das Betätigungselement 20 weist eine Werkzeughalteraufnahme 30 auf, die insbesondere als eine zylinderförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Die Werkzeughalteraufnahme 30 ist dazu vorgesehen, den Werkzeughalter 18 zumindest teilweise aufzunehmen. Der Werkzeughalter 18 ist, insbesondere innerhalb der Werkzeughalteraufnahme 30, zumindest teilweise, insbesondere entlang der Drehachse 22 betrachtet, zumindest im Wesentlichen vollständig von dem Betätigungselement 20 umschlossen. Das Betätigungselement 20 weist an einem Ende in einem Bereich um eine die Werkzeughalteraufnahme 30 begrenzende Innenfläche eine zumindest im Wesentlichen abgerundete Kante beziehungsweise eine über mehrere Flächen abgeflachte Kontur auf, die insbesondere zu einem erleichterten Einschub des Werkzeughalters 18 in das Betätigungselement 20 vorgesehen ist.
Die Betätigungseinheit 16 umfasst ein Bedienelement 32, welches zu einer Betätigung in eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtete Richtung durch den Benutzer vorgesehen ist. Das Betätigungselement 20 begrenzt eine Durchführung 34, die sich von einer Außenseite des Betätigungselements 20 zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 bis zur Werkzeughalteraufnahme 30 erstreckt. Insbesondere sind ein von der Werkzeughalteraufnahme 30 begrenzter Raum und ein von der Durchführung 34 begrenzter Raum aneinander angeordnet, insbesondere einstückig ausgebildet. Das Bedienelement 32 ist als ein federbelasteter Drücker ausgebildet (siehe 2). Das Bedienelement 32 weist eine Bedienfläche 36 auf, die insbesondere zumindest im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet ist. Es ist aber auch denkbar, dass die Bedienfläche 36 eine zumindest teilweise runde Form aufweist. Es sind auch andere Ausgestaltungen der Betätigungseinheit 16, insbesondere des Betätigungselements 20 und/oder des Bedienelements 32 denkbar. Insbesondere wird eine Funktionsweise des Bedienelements 32 in den folgenden Figuren näher beschrieben.
In 2 ist das Werkzeug 10 in einer zur 1 analogen perspektivischen Ansicht gezeigt, wobei insbesondere das Betätigungselement 20 entlang einer durch die Drehachse 22 beziehungsweise die Mittelachse 24 verlaufenden Ebene geschnitten dargestellt ist. Der Werkzeughalter 18, insbesondere eine Außenfläche des Werkzeughalters 18, ist korrespondierend zu einer die Werkzeughalteraufnahem begrenzenden Innenfläche des Betätigungselements 20 ausgebildet und liegt insbesondere flächig an dem Betätigungselement 20, insbesondere der die Werkzeughalteraufnahme 30 begrenzenden Innenfläche des Betätigungselements 20, an. Das Bedienelement 32 umschließt den Werkzeughalter 18 entlang der Drehachse 22 betrachtet zumindest im Wesentlichen vollständig. Es ist aber auch denkbar, dass das Bedienelement 32 den Werkzeughalter 18 lediglich größtenteils umschließt.
Die Werkzeugvorrichtung 14 umfasst eine zumindest im Wesentlichen irreversible Kraftbegrenzungseinheit 40, die dazu vorgesehen ist, eine von der Betätigungseinheit 16 auf den Werkzeughalter 18 entlang eines Kraftpfads der Kraftbegrenzungseinheit 40 übertragene Kraft, insbesondere Drehmoment, auf einen maximalen Wert zu begrenzen. Insbesondere ist der maximale Wert der zu übertragenen Kraft, insbesondere Drehmoments, abhängig von dem chirurgischen Werkzeug 12 beziehungsweise einer Anwendung des chirurgischen Werkzeugs 12. Bevorzugterweise ist die Kraftbegrenzungseinheit 40 dazu vorgesehen, ein auf den Werkzeughalter 18, und insbesondere auf das chirurgische Werkzeug 12, übertragenes Drehmoment zu begrenzen. Die Kraftbegrenzungseinheit 40 umfasst ein Kraftbegrenzungselement 42, welches eine Sollbruchstelle 44 umfasst. Das Kraftbegrenzungselement 42 ist zwischen dem Betätigungselement 20 und dem Werkzeughalter 18 angeordnet. Das Kraftbegrenzungselement 42 liegt zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 formschlüssig an dem Betätigungselement 20 und dem Werkzeughalter 18 an. Das Kraftbegrenzungselement 42 ist dazu vorgesehen, bei einer Überschreitung des maximalen Wertes des von dem Betätigungselement 20 auf den Werkzeughalter 18 übertragenen Drehmoments über die Sollbruchstelle 44 zumindest im Wesentlichen irreversibel zu entkoppeln, wobei insbesondere das Kraftbegrenzungselement 42 an der Sollbruchstelle 44 zerstört, beziehungsweise in zwei Teile geteilt, wird. Vorzugsweise ist die Werkzeugvorrichtung 14 dazu vorgesehen, über einen Austausch beziehungsweise ein Ersetzen des Kraftbegrenzungselements 42 eine Funktionalität der Kraftbegrenzungseinheit 40 wiederherzustellen, insbesondere um das vorgegebene Drehmoment auf ein weiteres chirurgisches Werkzeug 12 zu übertragen. Es ist aber auch denkbar, dass die Kraftbegrenzungseinheit 40 mehr als ein Kraftbegrenzungselement 42 umfasst. Zusätzlich ist denkbar, dass die Kraftbegrenzungselemente 42 derart angeordnet sind, dass ein zerstörtes Kraftbegrenzungselement 42 automatisch oder manuell durch einen Benutzer zu einem Zurücksetzen der Kraftbegrenzungseinheit 40 durch ein anderes Kraftbegrenzungselement 42 ersetzbar ist. Vorzugsweise sind die Kraftbegrenzungselemente 42 als ein Magazin an oder in der Betätigungseinheit 16 oder dem Werkzeughalter 18 angeordnet.
Der Werkzeughalter 18 begrenzt, insbesondere an einem entlang der Drehachse 22 der Aufnahmeausnehmungen 28 abgewandten Ende des Werkzeughalters 18, eine Formschlussausnehmung 46 zur Aufnahme und formschlüssigen Anlegen des Kraftbegrenzungselements 42 (siehe 3). Das Kraftbegrenzungselement 42 ist in einem montierten Zustand, welcher insbesondere in 2 gezeigt ist, zumindest teilweise innerhalb der Formschlussausnehmung 46 angeordnet. Das Betätigungselement 20 begrenzt zumindest eine weitere Formschlussausnehmung 48 zur Aufnahme und formschlüssigen Anlegen des Kraftbegrenzungselements 42. Die weitere Formschlussausnehmung 48 erstreckt sich von der Werkzeughalteraufnahme 30 entlang der Mittelachse 24 bis zu einer Außenseite des Betätigungselements 20. Das Kraftbegrenzungselement 42 ist dazu vorgesehen, bei der Überschreitung des maximalen Werts des Drehmoments durch ein Abscheren an der Sollbruchstelle 44 geteilt zu werden, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Formschlussausnehmung 46 und der weiteren Formschlussausnehmung 48 durch das Kraftbegrenzungselement 42 unterbunden wird.
Die Werkzeugvorrichtung 14 umfasst eine Überbrückungseinheit 50, die zumindest einen Kraftpfad aufweist, der zumindest teilweise von dem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit 40 abweicht. Die Überbrückungseinheit 50 ist dazu vorgesehen, ein Drehmoment von dem Betätigungselement 20 auf den Werkzeughalter 18 über einen von dem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit 40 verschiedenen Kraftpfad zu übertragen. Die Überbrückungseinheit 50 weist eine Kraftübertragungsrichtung 52 auf, die einer Kraftübertragungsrichtung 54 einer mittels der Kraftbegrenzungseinheit 40 begrenzten Kraftübertragung, insbesondere einer Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40, zumindest im Wesentlichen entgegengerichtet ist. Die Kraftübertragungsrichtung 52 der Überbrückungseinheit 50 und die Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 sind jeweils in entgegengesetzter Orientierung als Umfangrichtungen um die Drehachse 22 ausgebildet. Insbesondere ist die Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 von den Aufnahmeausnehmungen 28 zur Formschlussausnehmung 46 entlang der Drehachse 22 betrachtet im Uhrzeigersinn ausgerichtet. Bevorzugt ist die Kraftübertragungsrichtung 52 der Überbrückungseinheit 50 von den Aufnahmeausnehmungen 28 zur Formschlussausnehmung 46 entlang der Drehachse 22 betrachtet gegen den Uhrzeigersinn ausgerichtet. Eine Funktionsweise der Überbrückungseinheit 50 wird in den folgenden Figuren detailliert beschrieben.
Alternativ ist denkbar, dass die Kraftübertragungsrichtungen 52, 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 und der Überbrückungseinheit 50 gleich ausgebildet sind, wobei insbesondere die Überbrückungseinheit 50 dazu vorgesehen ist, über einen von dem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit 40 verschiedenen Kraftpfad eine durch die Kraftbegrenzungseinheit 40 vorgenommene Entkopplung der Betätigungseinheit 16 und des Werkzeughalters 18 hinsichtlich einer Übertragung eines Drehmoments zu überbrücken. Es ist denkbar, dass die Überbrückungseinheit 50 dazu vorgesehen ist, beispielsweise mittels des Bedienelements 32, insbesondere bei einem Betätigen des Bedienelements 32 durch einen Benutzer, ein Drehmoment in die Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 von der Betätigungseinheit 16 auf den Werkzeughalter 18 zu übertragen.
Die Werkzeugvorrichtung 14 umfasst eine Lagereinheit 56, über die das Bedienelement 32 an dem Betätigungselement 20 relativ zum Betätigungselement 20 und dem Werkzeughalter 18 beweglich gelagert ist. Das Bedienelement 32 ist über die Lagereinheit 56 in eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 beziehungsweise zur Mittelachse 24 ausgerichtete Richtung beweglich gelagert. Die Lagereinheit 56 ist als eine Langlochführung ausgebildet. Die Lagereinheit 56 umfasst ein als Bolzen ausgebildetes Lagerelement 58, welches an dem Betätigungselement 20 befestigt ist. Das Lagerelement 58 ist derart angeordnet, dass eine Längsachse des Lagerelements 58 zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtet ist und insbesondere die Drehachse 22 in einem Punkt schneidet. Das Bedienelement 32 begrenzt ein Führungselement 60, über welches das Bedienelement 32 an dem Lagerelement 58 geführt ist. Das Führungselement 60 ist als Teil der Lagereinheit 56 ausgebildet. Das Führungselement 60 ist als eine Ausnehmung, insbesondere eine Langlochführung, ausgebildet, welche eine rechteckförmige Grundform mit verrundeten Ecken aufweist. Insbesondere weisen die verrundeten Ecken einen Innenradius auf, welcher einer Hälfte zumindest einer Seitenfläche der rechteckigen Grundform entspricht. Insbesondere weist das Führungselement 60 eine rennbahnförmige Kontur auf. Das Führungselement 60 ist derart ausgebildet, dass sich eine Längsachse des Führungselements 60 zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 und zur Längsachse des Lagerelements 58 erstreckt. Die Führungseinheit ist dazu vorgesehen, eine Bewegung des Bedienelements 32 an dem Lagerelement 58 relativ zu dem Werkzeughalter 18 und/oder der Betätigungseinheit 16, insbesondere auf eine Führungsstrecke, zu begrenzen.
Die Überbrückungseinheit 50 umfasst ein Rückstellelement 62, das dazu vorgesehen ist, das Bedienelement 32 in eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtete Richtung 64 und/oder entlang der Führungstrecke mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen. Das Rückstellelement 62 ist mit einem Ende an dem Betätigungselement 20 angeordnet, insbesondere befestigt. Das Rückstellelement 62 ist mit einem anderen, insbesondere dem Ende gegenüberliegenden, Ende an dem Bedienelement 32 angeordnet. Das Rückstellelement 62 ist als eine Biegefeder, insbesondere eine Druckfeder, ausgebildet. Das Betätigungselement 20 begrenzt eine Fassung 66 zur Aufnahme des Rückstellelements 62. Die Fassung 66 ist an einer Innenseite des Betätigungselements 20 angeordnet und grenzt an die Werkzeughalteraufnahme 30 an. Das Rückstellelement 62 ist zumindest teilweise, insbesondere zumindest größtenteils, innerhalb der Fassung 66 angeordnet.
In 3 ist das Werkzeug 10 in einer Seitenansicht mit einem entlang der Drehachse 22 beziehungsweise der Mittelachse 24 ausgerichteten Schnitt gezeigt. Das Kraftbegrenzungselement 42 ist zumindest im Wesentlichen hantelförmig ausgebildet. Eine erste Hälfte des Kraftbegrenzungselements 42 ist zumindest größtenteils innerhalb der Formschlussausnehmung 46 an dem Werkzeughalter 18 angeordnet. Eine zweite Hälfte des Kraftbegrenzungselements 42 ist zumindest größtenteils innerhalb der weiteren Formschlussausnehmung 48 an dem Betätigungselement 20 angeordnet. Die Sollbruchstelle 44 ist innerhalb der Werkzeughalteraufnahme 30 zumindest teilweise zwischen dem Betätigungselement 20 und dem Werkzeughalter 18 angeordnet. Der Werkzeughalter 18 ist über eine gesamte Länge des Werkzeughalters 18 entlang der Drehachse 22, insbesondere von den Aufnahmeausnehmungen 28 bis zur Formschlussausnehmung 46, hohl ausgebildet. Der Werkzeughalter 18 ist einstückig ausgebildet, bevorzugt aus genau einem Teil hergestellt. Der Werkzeughalter 18 umfasst ein Kurvengetriebeelement 68, das senkrecht zur Drehachse 22 betrachtet in einem Bereich des Betätigungselements 20 beziehungsweise der Durchführung 34 angeordnet ist. Das Kurvengetriebeelement 68 ist einstückig mit einem Grundkörper des Werkzeughalters 18 ausgebildet. Die Überbrückungseinheit 50 umfasst ein Anschlagelement 70, welches zu einem Zusammenwirken mit dem Kurvengetriebeelement 68 vorgesehen ist. Das Anschlagelement 70 ist einstückig mit dem Bedienelement 32 ausgebildet und innerhalb der Durchführung 34 über die Lagereinheit 56 zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 beweglich gelagert. Das Anschlagelement 70 ist zusammen mit dem Bedienelement 32 über das Rückstellelement 62 mit der Rückstellkraft beaufschlagbar. Das Anschlagelement 70 ist, insbesondere über die Lagereinheit 56, beweglich gelagert. Der Kraftpfad der Überbrückungseinheit 50 verläuft, insbesondere in zumindest einer Position des Anschlagelements 70, durch das Anschlagelement 70. Die Funktionsweise des Anschlagelements 70 zu einem Zusammenwirken mit dem Kurvengetriebeelement 68 wird in den folgenden Figuren beschrieben.
Insbesondere begrenzt das Betätigungselement 20 in einem von der Werkzeughalteraufnahme 30 abgewandten Knaufbereich 72 mehrere Ausnehmungen 74, 76. Zwei der Ausnehmungen 74 erstrecken sich von einer Außenseite des Betätigungselements 20 zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 22 und sind insbesondere zu einer Verwendung des Werkzeugs 10 durch einen Roboter beziehungsweise eine externe Betätigungsvorrichtung vorgesehen, wobei insbesondere Greifarme in die Ausnehmungen 74 eingreifen, über die das Betätigungselement 20 in eine der Kraftübertragungsrichtungen 52, 54 bewegbar ist. Eine weitere Ausnehmung 76 im Knaufbereich 72 ist zu einer Aufnahme eines Passstifts 78 vorgesehen, welcher zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtet ist. Der Passstift 78 ist zu einem Halten des Kraftbegrenzungselements 42, insbesondere einer Hälfte des Kraftbegrenzungselements 42 nach einer Zerstörung durch Abscheren, vorgesehen. Die Überbrückungseinheit 50 ist funktional unabhängig von der Kraftbegrenzungseinheit 40 ausgebildet.
In 4 ist ein zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichteter Querschnitt des Werkzeugs 10 in einem Bereich des Bedienelements 32 und des Kurvengetriebeelements 68 gezeigt (siehe 3). Das Kurvengetriebeelement 68 ist dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand der Überbrückungseinheit 50 mit dem Anschlagelement 70 zusammenzuwirken. Das Kurvengetriebeelement 68 umfasst eine, insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 22 ausgerichtete, Anlegefläche 80, welche insbesondere einen sich um die Drehachse 22 veränderlichen minimalen Abstand 82 zur Drehachse 22 aufweist. Die Anlegefläche 80 ist in zumindest einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichteten Schnittebene des Kurvengetriebeelements 68 als eine gebogene Fläche ausgebildet. Die Anlegefläche 80 weist in zumindest einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 erstreckenden Schnittebene des Kurvengetriebeelements 68 eine schneckenförmige Kontur 84 auf, wobei insbesondere die Kontur 84 der Anlegefläche 80 an zumindest einem Punkt um die Drehachse 22 unstetig ausgebildet ist. Die Anlegefläche 80 ist an einer der Betätigungseinheit 16 zugewandten Seite des Werkzeughalters 18 beziehungsweise des Kurvengetriebeelements 68 angeordnet. Das Anschlagelement 70 weist eine Kontaktfläche 86 auf, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtet ist. Die Kontaktfläche 86 ist an einer dem Werkzeughalter 18 zugewandten Seite des Anschlagelements 70 angeordnet. Insbesondere ist die Kontaktfläche 86 als eine ebene Fläche ausgebildet. Die Kontaktfläche 86 spannt eine Ebene auf, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 22 und beabstandet von der Drehachse 22 angeordnet ist. Das Rückstellelement 62 ist dazu vorgesehen, das Anschlagelement 70 zu einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem als Gegenanschlagelement 70 ausgebildeten Kurvengetriebeelement 68 der Überbrückungseinheit 50 mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen.
Das Kurvengetriebeelement 68 bildet eine Anschlagfläche 88 aus, die dazu vorgesehen ist, zu einer Kraft- beziehungsweise Drehmomentübertragung, insbesondere formschlüssig, mit dem Anschlagelement 70, insbesondere der Kontaktfläche 86, zusammenzuwirken. Die Anschlagfläche 88 begrenzt die Anlegefläche 80 des Kurvengetriebeelements 68. Die Anschlagfläche 88 ist zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 22 ausgerichtet. Insbesondere ist die Anschlagfläche 88 zumindest größtenteils als eine ebene Fläche ausgebildet. Die Anschlagfläche 88 erstreckt sich zumindest im Wesentlichen parallel zu einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittelachse 24 des Kurvengetriebeelements 68, insbesondere zu der Drehachse 22, ausgerichteten Achse, welche die Mittelachse 24 des Kurvengetriebeelements 68, insbesondere die Drehachse 22, in einem Punkt schneidet. Das Anschlagelement 70 ist dazu vorgesehen, insbesondere in einem unbetätigten Zustand des Bedienelements 32, über das Rückstellelement 62, insbesondere die Rückstellkraft, an der Anlegefläche 80 anzuliegen. Das Anschlagelement 70 ist dazu vorgesehen, insbesondere durch die Kontur 84 der Anlegefläche 80, bei einer Bewegung des Betätigungselements 20 relativ zum Werkzeughalter 18 in die Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 entlang der Anlegefläche 80 bewegt zu werden, wobei insbesondere eine Kraftübertragung von dem Anschlagelement 70 auf den Werkzeughalter 18 in die, insbesondere der Kraftübertragungsrichtung 54 der Kraftbegrenzungseinheit 40 entgegengerichtete, Kraftübertragungsrichtung 52 der Überbrückungseinheit 50 zumindest im Wesentlichen vermieden wird. Das Anschlagelement 70 ist dazu vorgesehen, bei einer Bewegung des Betätigungselements 20 relativ zum Werkzeughalter 18 zur Übertragung eines Drehmoments in die Kraftübertragungsrichtung 52 der Überbrückungseinheit 50, über die Kontaktfläche 86 formschlüssig mit der Anschlagfläche 88 des Kurvengetriebeelements 68 zusammenzuwirken. Das Anschlagelement 70 greift zu einem Formschluss zwischen Anschlagelement 70 und Kurvengetriebeelement 68 in eine durch die Anlegefläche 80 und die Anschlagfläche 88 begrenzte Kerbe des Kurvengetriebeelements 68 ein. In 4 ist eine Position des Anschlagelements 70 beziehungsweise des Kurvengetriebeelements 68 gezeigt, in welcher die Kontaktfläche 86 an der Anschlagfläche 88 zu einer Übertragung eines Drehmoments in die Kraftübertragungsrichtung 52 der Überbrückungseinheit 50 anliegt.
In 5 ist das Werkzeug 10 in dem Querschnitt der 4 gezeigt, wobei die Werkzeugvorrichtung 14 in einem betätigten Zustand des Bedienelements 32 gezeigt ist. Das Bedienelement 32 ist dazu vorgesehen, bei einem Betätigen über die Bedienfläche 36 entgegen der Rückstellkraft in eine zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtete Richtung 90 bewegt zu werden. Die Durchführung 34 des Betätigungselements 20 beziehungsweise das Bedienelement 32 sind/ist derart ausgebildet, dass das Bedienelement 32 und das Anschlagelement 70 in einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichteten Ebene betrachtet außerhalb einer Querschnittfläche des Werkzeughalters 18 angeordnet sind. Insbesondere wird das Anschlagelement 70 beim Betätigen des Bedienelements 32 von dem Kurvengetriebeelement 68, insbesondere der Anlegefläche 80, wegbewegt.
Die Werkzeugvorrichtung 14 weist eine Halteeinheit 92 auf, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand den Werkzeughalter 18 gegen eine Bewegung entlang der Drehachse 22 an der Betätigungseinheit 16 zu halten. Bevorzugt umfasst der Werkzeughalter 18 eine Haltefläche 94, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichtet ist. Die Haltefläche 94 begrenzt das Kurvengetriebeelement 68, insbesondere die Anlegefläche 80 und die Anschlagfläche 88. Die Haltefläche 94 begrenzt einen Zwischenraum, welcher sich zwischen dem Bedienelement 32 sowie dem Anschlagelement 70 und dem Kurvengetriebeelement 68 erstreckt. Die Haltefläche 94 ist an einer den Aufnahmeausnehmungen 28 abgewandten Seite des Werkzeughalters 18 angeordnet. Das Bedienelement 32 und das Anschlagelement 70 sind zusammen als Teil der Halteeinheit 92 ausgebildet, wobei insbesondere der Werkzeughalter 18, insbesondere die Haltefläche 94, in eine entlang der Drehachse 22 ausgerichtete Richtung über einen Formschluss mit dem Bedienelement 32 und dem Anschlagelement 70 zusammenwirkt. Die Halteeinheit 92, insbesondere das Bedienelement 32 und das Anschlagelement 70, ist dazu vorgesehen, den Werkzeughalter 18 bei einer Betätigung des Bedienelements 32 freizugeben, wobei insbesondere der Werkzeughalter 18 entlang der Drehachse 22 von der Betätigungseinheit 16 trennbar ist.
6 zeigt einen zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 22 ausgerichteten Querschnitt des Werkzeugs 10 in einem Bereich der Kraftbegrenzungseinheit 40 (siehe 3). Das Kraftbegrenzungselement 42 weist zwei Übertragungsflächen 96 auf, welche formschlüssig an einer die weitere Formschlussausnehmung 48 begrenzenden Innenfläche des Betätigungselements 20 anliegt. Der Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit 40 verläuft zumindest teilweise durch die Übertragungsflächen 96. Das Kraftbegrenzungselement 42 weist in zumindest einer, insbesondere in der 6 gezeigten, Schnittebene eine Außenkontur 98 auf, die die Übertragungsflächen 96 umfasst. Die Außenkontur 98 ist aus zwei Kreisbogen und zwei zueinander parallelen Strecken gebildet. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen des Kraftbegrenzungselements 42 denkbar.
In 7 ist analog zur 1 eine perspektivische Darstellung des Werkzeugs 10 in einem demontierten Zustand gezeigt. Der Werkzeughalter 18 ist zusammen mit dem Kraftbegrenzungselement 42 bei einem Betätigen des Bedienelements 32 von der Betätigungseinheit 16, insbesondere dem Betätigungselement 20, trennbar. Vorzugsweise ist der Werkzeughalter 18, insbesondere in einem betätigten Zustand des Bedienelements 32, über eine Bewegung in eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse 22 ausgerichtete Richtung aus der Werkzeughalteraufnahme 30 entnehmbar. Vorzugsweise ist ein Entfernen beziehungsweise ein Austausch des Kraftbegrenzungselements 42 ausschließlich über ein Entnehmen des Werkzeughalters 18 möglich.

Claims

Werkzeugvorrichtung, insbesondere Handwerkzeugvorrichtung, mit einer zumindest im Wesentlichen irreversiblen Kraftbegrenzungseinheit (40), gekennzeichnet durch zumindest eine Überbrückungseinheit (50), die zumindest einen Kraftpfad aufweist, der zumindest teilweise von einem Kraftpfad der Kraftbegrenzungseinheit (40) abweicht.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinheit (50) zumindest eine Kraftübertragungsrichtung (52) aufweist, die einer Kraftübertragungsrichtung (54) einer mittels der Kraftbegrenzungseinheit (40) begrenzten Kraftübertragung zumindest im Wesentlichen entgegengerichtet ist.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinheit (50) zumindest ein beweglich gelagertes Anschlagelement (70) aufweist, wobei der Kraftpfad der Überbrückungseinheit (50), insbesondere in zumindest einer Position des Anschlagelements (70), durch das Anschlagelement (70) verläuft.
Werkzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Betätigungseinheit (16) und zumindest einen Werkzeughalter (18), wobei die Überbrückungseinheit (50) dazu vorgesehen ist, über den Kraftpfad der Überbrückungseinheit (50) zumindest ein Drehmoment von der Betätigungseinheit (16) auf den Werkzeughalter (18) zu übertragen.
Werkzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest einen Werkzeughalter (18), wobei das Anschlagelement (70) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse (22) des Werkzeughalters (18) beweglich gelagert ist.
Werkzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinheit (50) zumindest ein Kurvengetriebeelement (68) umfasst.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurvengetriebeelement (68) zumindest eine Anschlagfläche (88) ausbildet.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anschlagfläche (88) zumindest im Wesentlichen parallel zu einer sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Mittelachse des Kurvengetriebeelements (68) ausgerichteten Achse erstreckt, welche die Mittelachse des Kurvengetriebeelements (68) in einem Punkt schneidet.
Werkzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch zumindest eine Betätigungseinheit (16), die zumindest ein beweglich gelagertes Bedienelement (32) umfasst, wobei das Anschlagelement (70) einstückig mit dem Bedienelement (32) ausgebildet ist.
Werkzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinheit (50) zumindest ein Rückstellelement (62) umfasst, das dazu vorgesehen ist, das Anschlagelement (70) zu einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit zumindest einem Gegenanschlagelement der Überbrückungseinheit (50) mit einer Rückstellkraft zu beaufschlagen.
Werkzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinheit (50) funktional unabhängig von der Kraftbegrenzungseinheit (40) ausgebildet ist.
Werkzeug, insbesondere Handwerkzeug, mit zumindest einer Werkzeugvorrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.