DE20302722U1 - Saw with an electric drive, especially for surgical applications - Google Patents

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Abstract

Säge mit einem elektrischen Antreib, insbesondere für chirurgische Anwendungen, wobei ein Sägeblatt mit einer sich im wesentlichen entlang einer begrenzten Länge erstreckenden Sägeverzahnung ausgestattet und vom Antrieb in eine oszillierende Bewegung versetrtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mit einer elektrnischen Steuerung, ausgestattet ist, welche die Frequenz der oszillierenden Bewegung des Sägeblattes auf einen vorgebbaren Wert regelt, wobei sich diese (Regel-Frequenz von der Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems hinreichend unterscheidet.Saw with an electric drive, in particular for surgical applications, wherein a saw blade is equipped with a saw toothing extending essentially along a limited length and can be set into an oscillating movement by the drive, characterized in that the drive is equipped with an electrical control, which regulates the frequency of the oscillating movement of the saw blade to a predeterminable value, this (control frequency differing sufficiently from the natural frequency of the oscillating system carrying the saw blade.

Description

Die -Erfindung betrifft eine Säge mit einem elektrischen Antrieb, insbesondere für chirurgische- Anwendungen, gemäss dem Oberbegdff des Patentanspruchs 1, die sich durch eine sehr gute Handhabbarkeit und präzisie Schnitte auszeichnet.The invention relates to a saw with an electric Drive, especially for surgical applications, according to the Oberbegdff of claim 1, which is characterized by a very good Manageability and precision Cuts distinguished.

Bekannt ist eine chirurgische Säge, deren Sägeblatt auf einer Basisplatte schwenkbar gelagert ist, wobei die Sägeverzahung bezüglich der Schwenkachse auf einem kreisförmigen. Abschnitt liegt. Über eine von der Schwenkachse des Sägeblattes beabstandeten Antriebsachse steht ein Excenter mit dem Sägeblatt in Verbindung, der von einer rotierenden motorischen Einheit (z.B. einem elektromagnetischen Stabankermotor) angetrieben wird. Die rotierende Bewegung des Excenters versetzt das Sägeblatt in eine oszillierende Bewegung.A surgical saw whose saw blade is known is pivotally mounted on a base plate, the saw toothing in terms of the swivel axis on a circular. Section lies. Over a from the pivot axis of the saw blade spaced drive axis is an eccentric with the saw blade connected by a rotating motor unit (e.g. an electromagnetic rod armature motor) is driven. The rotating movement of the eccentric shifts the saw blade into an oscillating one Move.

Diese technische Lösung weist jedoch den Nachteil auf, dass sich unter Belastung die Frequenz der oszillierenden Sägebfattbewegung in Abhängigkeit von der Motorkennlinie verändert. Dadurch verändert sich nicht nur die Schnittleistung Säge. Darüber hinaus kann das Sägeblatt beim Erreichen der Eigenfrequnz des das Sägeblatt enthaltenden schwinkungsfähigen Systems in unerwühschte Schwingungen versetzt werden, die quer zur oszillierenden Sägebewegung gecichtet-sind: Derartige Querschwingungen werden auch als Flattern bezeichnet und führen zu unsauberen Schnitten, die wiederum Ursache von Problemen beim Heilungsprozess sein können.This technical solution points However, the disadvantage is that the frequency of the oscillating saw blade movement dependent on changed by the engine characteristic. This changed not just saw the cutting performance. In addition, the saw blade when the natural frequency of the oscillating system containing the saw blade is reached in unwanted Vibrations are offset across the oscillating saw movement -cicht-are: Such transverse vibrations are also known as fluttering designated and lead to unclean cuts, which in turn cause problems with the Healing process can be.

Der Erfindung liegt deshalb das Problem zugrunde, eine Säge mit einem elektrischen Antrieb, insbesondere für chirurgische Anwendungen, derart weiterzuentwickeln, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.The invention therefore has the problem based on a saw with an electric drive, especially for surgical applications, to develop in such a way that the disadvantages mentioned above be avoided.

Erfindungsgemäss wird das Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben Vorzugsvarianten der Erfindung wieder.According to the invention, the problem is solved by the characterizing features of claim 1 solved. The dependent Expectations represent preferred variants of the invention.

Demnach ist der Antrieb mit einer elektronischen Steuerung ausgestattet ist, welche die Frequenz der oszillierenden Bewegung des Sägeblattes auf einen vorgebbaren Wert, also auf einen im wesentlichen konstanten Arbeitspunkt regelt, wobei diese Regelfrequenz von der Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems hinreichend beabstandet ist.So the drive is with one electronic control, which controls the frequency of the oscillating movement of the saw blade a predeterminable value, that is to say an essentially constant value Operating point controls, this control frequency from the natural frequency of the saw blade bearing vibrating System is sufficiently spaced.

Ziel ist es, während des Gebrauchs der Säge (also unter Belastung) die Eigenfrequenz des Sägeblatts bzw. des das Sägeblatt tragenden Systems zu vermeiden, damit Flatterbewegungen des Sägeblatts ausgeschlossen werden können. Querschwigungen des Sägeblattes müssen ausgeschlossen (oder wenigstens unterdrückt) werden, wenn es – wie beispielweise in der Chirugie – auf sauber und glatte Schnittflächen ankommt.The aim is to use the saw (ie under load) the natural frequency of the saw blade or the saw blade avoid supporting system so that fluttering movements of the saw blade are excluded can be. Cross movements of the saw blade have to be excluded (or at least suppressed) if it - such as in surgery - on clean and smooth cut surfaces arrives.

Dies kann einerseits dadurch erreicht werden, dass die Eigefrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems oberhalb der Regelfrequenz festgelegt wird. Sollte dies konstruktiv nicht möglich sein, die Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems liegt unterhalb der Regelfrequenz; so besteht andererseits die Möglichkeit eine Stoppfunktion vorzusehen, die – bei einer Überlastung der Säge – aktiviert wird, bevor das schwingungsfähige System seine Eigenfrequenz erreicht.This can be achieved on the one hand that the natural frequency of the oscillatory system that supports the saw blade is set above the control frequency. Shouldn't this be constructive possible be the natural frequency of the oscillatory system carrying the saw blade lies below the control frequency; so on the other hand there is the possibility to provide a stop function which - in the event of an overload the saw - activated will before the vibratory System reaches its natural frequency.

Idealerweise dient die elektronische Steuerung auch zur Regelung der Amplitude der oszllierenden Bewegung des Sägeblatts auf einen vorgebbaren Wert, um die Schnittleistung konstant zu halten; was sich ebenfalls positiv auf die Handhabbarkeit der Säge auswirken würde. Bei Bedarf können auch Einstellmittel zur Festlegung der Frequenz und/oder der Amplitude durch den Benutzer des Säge vorgesehen sein. So wird eine Anpassung der Eigenschaften der Säge an die jeweis herrschenden Bedingungen in gewissen Grenzen möglich.Ideally, the electronic serves Control also for regulating the amplitude of the oscillating movement of the saw blade to a predeterminable value in order to keep the cutting performance constant; What also have a positive effect on the handling of the saw would. If necessary, you can also setting means for determining the frequency and / or the amplitude by the user of the saw be provided. So an adaptation of the properties of the saw to the prevailing conditions possible within certain limits.

Das für die Regelungsaufgaben notwendige Sensosystem sollte derartig ausgebildet oder angeordnet sein, dass Sförungen durch Wechselwirkungen mit dem Antrieb des Säge ausgeschlossen sind. Dies ist insbesondere bei einem Einsatz eines optischen Sensorsystems gewährleistet.The sensor system necessary for the control tasks should be designed or arranged in such a way that Interactions with the drive of the saw are excluded. This is particularly useful when using an optical sensor system guaranteed.

Dabei kann das das Sägeblatt tragende schwingungsfähige System ein signalgenerierendes Element tragen, das mit einem zugeordneten Sensor in Wirkbeziehung treten kann. Der Sensor ist idealerweise in die elektronischen Steuerung integriert.The saw blade can do this bearing vibrating System wear a signal generating element that is associated with an Sensor can interact. The sensor is ideal integrated in the electronic control.

Der Antrieb der Säge ist vorzugsweise als elektromagnetisches Schwingungssystem mit wenigstens zwei Elektromagneten ausgebildet, die von Wechselstrom derart beaufschlagbar sind, dass ein magnetisches Wechselfeld generiert wird. Ein im magnetischen Wechselfeld angeordneter schwingfähiger Anker trägt dabei das Sägeblatt.The drive of the saw is preferably electromagnetic Vibration system designed with at least two electromagnets, which can be acted upon by alternating current in such a way that a magnetic Alternating field is generated. One arranged in the alternating magnetic field oscillatable Anchor carries the saw blade.

Gemäss einer Variante der Erfindung weist der schwingfähige Anker Mittel zur austauschbaren Aufnahme von Sägeblättern auf. Es ist aber auch möglich, dass der schwingungsfähige Anker in fester Verbindung mit dem Sägeblatt steht und bezüglich der Elektromagnete austauschbar angeordnet ist. In diesem Fall sollte das signalgenerierende Element integraler Bestandteil des schwingenden Systems und sehr einfach ausgebildet sein, um Kosten zu sparen. Ein solches signalgenenerendes Element kann beispielsweise von einer optischen Reflektionsstelle dargesteitt werden. Wenn das optische Sensorsystem mit Wellenlängen ausserhalb des sichtbaren Lichts (z.B. im Infrarotbereich) arbeitet, besteht zudem nicht das Risiko, die Regelung durch Fremdlicht zu stören.According to a variant of the invention points the vibratable Anchor means for interchangeable saw blades. But it is also possible that the vibratory Anchor is firmly connected to the saw blade and with respect to the Electromagnet is arranged interchangeably. In this case the signal generating element is an integral part of the vibrating Systems and be very simple to save costs. Such a signal-generating element can be, for example, from a optical reflection point are shown. If the optical Sensor system with wavelengths works outside of visible light (e.g. in the infrared range), there is also no risk of being regulated by extraneous light to disturb.

Claims (14)

Säge mit einem elektrischen Antreib, insbesondere für chirurgische Anwendungen, wobei ein Sägeblatt mit einer sich im wesentlichen entlang einer begrenzten Länge erstreckenden Sägeverzahnung ausgestattet und vom Antrieb in eine oszillierende Bewegung versetrtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mit einer elektrnischen Steuerung, ausgestattet ist, welche die Frequenz der oszillierenden Bewegung des Sägeblattes auf einen vorgebbaren Wert regelt, wobei sich diese (Regel-Frequenz von der Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems hinreichend unterscheidet.Saw with an electric drive, in particular for surgical applications, wherein a saw blade with a saw tooth extending essentially along a limited length tion and can be set into an oscillating movement by the drive, characterized in that the drive is equipped with an electrical control, which regulates the frequency of the oscillating movement of the saw blade to a predeterminable value, this (control frequency of the natural frequency of the oscillating system carrying the saw blade is sufficiently different. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems oberhalb der Regelfrequenz liegt.saw according to claim 1, characterized in that the natural frequency of the saw blade bearing vibrating System is above the control frequency. Säge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenfrequenz des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems unterhalb der Regelfrequenz liegt und dass eine Stoppfunktion vorgesehen ist, die bei einer Überlastung der Säge aktiviert wird, bevor die Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems erreicht wird.saw according to claim 1, characterized in that the natural frequency of the saw blade bearing vibrating System is below the control frequency and that a stop function is provided in the event of an overload the saw is activated before the natural frequency of the vibratory system is achieved. Säge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung Mittel zur Regelung der Amplitude der oszillierenden Bewegung des Sägeblatts auf einen vorgebbaren Wert aufweist.saw according to claim 1, characterized in that the electronic control Means for controlling the amplitude of the oscillating movement of the saw blade has a predeterminable value. Säge nach wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung sowohl die Frequenz wie auch die Amplitude des oszillierenden Sägeblattes regelt.saw according to at least one of the preceding claims, characterized in that that the electronic control both the frequency and the Amplitude of the oscillating saw blade regulates. Säge nach wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung Mittel zum manuellen Einstellen der Frequenz und/oder der Amplitude des oszillierenden Sägeblattes durch den Benutzer der Säge aufweist.saw according to at least one of the preceding claims, characterized in that that the electronic control means for manual adjustment the frequency and / or the amplitude of the oscillating saw blade by the user of the saw having. Säge nach wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Sensieren der aktuellen Frequenz und/oder Amplitude des das Sägeblatt tragenden schwingungsfähigen Systems vorgesehen sind.saw according to at least one of the preceding claims, characterized in that that means for sensing the current frequency and / or amplitude of the saw blade bearing vibrating Systems are provided. Säge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das das Sägeblatt tragende schwingungsfähige. System ein signalgenerierendes Element trägt, das mit einem zugeordneten Sensor in Wirkbeziehung treten kann.saw according to claim 7, characterized in that the saw blade bearing vibrating. System carries a signal-generating element that is associated with an Sensor can interact. Säge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorsystem zur Anwendung kommt, das nicht durch Wechselwirkungen mit dem Antrieb gestört werden kann.saw according to claim 8, characterized in that a sensor system for Application that is not disturbed by interactions with the drive can. Säge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise ein optisches Sensorsystem zur Anwendung kommt, insbesondere. ausserhalb der Wellenlänge des sichtbaren Lichts.saw according to claim 9, characterized in that preferably an optical Sensor system is used, in particular. outside the wavelength of the visible light. Säge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, wobei der Sensor an einer Gehäusewand oder dergleichen befestigt oder in die elektronischen Steuerung integriert ist.saw according to claim 7, characterized in that the sensor system within of a housing is arranged, wherein the sensor is attached to a housing wall or the like or is integrated in the electronic control. Säge nach wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb zwei Elektromagnete aufweist, die von einem Wechselstrom beaufschlagbar sind, so dass ein magnetisches Wechselfeld generiert wird, und dass ein schwingfähiger Anker im magnetischen Wechselfeld angeordnet ist, der das Sägeblatt trägt.saw according to at least one of the preceding claims, characterized in that that the drive has two electromagnets that are powered by an alternating current can be acted upon so that an alternating magnetic field is generated will, and that a vibratory Anchor is arranged in the alternating magnetic field of the saw blade wearing. Säge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingfähige Anker Mittel zur austauschbaren Aufnahme von Sägeblättern aufweist.saw according to claim 12, characterized in that the oscillatable anchor Has means for interchangeable reception of saw blades. Säge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der schwingungsfähige Anker in fester Verbindung mit dem Sägeblatt steht und bezüglich der Elektromagnete austauschbar angeordnet ist.saw according to claim 12, characterized in that the vibratable anchor in firm connection with the saw blade stands and regarding the Electromagnet is arranged interchangeably.
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