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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsset gemäß Anspruch 1, eine handgehaltene Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 11, ein Werkzeug gemäß Anspruch 12 und ein Set gemäß Anspruch 13; offenbart wird zudem ein Verfahren zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Trennen eines Werkzeugs von der Werkzeugmaschine gemäß jeweils der Oberbegriffe oder Gattungsbegriffe der genannten Ansprüche. Die offenbarten Verfahren zählen nicht zur Erfindung.
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Im Rahmen von Operationen, insbesondere in der Knochenchirurgie, werden Werkzeugmaschinen verwendet, welche verschiedene benötigte Werkzeuge, zum Beispiel Sägen, Bohrer, Spickdrähte und dergleichen, oder Aufnahmen oder Adapter hierfür aufnehmen können und welche vorzugsweise akkubetrieben sind.
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Aus der
DE 10 2011 113 126 und der
DE 10 2011 113 127 , welche jeweils vom Anmelder der vorliegenden Erfindung beim Deutschen Patent- und Markenamt am 14. September 2011 eingereicht wurden, sind Werkzeugmaschinen bekannt, welche handgehalten werden und vorzugsweise in der Medizin (u. a. in Chirurgie oder Orthopädie) zum Einsatz kommen. Deren Beschreibungen werden hiermit vollumfänglich per Verweis in diese Beschreibung aufgenommen und zum Gegenstand auch der vorliegenden Erfindung oder Offenbarung gemacht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungsset zum Verbinden eines Werkzeugs mit einer handgehaltenen, insbesondere medizinischen oder chirurgischen, Werkzeugmaschine anzugeben.
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Ferner sollen eine handgehaltene, insbesondere medizinische Werkzeugmaschine, ein Werkzeug und ein Set angegeben werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verbindungsset mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine handgehaltene Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11, durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und durch ein Set mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verbindungsset dient dem Verbinden eines Werkzeugs mit einer handgehaltenen Werkzeugmaschine. Es weist eine Aufnahme und einen Einsatz auf oder besteht aus diesen.
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Die Aufnahme ist zu ihrer Befestigung an einer Werkzeugmaschine und zum Aufnehmen eines nachfolgend beschriebenen Einsatzes ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet.
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Der Einsatz ist zu seiner Befestigung an einem Werkzeug, welches zusammen mit der Werkzeugmaschine verwendet werden soll, und zu seinem lösbaren, zumindest abschnittweisen, Einstecken in die Aufnahme ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet.
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Hierbei umschreiben bzw. umfassen sowohl die Aufnahme als auch der Einsatz je ein in Längsrichtung von Aufnahme bzw. Einsatz durchgängiges Lumen. Dabei können die Lumen Durchmesser zwischen 5 mm und 25 mm aufweisen, bevorzugt zwischen 10 mm und 20 mm, ganz besonders bevorzugt zwischen 12 mm und 18 mm, für den Einsatz und zwischen 5 mm und 10 mm für die Antriebswelle. Beispielsweise weist das vollständig durchgängige Lumen einen Durchmesser von 8,1 mm und das Lumen des Einsatzes einen Durchmesser von 16 mm auf.
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Ferner weist die Aufnahme einen oder mehrere von einer Innenwand in das Lumen der Aufnahme hineinragende, stationäre Pins und einen oder mehrere bewegbare Pins auf.
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Die bewegbaren Pins können optional mittels Feder direkt oder indirekt vorgespannt oder beaufschlagt sein.
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Sowohl die stationären als auch die bewegbaren Pins ragen in das Lumen der Aufnahme hinein.
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„Stationär“ kann hierin als ortsfest, nicht verschieblich und/oder fest relativ zu einem inneren Abschnitt oder zur Innenwand der Aufnahme verstanden werden. Die bewegbaren Pins sind relativ zum inneren Abschnitt oder zur Innenwand bewegbar. Alternativ können auch die stationären Pins relativ zum inneren Abschnitt oder zur Innenwand bewegbar sein, dann aber vorzugsweise in geringem Maße oder räumlich beschränkter als die bewegbaren Pins.
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Der Einsatz weist auf seiner Außenseite eine Kulissenführung oder Führung auf, mittels welcher die Pins beim Einführen des Einsatzes in das Lumen der Aufnahme entlang der Außenseite des Einsatzes geführt werden.
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Hierbei weisen die Pins beispielsweise Durchmesser von 2 mm bis 4 mm auf. Die stationären Pins, welche denselben, einen größeren oder einen kleineren Durchmesser als die bewegbaren Pins haben können, weisen bevorzugt einen Durchmesser von 3 mm, die bewegbaren bevorzugt einen Durchmesser von 2,5 mm auf. Die Führungen, z. B. ausgestaltet als sich vorzugsweise nach außen öffnende Nuten in der Wandung des Einsatzes, weisen zumindest abschnittsweise den Durchmessern der in ihnen aufzunehmenden Pins entsprechende Breiten auf, bevorzugt 3,1 mm und 2,6 mm. Ihre Längen sind z. B. durch die Geometrie des Einsatzes beschränkt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine handgehaltene, medizinische oder nicht-medizinische Werkzeugmaschine mit wenigstens einer Aufnahme wie hierin beschrieben. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein medizinisches oder nicht-medizinisches Werkzeug zur Verwendung mit einer handgehaltenen Werkzeugmaschine, welches mit wenigstens einem Einsatz, wie er hierin beschrieben ist, verbunden ist.
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Wenn hierin von einem „Werkzeug“ die Rede ist, so kann dieses Werkzeug ein Werkzeug wie eine Säge, ein Bohrer, ein Spickdraht oder dergleichen sein oder umfassen und/oder einen Aufsatz und/oder einen Adapter für ein solches Werkzeug, beispielsweise ein Futter für ein Werkzeug, wie einen Bohrer oder einen Spickdraht oder dergleichen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Set, welches eine erfindungsgemäße handgehaltene Werkzeugmaschine, wenigstens ein erfindungsgemäßes Werkzeug und wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbindungsset umfasst oder hieraus besteht.
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Offenbart wird ferner ein Verfahren zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine zu ihrem Gebrauch.
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Das offenbarte Verfahren zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen einer handgehaltenen Werkzeugmaschine;
- - Bereitstellen eines Werkzeugs für die Werkzeugmaschine;
- - Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Verbindungssets;
- - vorzugsweise: Verbinden der Aufnahme des Verbindungssets mit der Werkzeugmaschine;
- - vorzugsweise: Verbinden des Einsatzes des Verbindungssets mit dem Werkzeug; und optional:
- - Verbinden des Einsatzes mit der Aufnahme durch Einschieben des Einsatzes, zumindest abschnittsweise, in das Lumen der Aufnahme.
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Das Verbinden der Aufnahme des Verbindungssets mit der Werkzeugmaschine und das Verbinden des Einsatzes des Verbindungssets mit dem Werkzeug kann in manchen Ausführungsformen bereits im Vorfeld des offenbarten Verfahrens erfolgt sein, beispielsweise werksseitig bei der Herstellung von Werkzeugmaschine und Werkzeug oder vor deren ersten Inbetriebnahme.
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Offenbart wird weiter ein Verfahren zum Trennen eines Werkzeugs von einer Werkzeugmaschine. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Bereitstellen einer Werkzeugmaschine, welche gemäß dem offenbarten Verfahren zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine zu ihrem Gebrauch mit einem Werkzeug verbunden wurde;
- - Bewegen der bewegbaren Pins, und falls sie mittels Feder vorgespannt oder beaufschlagt sind, gegen die Wirkung der Feder;
- - Abziehen des Werkzeugs von der Werkzeugmaschine durch Ziehen am Werkzeug, alternativ oder ergänzend unter Zuhilfenahme der Schwerkraft.
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Alle mit den offenbarten Verfahren erzielbaren Vorteile lassen sich in bestimmten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ungeschmälert auch mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erzielen, und umgekehrt.
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Erfindungsgemäße Ausführungsformen können manche, einige oder alle der folgenden Merkmale in beliebiger Kombination aufweisen, soweit dies für den Fachmann nicht erkennbar technisch unmöglich ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils auch Gegenstand der Unteransprüche und Ausführungsformen.
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Bei allen folgenden Ausführungen ist der Gebrauch des Ausdrucks „kann sein“ bzw. „kann haben“ usw. synonym zu „ist vorzugsweise“ bzw. „hat vorzugsweise“ usw. zu verstehen und soll erfindungsgemäße Ausführungsformen erläutern.
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Wann immer hierin Zahlenworte genannt werden, so versteht der Fachmann diese als Angabe einer zahlenmäßig unteren Grenze. Sofern dies zu keinem für den Fachmann erkennbaren Widerspruch führt, liest der Fachmann daher beispielsweise bei der Angabe „ein“ oder „einem“ stets „wenigstens ein“ oder „wenigstens einem“ mit. Dieses Verständnis ist ebenso von der vorliegenden Erfindung mit umfasst wie die Auslegung, dass ein Zahlenwort wie beispielsweise „ein“ alternativ als „genau ein“ gemeint sein kann, wo immer dies für den Fachmann erkennbar technisch möglich ist. Beides ist von der vorliegenden Erfindung umfasst und gilt für alle hierin verwendeten Zahlenworte.
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Wann immer hierin von Raumangaben, wie z. B. von „oben“, „unten“, „links“ oder „rechts“, die Rede ist, versteht der Fachmann hierunter die Anordnung in den hier angehängten Figuren und/oder im Gebrauchszustand. „Unten“ ist dem Erdmittelpunkt oder dem unteren Rand der Figur näher als „oben“.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen und Ausführungsformen.
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Wenn hierin von einer Ausführungsform die Rede ist, so stellt diese eine erfindungsgemäße, beispielhafte Ausführungsform dar.
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Wenn hierin offenbart ist, dass der erfindungsgemäße Gegenstand ein oder mehrere Merkmale in einer bestimmten Ausführungsform aufweist, so ist hierin jeweils auch offenbart, dass der erfindungsgemäße Gegenstand genau dieses oder diese Merkmale in anderen, ebenfalls erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausdrücklich nicht aufweist, z. B. im Sinne eines Disclaimers. Für jede hierin genannte Ausführungsform gilt somit, dass die gegenteilige Ausführungsform, beispielsweise als Negation formuliert, ebenfalls offenbart ist.
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In manchen Ausführungsformen ist der innere Abschnitt der Aufnahme zylinderförmig ausgestaltet, um einen, z. B. zylinderförmigen, Einsatz aufzunehmen. In anderen Ausführungsformen kann der innere Abschnitt auch anders geformt sein oder anders geformte Abschnitte aufweisen, z. B. die Form eines Kegels oder Kegelabschnitts. Die Kegelform kann z. B. an einer äußeren Fläche vorliegen, z. B. des Einsatzes und/oder an einer inneren Fläche, z. B. der Aufnahme.
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Es kann eine Geometrie wie beim sog. Hohlschaftkegel vorgesehen sein.
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In einigen Ausführungsformen weist der Einsatz an einem seiner Enden einen Flansch auf, der dazu vorgesehen, ausgestaltet und/oder geeignet sein kann, ein Verbinden des Einsatzes mit dem Werkzeug zu erleichtern. Er kann überdies als Anschlag dienen, welcher die Einstecktiefe, mit welcher der Einsatz in die Aufnahme eingeschoben wird, axial begrenzt. Er kann somit Teil einer geometrischen Ausgestaltung sein, welche ein spielfreies Aufnehmen des Einsatzes in der Aufnahme, zumindest in axialer Richtung oder Längsrichtung, ermöglicht oder sicherstellt.
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In manchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssets verjüngt sich die Führung auf der Außenseite des Einsatzes in einem ersten Abschnitt ausgehend von einem ersten Ende des Einsatzes in Richtung zu einem zweiten, dem ersten gegenüberliegenden Ende des Einsatzes, beispielsweise trichterartig. Vorzugsweise verjüngt sich die Führung in diesem Abschnitt nur bzw. ausschließlich, d. h. sie wird in ihrem Verlauf nicht wieder breiter.
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Die Führung beginnt vorzugsweise am äußersten Stirnende des Einsatzes. Die Stirnfläche des Einsatzes, welche als erstes in die Aufnahme eingeschoben wird, wenn Einsatz und Aufnahme miteinander verbunden werden, bzw. die Wandung des Einsatzes, haben somit am äußersten Stirnende in manchen Ausführungsformen zumindest zwei Breiten oder Stärken, eine jeweils geringere, nämlich dort, wo (in axialer Richtung) die Führung an der Stirnfläche bereits beginnt, und eine jeweils stärkere, nämlich dort, wo noch keine Führung beginnt. In manchen Ausführungsformen ist jener Anteil des Außenumfangs der Stirnfläche, an welchem die Führung bereits beginnt, größer als jener, an welchem die Führung noch nicht beginnt (sondern axial erst weiter Richtung Flansch oder gegenüberliegendes Ende). In einigen Ausführungsformen ist das Verhältnis des Anteils dieser stärkeren Abschnitte bezogen auf den Umfang zum Anteil dieser dünneren Abschnitte 1:10 oder geringer. Je geringer dieses Verhältnis ist, desto einfacher orientiert sich der willkürlich in die Aufnahme eingeschobene Einsatz zu seiner Ausrichtung in Umfangsrichtung bereits bei beginnendem Einschieben in die Aufnahme zur gewünschten Rotationsstellung hin.
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In einigen Ausführungsformen geht der erste Abschnitt der Führung auf der Außenseite des Einsatzes, mittelbar oder unmittelbar, in einen zweiten Abschnitt über, welcher sich nicht verjüngt, sondern vorzugsweise zueinander parallele Seiten oder parallele Seitenwände, oder Teile hiervon, wenigstens abschnittsweise aufweist.
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Der Abstand der parallelen Seiten bzw. Seitenwände oder Abschnitte hiervon ist vorzugsweise genau so groß, um die Pins im Einsatz, z. B. spielfrei oder mit vorbestimmten Spiel, führen zu können.
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In manchen Ausführungsformen des zweiten Abschnitts ist der durchschnittliche Abstand der Seiten bzw. Seitenwände zueinander, gleich ob parallel zueinander oder nicht, und/oder die mittlere Breite des zweiten Abschnitts, geringer als die durchschnittliche oder die mittlere Breite des ersten Abschnitts.
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Der zweite Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise entlang oder parallel zu einer Längsachse oder Längsmittelachse des Einsatzes.
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In manchen Ausführungsformen weist die Führung einen dritten Abschnitt auf, welcher unter einem Winkel von wenigstens 15°, wenigstens 30° und/oder höchstens 90° zur Längsachse oder Längsmittelachse des Einsatzes und/oder zu einer Längserstreckung des zweiten Abschnitts steht. Der dritte Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise sowohl in Umfangsrichtung als auch in Richtung zum Flansch oder zum mit dem Einsatz verbundenen Werkzeug hin und damit weg vom freien, stirnseitigen Ende des Einsatzes.
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In einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verbindungssets ist die Innenwand Teil eines inneren Abschnitts der Aufnahme.
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In manchen Ausführungsformen weist die Aufnahme eine Vorrichtung oder einen Mechanismus auf, welcher ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet ist, um den einen oder die bewegbaren Pins mittels einer oder mehreren Federn vorzuspannen oder zu beaufschlagen. Dieser Mechanismus ist vorzugsweise nicht manuell betätigbar und/oder braucht zum Verbinden von Einsatz und Aufnahme miteinander nicht betätigt zu werden, möglicherweise aber zum Trennen des Einsatzes von der Aufnahme.
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In manchen Ausführungsformen weist das Verbindungsset eine Vorrichtung oder einen Mechanismus auf, welche(r) ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet ist, um den einen oder die mehreren - direkt oder indirekt - mittels Feder vorgespannten oder beaufschlagten Pin(s) gegen die Wirkung der Feder zu bewegen. Dieser Mechanismus kann in Form eines äußeren Abschnitts oder eines Drehrings vorgesehen sein.
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So können die bewegbaren Pins ihrerseits stationär auf z. B. dem nachfolgend detaillierter beschriebenen, äußeren Abschnitt vorgesehen sein, welcher relativ zum inneren Abschnitt bewegbar angeordnet sein kann und bei seiner Bewegung um den inneren Abschnitt, oder relativ zu diesem, die auf ihm und bezogen zu ihm stationär vorliegenden Pins in seiner Drehbewegung mitnimmt, weshalb diese Pins hierin als, relativ zum inneren Abschnitt, bewegbar gelten.
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In einigen Ausführungsformen kann jeder Pin mittels eigener Feder beaufschlagt sein, es können also mehrere Federn vorgesehen sein.
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In manchen Ausführungsformen ist allerdings der äußere Abschnitt oder der Drehring mittels Feder vorgespannt oder beaufschlagt; die bewegbaren Pins sind dabei nur indirekt (mittels Feder des äußeren Abschnitts) vorgespannt oder beaufschlagt.
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In manchen Ausführungsformen ist die Vorrichtung oder der Mechanismus zum Bewegen der Pins ein äußerer Abschnitt oder Drehring oder weist einen solchen auf. Der äußere Abschnitt oder Drehring ist relativ zum inneren Abschnitt, welcher die Innenwand aufweist, rotierbar vorgesehen.
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In einigen Ausführungsformen des Verbindungssets weist der innere Abschnitt wenigstens eine Durchlassöffnung zum Führen der bewegbaren Pins zumindest auch in einer radialen Richtung auf.
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In manchen Ausführungsformen verjüngt sich die wenigstens eine Durchlassöffnung nicht, sondern weist vorzugsweise zueinander parallele Seiten und/oder Seitenwände, oder Teilen hiervon, wenigstens in Abschnitten auf.
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In einigen Ausführungsformen weist die Aufnahme des erfindungsgemäßen Verbindungssets einen Befestigungsabschnitt zu ihrer Befestigung an der Werkzeugmaschine und ein freies Ende zur Aufnahme des Einsatzes auf. Hierbei ist in manchen Ausführungsformen wenigstens einer der in das Lumen der Aufnahme hineinragenden, stationären Pins näher zum freien Ende angeordnet als wenigstens einer der bewegbaren Pins. In anderen Ausführungsformen ist wenigstens einer der in das Lumen der Aufnahme hineinragenden, stationären Pins weiter vom freien Ende entfernt angeordnet ist als wenigstens einer der bewegbaren Pins. In wieder anderen ist wenigstens einer der in das Lumen der Aufnahme hineinragenden, stationären Pins auf selber Höhe bezüglich des freien Endes angeordnet ist wie wenigstens einer der bewegbaren Pins.
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In manchen Ausführungsformen bewirkt die Führung des Einsatzes im Zusammenspiel mit den bewegbaren Pins und den stationären Pins der Aufnahme eine axial und/oder radial spielfreie Aufnahme des Einsatzes in der Aufnahme.
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In einigen Ausführungsformen des Verbindungssets steht die Längsachse der Durchgangsöffnung für den bewegbaren Pin zu der Längsachse des dritten Abschnitts der Führung in einem Winkel größer 0°, um ein Verklemmen des bewegbaren Pins in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung zu bewirken.
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In manchen Ausführungsformen bewirkt die geometrische Ausgestaltung der Führung, insbesondere des ersten Abschnitts der Führung 35a, des Einsatzes ein selbstständiges Ausrichten desselben beim Einschieben in die Aufnahme.
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In einigen Ausführungsformen ist mittels des Zusammenspiels von Führung des Einsatzes mit den Pins der Aufnahme zum Einschieben des Einsatzes in die Aufnahme nur das bloße Aufwenden von Kraft in axialer Richtung oder vorzugsweise nur in axialer Richtung nötig. Insbesondere bedarf es keiner Verwendung von Werkzeug und/oder keinem Betätigen oder Auslösen eines Mechanismus, Schalter, oder dergleichen.
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In manchen Ausführungsformen weist die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine wenigstens eine Leistungseinheit auf, welche vorgesehen sein kann, lösbar in die Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Leistungseinheit der Werkzeugmaschine wenigstens eine Spannungsquelle, einen Stromverbraucher, beispielsweise einen Motor, und/oder eine Schalteinrichtung. Die Schalteinrichtung kann ihrerseits eine Platine sein oder umfassen.
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In manchen Ausführungsformen umfasst die Leistungseinheit eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln des Motors der Leistungseinheit.
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In einigen Ausführungsformen weist die Werkzeugmaschine wenigstens eine Welle und/oder ein Getriebe auf, welche(s) mit dem Motor verbunden ist.
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In manchen Ausführungsformen ist das Werkzeug ein Bohrer, eine Säge oder eine oszillierende Säge oder eine Stichsäge oder eine Sagittalsäge.
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In einigen Ausführungsformen umfasst die Werkzeugmaschine ein Betätigungselement zur Betätigung durch den Benutzer zum Abrufen einer Leistung von der Spannungsquelle zum Betreiben der Werkzeugmaschine.
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In manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die bewegbaren Pins nicht bis in den abschließenden Bereich des Endes des dritten Abschnitts hineinwandern können, der dritte Abschnitt vielmehr ausreichend lang ist, so dass sich die bewegbaren Pins noch vor Erreichen des Endes des dritten Abschnitts gegen die Wandung des dritten Abschnitts verklemmen.
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In einigen Ausführungsformen weisen der dritte Abschnitts einerseits und die innere Durchgangsöffnung des äußeren Abschnitts anderseits voneinander abweichenden Längsachsen oder Abwicklungen ihrer Längsachsen auf. Die Längsachsen bzw. Abwicklungen können voneinander abweichen, indem sie unter verschiedenen Winkeln zur Längsrichtung des Verbindungssets oder zur Umfangsrichtung des Verbindungssets stehen und/oder indem sie nicht parallel oder identisch zueinander verlaufen. Vorzugsweise steht die Längsachse des dritten Abschnitts derart, dass das Ende des dritten Abschnitts dem optionalen, abschließenden Flansch näher ist als manche oder alle anderen Teilabschnitte des dritten Abschnitts, z. B. in einer Seitenansicht oder in einer Abwicklung.
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In manchen Ausführungsformen weist wenigstens eine Komponente oder ein Abschnitt oder eine Fläche einer Komponente eine Beschichtung auf. Die Beschichtung kann ausgewählt sein, um eine Reibung, insbesondere Gleitreibung zu verringern oder gering zu halten.
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Eine Beschichtung kann beispielsweise auf der Außenseite des inneren Abschnitts und/oder auf der Innenseite des äußeren Abschnitts vorgesehen sein. Sie kann ein Verdrehen des äußeren Abschnitts relativ zum inneren Abschnitt vorzugsweise erleichtern.
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Anstelle einer solchen Beschichtung, oder ergänzend hierzu, kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche ebenfalls ein Verdrehen oder Bewegen von zwei Komponenten relativ zueinander, etwa des ersten Abschnitts bezogen auf den zweiten Abschnitt, erleichtern. Eine solche Beschichtung kann ein Lager sein oder umfassen, wobei Wälzlager, Nadellager und mehr hierfür in Frage kommen.
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In einigen Ausführungsformen sind die Pins Erhebungen oder Vorsprünge. In manchen Ausführungsformen sind sie integral mit z. B. dem inneren bzw. dem äußeren Abschnitt gefertigt, in anderen sind sie mit diesem verbunden, z. B. durch Presspassung, Verschweißen, usw.
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In manchen Ausführungsformen sind auf bestimmten Abschnitten des Verbindungssets, beispielsweise auf dem Drehring oder dessen Fingerabschnitt, Markierungen vorgesehen, beispielsweise in Form von Gravuren, Piktogrammen oder dergleichen, welche dazu dienen können, die Handhabung des Verbindungssets, insbesondere einzelne Schritte des offenbarten Verfahrens, wie z. B. Vorbereiten von Werkzeugmaschine und Werkzeug und/oder Trennen derselben, für einen Benutzer zu erleichtern. Solche Markierungen können in bestimmten Ausführungsformen von einem Benutzer intuitiv erfasst werden.
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In einigen Ausführungsformen kann der äußere Abschnitt bzw. Drehring des Verbindungssets Öffnungen oder Durchgangsöffnungen aufweisen, die das Einbringen von Schmiermitteln, beispielsweise Öl, zwischen den äußeren und den inneren Abschnitt erlauben. Andere Vorkehrungen, Schmiermittel, insbesondere an dieser Stelle, einzubringen, sind ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst. Die Verwendung von Schmiermitteln an dieser Stelle oder anderer Stelle kann die Gebrauchsdauer der vorliegenden Erfindung vorteilhaft erhöhen.
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In manchen Ausführungsformen ist die Aufnahme des erfindungsgemäßen Verbindungssets mit dem Befestigungsabschnitt mittels mehrerer Schrauben, beispielsweise sechs, an der Werkzeugmaschine befestigt.
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In einigen Ausführungsformen ist statt, oder ergänzend zu, einer kraftschlüssigen oder reinen kraftschlüssigen Verbindung, z. B. mittels Schrauben, alternativ oder zusätzlich eine formschlüssige Verdrehsicherung vorgesehen, beispielsweise in Form von Stiften, Nuten gefrästen Absätzen oder dergleichen, insbesondere im Bereich zwischen den Gewindebohrungen für die optionalen Schrauben, um einen radialen Formschluss zwischen dem Gehäuse der Werkzeugmaschine und der Aufnahme zu schaffen.
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Manche oder alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen können einen, mehrere oder alle der oben und/oder im Folgenden genannten Vorteile aufweisen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass verschiedenste Werkzeuge oder Werkzeugaufsätze (beispielsweise ein Bohraufsatz oder -futter, Sägeaufsätze oder ein Spickdrahtfutter) mit der Werkzeugmaschine verbunden werden können. Auf diese Weise wird die Werkzeugmaschine zum multifunktionalen Powertool (z. B. für die Knochenchirurgie).
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Zum Verbinden und Lösen der Werkzeuge mit oder von der Werkzeugmaschine ist kein weiteres Werkzeug notwendig. Dies kann einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Vorteilhafterweise ist ferner kein manuelles Entriegeln des Aufsatzes zum Vorbereites des Einführens eines Werkzeugs notwendig. Dieses muss nur mit Kraft eingeschoben werden. Durch die vorteilhafte geometrische Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, kann ein damit ausgestattetes Werkzeug in jedem beliebigen Rotationswinkel aufgeschoben werden. Die passende Ausrichtung des Werkzeugs zum Verbinden mit der Werkzeugmaschine findet die vorliegende Erfindung selbst. Die Führung oder Kulissenführung sorgt für die erforderliche Drehung um die Längsachse. Das Arretieren des Werkzeugs nach dem Einschieben erfolgt ebenso automatisch, indem die bewegbaren Pins z. B. federgetrieben ihren Weg in den dritten Abschnitt der Führung hineinfinden. Dies ermöglicht eine vereinfachte Handhabung von Werkzeugmaschine und Werkzeugen und kann einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass das Werkzeug nach seinem - automatisch erfolgenden - Arretieren kein ungewolltes axiales oder radiales Spiel mehr aufweist. Dies ermöglicht eine präzisere Handhabung des Werkzeugs, was mittelbar zur Patientensicherheit beiträgt.
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Das Werkzeug kann vorteilhafterweise über eine manuelle Drehbewegung des Drehrings wieder von der Werkzeugmaschine getrennt werden. Dies kann vorteilhafterweise mit einer Hand erfolgen. Dies ermöglicht wiederum eine vereinfachte Handhabung von Werkzeugmaschine und Werkzeugen und kann einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren rein exemplarisch beschrieben. In ihnen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten. Es gilt:
- 1 zeigt eine Aufnahme mit einem äußeren Abschnitt oder Drehring in einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssets;
- 2a zeigt die Aufnahme aus 1 von vorne in ihrem arretierten Zustand oder verbundenen Zustand;
- 2b zeigt die Aufnahme aus 1 von vorne in ihrem offenen Zustand oder zum Lösen des Einsatzes von der Aufnahme bereiten Zustand;
- 2c zeigt die Aufnahme der 2a im Längsschnitt durch die Darstellung der 2a;
- 2d zeigt den äußeren Abschnitt der Aufnahme aus 1 bis 2c von hinten, also mit Blick von der dem Benutzer abgewandten Seite der 2a;
- 2e zeigt eine Schenkelfeder aus dem Federmechanismus, welche zum Einsatz kommt, wenn das Verbindungsset oder dessen Aufsatz mit der Werkzeugmaschine verbunden wird;
- 3 zeigt die Aufnahme aus 1 von schräg vorne montiert auf einer Werkzeugmaschine in einem arretierten Zustand;
- 4a zeigt eine Seitenansicht eines Einsatzes für ein Werkzeug;
- 4b zeigt den Einsatz der 4a in perspektivischer Ansicht;
- 5 zeigt das erfindungsgemäße Verbindungsset mit der Aufnahme der 1 montiert auf einer Werkzeugmaschine zusammen mit einem Werkzeug, hier einem Bohrfutter, versehen mit dem Einsatz der 4;
- 5a zeigt einen Ausschnitt eines Verbindungszustandes nach einem Verbinden der in 5 gezeigten Komponenten;
- 6 zeigt einen Ablauf des offenbarten Verfahrens zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine zu ihrem Gebrauch in einer beispielhaften Ausführungsform; und
- 7 zeigt einen Ablauf des offenbarten Verfahrens zum Trennen eines Werkzeugs von der Werkzeugmaschine in einer beispielhaften Ausführungsform.
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1 zeigt eine Aufnahme 1 eines erfindungsgemäßen Verbindungssets 100 einer ersten Ausführungsform. Gezeigt ist die Aufnahme 1 mit Blick auf ihr hierin als freies Ende bezeichnetes Ende, während ein Befestigungsabschnitt der Aufnahme 1, welcher ihrer Befestigung an der Werkzeugmaschine 4 (siehe 3 und 5) dient, vom Betrachter der 1 weg weist.
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Die Aufnahme 1 weist einen inneren Abschnitt 24, z. B. einen Zylinderabschnitt, auf, welcher seiner Außenseite zugewandt einen äußeren Abschnitt 25, hier optional als Zylinderabschnitt ausgestaltet, in Form eines Drehrings trägt oder von diesem umgeben ist.
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Der innere Abschnitt 24 ist zur lösbaren Aufnahme eines in 1 nicht gezeigten Einsatzes 3 ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet.
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Der äußere Abschnitt 25 (im Folgenden auch Drehring 25) weist, z. B. an seiner Unterseite, optional einen oder mehrere Fingerabschnitte 27, Vorsprünge oder Griffe auf, auf welche mit einem Finger einer Hand Kraft ausgeübt werden kann, um ihn um die Längsachse seines Lumens oder Aufnahmeabschnitts 11 zu rotieren.
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Die Wirkung einer solchen Rotationsbewegung wird zu 2a und 2b näher beschrieben.
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Der innere Abschnitt 24 weist, hier beispielhaft vier, stationäre oder relativ zum inneren Abschnitt 24 unbewegliche Pins 17 auf, welche von einer Innenwand 15 des inneren Abschnitts 24 in dessen Lumen 11 hineinragen. Optional liegen sich jeweils zwei davon gegenüber und/oder liegen sich bezogen auf einen Querschnitt durch die Aufnahme 1 gegenüber.
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Der Drehring 25 weist, vorzugsweise ebenso viele, hier also vier (wovon in der 1 nur zwei zu sehen sind), hierin als bewegbar bezeichnete Pins 19 auf, welche durch - z. B. längliche - Durchlassöffnungen 20 des inneren Abschnitts 24 hindurchgreifen bzw. in das Lumen 11 hineinragen.
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Der äußere Abschnitt 25 kann federbeaufschlagt oder durch Federn vorgespannt sein und eine entsprechende Rotationsstellung einnehmen. Er dient als Mechanismus oder Vorrichtung zum Bewegen der bewegbaren Pins 19 in Umfangsrichtung, etwa gegen die Wirkung der auf ihn wirkenden, hier nicht gezeigten Feder(n).
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Auf die Position der bewegbaren Pins 19 relativ zu den stationären Pins 17 wird in der Beschreibung zu 2a und 2b detaillierter eingegangen.
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Anzahl, Position und Verteilung der Pins 17, 19 ist rein beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen. Sowohl eine gerade Anzahl als auch eine ungerade Anzahl von Pins 17 und/oder Pins 19 sind vorliegend umfasst.
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Auf der Rückseite oder hinteren Stirnseite des inneren Abschnitts 24, also vom Betrachter der 1 abgewandt, weist der innere Abschnitt 24 optional Schraubendurchlässe 21, hier beispielhaft sechs, von denen in 1 nur zwei zu sehen sind, auf. Diese dienen hier optional dem Verbinden der Aufnahme 1 mit einer handgehaltenen Werkzeugmaschine 4 (im Folgenden kurz: Werkzeugmaschine), wie beispielsweise in 3 gezeigt, mittels Schrauben. Andere Verbindungsmöglichkeiten wie Schweißen usw. sind ebenfalls möglich.
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Ein Durchlass für eine Wellenkupplung 23 ist zentral auf der Rückseite des inneren Abschnitts 24 vorgesehen. Sie kann in das Lumen 11 hineinragen.
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Die Pins 17, 19 können jeweils von außen durch Bohrungen in die Wandung des inneren Abschnitts 24 bzw. äußeren Abschnitts 25 geschoben werden, so dass sie ausreichend nach innen überstehen. In dieser Stellung können die stationären Pins 17 an dem inneren Abschnitt 24 fixiert sein, etwa durch Schweißen, Verkleben, usw., die bewegbaren Pins 19 können am äußeren Abschnitt 25 fixiert sein, beispielsweise mittels einem der genannten Verfahren.
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Wo hierin von Pins die Rede ist können alternativ Vorsprünge, Stifte usw. alternativ vorgesehen sein.
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2a zeigt die Aufnahme 1 der 1 von vorne in ihrem arretierten Zustand oder verbundenen Zustand. In diesem Zustand, welcher sich durch die Stellung von innerem Abschnitt 24 und Drehring 25 relativ zueinander auszeichnet, könnte ein in die Aufnahme 1 eingesteckter Einsatz 3 nicht aus der Aufnahme 1 entnommen oder herausgezogen werden.
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Es wird auf die Beschreibung zu 1 Bezug genommen.
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In 2a sind der äußere Abschnitt oder Drehring 25 mit dessen Fingerabschnitt 27 zu sehen. Der innere Abschnitt 24 weist, wie oben bereits ausgeführt, beispielhaft vier stationäre Pins 17 auf, die im Beispiel der 2 optional äquidistant radial auf der Innenseite seines Lumens 11 oder Aufnahmeabschnitts verteilt sind.
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Die mittelbar über die Federbeaufschlagung des Drehrings 25 ebenfalls federbeaufschlagten Pins 19 treten (z. B. in einem Querschnitt) im arretierten Zustand hinter den stationären Pins 17 hervor, was in 2a zu sehen ist. Diese Verschiebung der bewegbaren Pins 19 gegenüber den stationären Pins 17 bewirkt neben der radialen Arretierung mittels der stationären Pins 17 eine zusätzliche axiale Arretierung des in 2b nicht gezeigten Einsatzes 3 und damit mittelbar eine mit ihm rotationsfest verbundenen Werkzeugs 5 (siehe 5) innerhalb der Aufnahme 1. Das Werkzeug 5 ist somit im Gebrauch mittels der Stellung des Drehrings 25 vorzugsweise sowohl radial als auch axial spielfrei mit der Werkzeugmaschine 4 verbunden, aber im Bedarfsfall dennoch einfach von dieser zu trennen, wie nachfolgend erläutert.
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Wird manuell, in der Regel mittels des Daumens, auf den Fingerabschnitt 27 des Drehrings 25 Kraft (dargestellt mittels eines Pfeils in 2a) ausgeübt, so rotiert der Drehring 25 um den inneren Abschnitt 24 vorzugsweise so weit, dass der offene Zustand der 2b erreicht wird. Die Länge und Form der Durchlassöffnungen 20 für die bewegbaren Pins 19 kann als Anschlag ausgestaltet sein, welcher eine optimale Drehbewegungsbegrenzung sicherstellt.
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2b zeigt die Aufnahme 1 der 1 von vorne in ihrem offenen Zustand.
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Die zu 1 und 2a gemachten Ausführungen gelten analog auch für die 2b. Es wird deshalb auf diese Ausführungen Bezug genommen, um Wiederholungen zu vermeiden. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede eingegangen.
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Die bewegbaren Pins 19 sind im offenen Zustand nicht sichtbar, da sie beim Blick von vorne auf die Aufnahme 1 oder in einem der Zeichenebene nahen Querschnitt mit den stationären Pins 17 fluchten, also von diesen verdeckt sind.
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Diese Anordnung bewirkt, dass das Werkzeug 5 axial nun nicht mehr arretiert ist und einfach, vorteilhafterweise mit nur einer Hand, durch Bewegen in axialer Richtung (manuell oder mittels Schwerkraft) von der Werkzeugmaschine 4 (siehe 5) getrennt werden kann.
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2c zeigt die Aufnahme 1 der 2a im Längsschnitt.
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Der äußere Abschnitt 25 umfasst die linke Hälfte des inneren Abschnitts 24 über dessen gesamten Umfang. Mittels der bewegbaren Pins 19, welche sich ausgehend vom äußeren Abschnitt 25 durch die Durchlassöffnungen 20 in das Lumen 11 des inneren Abschnitts 24 erstrecken, ist der innere Abschnitt 24 axial gegen Herausfallen oder Abziehen gesichert.
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Auf seiner Rückseite, in 2c also rechts, weist der äußere Abschnitt 25 eine Nut, z. B. eine radial um seinen Rand umlaufende Nut 25a, sowie optional eine Bohrung 25b zur Aufnahme einer Schenkelfeder 26 (siehe 2e) auf.
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Wie in den vorherigen Figuren sind auch hier die stationären Pins 17 gut zu erkennen. Ferner sind am rechten Ende des inneren Abschnitts 24 der Durchlass 23 für die Wellenkupplung sowie die Schraubendurchlässe 21 zu sehen.
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2d zeigt den äußeren Abschnitt der Aufnahme aus 1 von hinten, also mit Blick von der dem Benutzer abgewandten Seite der 1. Es ist in der Darstellung der 2d kein innerer Abschnitt 24 in den äußeren Abschnitt 25 eingeführt.
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Der Blick auf die Rückseite des äußeren Abschnitts 25 zeigt einen Blick auf die optionale umlaufende Nut 25a, zum Halten einer Schenkelfeder 26 (siehe 2e) oder anderen Feder, und die Bohrung 25b für die Schenkelfeder 26 (siehe wiederum 2e).
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2e zeigt eine Schenkelfeder 26 aus dem Federmechanismus, welche zum Einsatz kommt, wenn das Verbindungsset 100 mit der Werkzeugmaschine 4 verbunden wird.
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Die gezeigte Schenkelfeder 26 wird bei der Verbindung von Aufnahme 1 mit der Werkzeugmaschine 4 (siehe 3 und 5) so in der umlaufenden Nut 25a angeordnet, dass das erste Ende E1 der Schenkelfeder 26 in die Bohrung 25b im äußeren Abschnitt 25 eingreift. Das zweite Ende E2 wird in eine entsprechende Bohrung in oder an der Werkzeugmaschine 4 eingeführt und die Aufnahme 1 mit der Werkzeugmaschine verbunden.
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Wird der äußere Abschnitt 25 mittels Druck auf den Fingerabschnitt 27 gegen die Federkraft der Schenkelfeder 26 rotiert, nehmen die bewegbaren Pins 19 ihren Platz in der Flucht der stationären Pins 17 ein (siehe 2b). Ein gegebenenfalls mit der Aufnahme 1 verbundener Einsatz 3 könnte in diesem Zustand wieder aus der Aufnahme 1 herausgenommen werden. Wird die Kraft auf den Fingerabschnitt 27 nicht mehr ausgeübt, so bewirkt die Federkraft der gespannten Schenkelfeder 26, dass der äußere Abschnitt 24 und damit die bewegbaren Pins 19 wieder in den arretierten Zustand (siehe 2a) zurückgeführt werden.
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Die Schenkelfeder 26 bewirkt ferner, dass ein Einschieben des Einsatzes 3 in die Aufnahme 1 des Verbindungssets 100 ohne ein Kraftausüben auf den Fingerabschnitt 27 des äußeren Abschnitts 25 erfolgen kann. Die Geometrie der Führung 35 auf dem Einsatz 3 drückt die bewegbaren Pins 19 innerhalb oder entlang der Durchlassöffnungen 20 gegen die Federkraft der Schenkelfeder 26 zur Seite, und die rückstellende Federkraft bewirkt dann, dass die bewegbaren Pins 19 ihren Weg in den dritten Abschnitt 35c der Führung 35 finden und dort axial arretiert werden.
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3 zeigt die Aufnahme 1 der 1 von schräg vorne, montiert auf einer Werkzeugmaschine 4 im arretierten Zustand.
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Die Werkzeugmaschine 4 kann in manchen Ausführungsformen eine Strom- oder Spannungsquelle aufweisen oder mit einer solchen verbunden sein. Sie kann ferner einen Stromverbraucher, beispielsweise einen Motor, und eine Schalteinrichtung umfassen. Mittels der Schalteinrichtung kann der Stromverbraucher mit der Stromquelle verbunden und auch wieder von dieser getrennt werden.
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Die Werkzeugmaschine 4 kann ferner Öffnungen aufweisen, die zur Aufnahme von Schrauben ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet sind, welche durch die Schraubendurchlässe 21 des inneren Abschnitts 24 hindurchreichen. Diese Öffnungen der Werkzeugmaschine 4 können beispielsweise Sacköffnungen mit jeweils einem Innengewinde sein. Die Schraubverbindung dient dazu, die Aufnahme 1 mit der Werkzeugmaschine 4 zu verbinden.
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Diese Art der Verbindung ist in keinem Fall beschränkend zu verstehen, auch andere Verbindungsarten an dieser Stelle sind von der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Die Werkzeugmaschine 4 weist weiter eine Wellenkupplung 41 auf, die auf der Rückseite des inneren Abschnitts 24 durch den Durchlass 23 für die Wellenkupplung 41 hindurchreicht. Die Wellenkupplung 41 ist ausgestaltet, vorgesehen und/oder geeignet, um ein Drehmoment von der Wellenkupplung 41 auf eine Welle des Werkzeugs 5 zu übertragen.
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Die Wellenkupplung 41 tritt nicht bis an den Rand der Aufnahme 1 heran, d. h das freie Ende der Welle der Wellenkupplung 41 endet im Lumen der Aufnahme 1 noch vor dessen/deren Öffnungsebene.
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4a zeigt eine Seitenansicht eines Einsatzes 3 für ein Werkzeug 5.
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Der Einsatz 3 ist an einem seiner Enden (links in 4a) optional als oder mit einem Flansch 32 ausgestaltet, welcher vorgesehen und/oder geeignet ist, um im Gebrauch mit dem (mit der Werkzeugmaschine 4 zu verbindenden) Werkzeug 5, vorzugsweise unlösbar, verbunden zu sein oder werden (siehe 5 links). Diese Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen oder jede andere Art der lösbaren (Schraubverbindung, Rastverbindung, usw.) oder unlösbaren Verbindung erfolgen. Das hierin als freies Ende oder stirnseitiges Ende bezeichnete Ende liegt bezogen auf 4a rechts.
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Der Einsatz 3 weist einen Hülsenabschnitt 33 auf, der ein durchgängiges Lumen 31 aufweist.
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Ferner weist der Einsatz 3 auf der Außenseite des Hülsenabschnitts 33 eine oder mehrere Kulissenführungen oder Führungen 35, hier in Gestalt von Nuten, auf, idealerweise so viele, wie stationäre Pins 17 im inneren Abschnitt 24 oder wie bewegbare Pins 19 im äußeren Abschnitt 25 der Aufnahme 1 angeordnet sind, hier also beispielhaft vier. Die Führung 35 erstreckt sich von einem ersten Ende des Einsatzes 3, hier das Ende, das dem Flansch 32 abgewandt ist, ausgehend in Richtung zu einem zweiten, dem ersten gegenüberliegenden Ende des Einsatzes 3, also dem Ende, das hier optional als Flansch 32 ausgestaltet ist.
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Die Führung 35 weist als ersten Abschnitt 35a in Richtung des dem Flansch 32 abgewandten Endes einen sich verjüngenden Abschnitt, hier eine sich verjüngende Nut auf, die sich vorzugsweise nur verjüngt, d. h. in ihrer Längserstreckung nicht wieder breiter wird. Der erste Abschnitt 35a der Führung 35 geht direkt oder indirekt in einen zweiten Abschnitt 35b der Führung 35 über, welcher sich nicht weiter verjüngt, sondern bis zu seinem Ende vorzugsweise zueinander wenigstens in Abschnitten parallele Seiten aufweist. Der Abstand der parallelen Seiten des zweiten Abschnitt 35b ist vorzugsweise genau so groß, um die Pins 17, 19 im Einsatz 3, z. B. spielfrei oder mit vorbestimmten Spiel, etwa indem die Nut des zweiten Abschnitt 35b zur Aufnahme des Pins 17, 19 beispielsweise 10% größer dimensioniert ist als der Pin 17, 19, führen zu können.
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Die Führung 35 weist weiter einen dritten Abschnitt 35c auf, welcher unter einem Winkel von wenigstens 15° zu einer Längsachse L des Einsatzes 3 und/oder zu einer Längserstreckung des zweiten Abschnitts 35b der Führung 35 steht und welcher optional in einem Ende 39 endet.
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Durch die Anordnung der Führung 35 ist die Winkelstellung des Einsatzes 3 bzw. des Werkzeugs 5, das mit dem Einsatz 3 versehen bzw. verbunden ist, zu Beginn des Einsetzens relativ zum Drehring 25 beliebig.
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Die Verjüngungen der ersten Abschnitte 35a der Führung 35 sorgen dafür, dass sich der Einsatz 3 bzw. das Werkzeug 5 automatisch mit zunehmendem Einschieben des Einsatzes 3 in das Lumen 11 der Aufnahme 1 hinein innerhalb der Aufnahme 1 und bezogen auf diese in einer Rotationsrichtung ausrichtet, und letztlich die stationären Pins 17 im zweiten Abschnitt 35b der Führung 35 aufgenommen sind und damit bewirken, dass der Einsatz 3 bzw. das damit verbundene Werkzeug 5 radial in der Aufnahme 1 arretiert ist.
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Die bewegbaren Pins 19 weichen beim Einschieben des Einsatzes 3 in die Aufnahme 1 zuerst durch die Seitenflächen der Verjüngung des ersten Abschnitts 35a der Führung 35 hinter die stationären Pins 17 gegen die Wirkung der Feder zurück, d. h. sie fluchten optional schließlich mit diesen. Durch die auf sie wirkende Federkraft weichen sie jedoch während des Einschiebens entlang des dritten Abschnitts 35c der Führung 35 ab und arretieren sich selbsttätig an den jeweiligen Wandungen des dritten Abschnitts 35c, zumeist an jener Wandung des Abschnitts 35c, welche dem Flansch 32 abgewandter liegt. Dies bewirkt, dass der Flansch 32 des Einsatzes 3 sich beim Einschieben des Einsatzes 3 in die Aufnahme 1 bündig an stirnseitige Strukturen der Aufnahme 1, hier den inneren Abschnitt 24, anlegt Dies bewirkt letztlich, dass das Werkzeug 5 axial in der Aufnahme 1 arretiert ist. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die bewegbaren Pins 19 vorzugsweise nicht bis in den abschließenden Bereich des Endes 39 hinein gelangen können, sondern dass das Ende 39 eine verbleibende Wegreserve für die bewegbaren Pins 19 bildet.
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4b zeigt den Einsatz 3 der 4a in perspektivischer Ansicht mit Blick von rechts auf die Stirnfläche, welche unterschiedliche Wandstärken des Einsatzes 3 erkennen lässt.
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Die Ausführungen zur 4a gelten analog auch für die 4b. Es wird deshalb auf diese Ausführungen Bezug genommen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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5 zeigt das erfindungsgemäße Verbindungsset 100.
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Rechts zeigt die 5 die Aufnahme 1 der 1, welche fest auf eine Werkzeugmaschine 4 montiert ist. Von der Aufnahme 1 sind in der Perspektive der 5 der äußere Abschnitt 25 und dessen Fingerabschnitt 27 sichtbar. Ferner ist eine Stelle erkennbar, an welcher einer der bewegbaren Pins 19 in bzw. am äußeren Abschnitt 25 angeordnet wurde.
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Links zeigt die 5 ein Werkzeug 5, hier beispielhaft ein Bohrfutter, welches mit dem Einsatz 3 des erfindungsgemäßen Verbindungssets 100 verbunden ist.
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Die obigen Ausführungen zu den 1 bis 4b gelten analog auch für die 5. Es wird deshalb auf diese Ausführungen Bezug genommen, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Der Einsatz 3 des erfindungsgemäßen Verbindungssets 100 könnte hier mit der Aufnahme 1 des erfindungsgemäßen Verbindungssets 100 wie oben beschrieben radial und axial spielfrei verbunden werden, um ein zuverlässiges Werkzeug zu erhalten, das einfach, vorzugsweise mit einer Hand, wieder demontiert werden könnte.
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Die Länge des Hülsenabschnitts 33 der Wellenkupplung 41 kann, wie z. B. in 5 gezeigt, größer als die Tiefe des äußeren Abschnitts oder Drehrings 25 sein.
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Der innere Abschnitt 24 hat vorzugsweise einen, beispielsweise geringen, Überstand in axialer Richtung (links-rechts-Richtung in 5) gegenüber dem äußeren Abschnitt 25, wie dies z. B. in 2c im Vergleich der Erstreckung der jeweils linken Ende, der Abschnitte 24 mit 25 zu erkennen ist. Auf diese Weise kann der äußere Abschnitt 25 frei gedreht werden, während der innere Abschnitt 24, z. B. mit seinem Flansch 32, in axialer Richtung rotationsfest an Drehring 3 anliegen kann.
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5a zeigt einen Ausschnitt eines Verbindungszustandes nach einem Verbinden der in 5 gezeigten Komponenten.
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Aus Gründen der Darstellung ist ein dem Betrachter zugewandter Teil des äußeren Abschnitts 25 nicht dargestellt. Auf diese Weise ist der Blick frei auf die Abschnitte 35a, 35b und 35c der Führung 35, auf einen bewegbaren Pin 19 in seiner Durchgangsöffnung 20 sowie auf einen Abschnitt eines stationären Pins 17.
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Die bewegbaren Pins 19 sind beim Einschieben des Einsatzes 3 in die Aufnahme 1 zuerst durch die Seitenflächen der Verjüngung des ersten Abschnitts 35a der Führung 35 hinter die stationären Pins 17 gegen die Wirkung der Feder zurückgewichen, d. h. sie haben optional schließlich mit diesen gefluchtet, wie vorstehend beschrieben. Durch die auf sie wirkende Federkraft (in 5a dargestellt mittels eines Pfeils) sind sie zwischenzeitlich jedoch während des Einschiebens entlang des dritten Abschnitts 35c der Führung 35 gewandert und arretieren sich selbsttätig an den jeweiligen Wandungen des Abschnitts 35c, zumeist an jener Wandung des Abschnitts 35c, welche dem Flansch 32 abgewandter liegt, was hier durch einen eingezeichneten Kreis als Kontaktstelle K unterstrichen ist. Erkennbar ist, dass die bewegbaren Pins 19 in dieser Ausführungsform nicht bis in den abschließenden Bereich des Endes 39 hineinwandern können, sondern sich vor Erreichen des Endes 39 festklemmen. Die bewegbaren Pins 19 behalten hierbei auch einen Abstand zum Ende 20a der Durchlassöffnung 20 bei.
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Die voneinander abweichenden Längsachse L1 bzw. L2 (ggf. in Umfangsrichtung oder deren Abwicklung zu betrachten) des dritten Abschnitts 35c des inneren Abschnitts 24 bzw. der Durchgangsöffnung 20 des äußeren Abschnitts 25 stehen unter einem Winkel α ungleich 0° zueinander. Diese Anordnung von drittem Abschnitt 35c und Durchgangsöffnung 20 zueinander stellt eine spielfreie Arretierung in diesem Ausführungsbeispiel sicher. Vorzugsweise steht die Längsachse L1 des dritten Abschnitts 35c derart, dass das Ende 39 des dritten Abschnitts 35c dem optionalen, abschließenden Flansch 32 näher ist als manche oder alle anderen Teilabschnitte des dritten Abschnitts 35c, wie dies der 5a zu entnehmen ist.
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6 zeigt einen Ablauf des offenbarten Verfahrens zum Vorbereiten einer Werkzeugmaschine 4 zu ihrem Gebrauch in einer beispielhaften Ausführungsform. Es wird auf die Beschreibungen zu 1 bis 5 Bezug genommen.
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Schritt S1 steht hierbei für ein Bereitstellen einer handgehaltenen Werkzeugmaschine 4.
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Schritt S2 steht für ein Bereitstellen eines Werkzeugs 5 für die Werkzeugmaschine 4
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Im Schritt S3 wird ein erfindungsgemäßes Verbindungsset 100 bereitgestellt.
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Das Verbinden der Aufnahme 1 des Verbindungssets 100 mit der Werkzeugmaschine 4 wird durch den Schritt S4 repräsentiert, ein Verbinden des Einsatzes 3 des Verbindungssets 100 mit dem Werkzeug 5 durch den Schritt S5.
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In Schritt S6 werden schließlich der Einsatz 3 mit der Aufnahme 1 verbunden. Dies erfolgt durch, zumindest abschnittsweises, Einschieben des Einsatzes 3 in das Lumen 11 der Aufnahme 1.
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Der Ablauf der Verfahrensschritte ist hierbei beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen. Die Schritte können in manchen Ausführungsformen auch in anderer Reihenfolge erfolgen. Sie können in bestimmten Ausführungsformen sequentielle, parallele oder überlappende Schritte sein.
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In manchen alternativen Ausführungsformen beginnt das Verfahren mit Schritt S6. Dem Schritt S6 vorgelagerte Schritte S1 bis S5, insbesondere aber der Schritt S5, sind somit in diesen Ausführungsformen nicht Teil des offenbarten Verfahrens, sondern diesem vorgelagert, bzw. das offenbarte Verfahren baut auf diese auf.
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7 zeigt einen Ablauf des offenbarten Verfahrens zum Trennen eines Werkzeugs 5 von einer Werkzeugmaschine 4 in einer beispielhaften Ausführungsform.
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Schritt S10 stellt hierbei den Schritt eines Bereitstellens einer Werkzeugmaschine 4 dar, welche gemäß dem Verfahren in 6 oder der zu 6 beschriebenen Alternative vorbereitet wurde, d. h. mit einem Werkzeug 5 verbunden ist.
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Schritt S11 repräsentiert ein Bewegen der bewegbaren Pins 19, welche in das Lumen 11 der Aufnahme 1 hineinragen, z. B. gegen die Wirkung der Feder, vorzugsweise bis diese mit den stationären Pins 17 im Lumen 11 der Aufnahme 1 fluchten.
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Schritt S12 steht für das Abziehen des Werkzeugs 5 von der Werkzeugmaschine 4 durch Ziehen am Werkzeug 5 und/oder unter Zuhilfenahme der Schwerkraft.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verbindungsset
- 1
- Aufnahme
- 11
- Lumen der Aufnahme
- 15
- Innenwand
- 17
- stationärer Pin
- 19
- bewegbarer Pin
- 20
- Durchlassöffnung für bewegbaren Pin
- 20a
- Ende der Durchlassöffnung für bewegbaren Pin
- 21
- Schraubendurchlass
- 23
- Durchlass für Wellenkupplung
- 24
- innerer Abschnitt
- 25
- äußerer Abschnitt; Drehring
- 25a
- umlaufende Nut
- 25b
- Bohrung für Schenkelfeder
- 26
- Schenkelfeder
- 27
- Fingerabschnitt des Drehrings
- 3
- Einsatz
- 31
- Lumen des Einsatzes
- 32
- Flansch
- 33
- Hülsenabschnitt
- 35
- Führung
- 35a
- erster Abschnitt der Führung
- 35b
- zweiter Abschnitt der Führung
- 35c
- dritter Abschnitt der Führung
- 39
- Ende
- 4
- Werkzeugmaschine
- 41
- Wellenkupplung
- 5
- Aufsatz (hier: Bohrfutter); Werkzeug
- E1
- erstes Ende der Schenkelfeder
- E2
- zweites Ende der Schenkelfeder
- L
- Längsachse
- L1
- Längsachse
- L2
- Längsachse
- α
- Winkel
- K
- Kontaktstelle zwischen bewegbarem Pin und Seitenwand des dritten Abschnitts der Führung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011113126 [0003]
- DE 102011113127 [0003]
