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Fräswerkzeug zur Aufbereitung des Pfannenlagers bei total-
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prothetischem Hüftgelenkersatz Die Erfindung betrifft ein Frässerkzeug
zur Aufbereitung des Pfannenlagers bei totalprothetischem Hüftgelenkersatz mit einem
von einem Motor angetriebenen Antriebsschaft, der einen Fräswerkzeugkörper trägt.
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Der üblicherweise hohle, halbkugelförmige F#-äswerkzeugkörper, der
auf seiner Außenseite mehrere Fräserschneiden und vor jeder Fräserschneide jeweils
eine Öffnung aufweist, muß zum Ausfräsen von Gewebe und Knochenmaterial mit verhältnismäßig
hoher Kraft gegen das zu bearbeitende Hüftgelenk-Pfannenlager gedrückt und dabei
gedreht werden. Der Drehantrieb erfolgt von Hand durch einen am Antriebsschaft befestigten
Handgriff oder durch einen Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektromotor oder
einen Druckluftmotor.
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Wegen der begrenzten Zugänglichkeit des Operationsgebietes ist es
nicht möglich, den Fräswerkzeugkörper unmittelbar an der Welle des Antriebsmotors
oder an einem nur kurzen Antriebsschaft zu befestigen, Der Antriebsschaft muß eine
Länge von ungefähr 30 bis 50 cm haben, damit das Operationsgebiet auch während des
Fräsvorganges gut zugänglich bleibt und der Fräsvorgang beobachtet werden kann.
Infolge der verhältnismäßig großen Länge des Antriebsschaftes bereitet es Schwnerigkeiten,
die erforderliche axiale Anpreßkraft auf zubringen und das Fräswerkzeug genau zu
führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein k~äswerkzeug der eingangs
genannten Art so #uszubilden, daß das Aufbringen der Anpreßkraft und die Führung
des Fräswerkzeugs möglichst nahe an dem die Fräserschneiden tragenden Fräswerkzeugkörper
erfolgt, ohne daß dadurch die Zugänglichkeit und die freie Sicht auf das Operationsfeld
beeinträchtigt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Antriebsschaft
zwischen dem Motor und dem Fräswerkzeugkörper in einem mit einem Handgriff versehenen
StUtzkörper drehbar gelagert ist. Über den Handgriff am StUtzkörper kann die axiale
Anpreßkraft nahe am Fräswerkzeugkörper eingeleitet werden; die Führung des Fräswerkzeuges
kann sehr genau erfolgen, da das Fräswerkzeug näher an der Arbeitsstelle geführt
wird, als dies bei einer Führung nur am Antriebsmotor möglich ist.
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Gleichwohl behindert der Antriebsmotor durch seine Größe und sein
Gewicht die Führung des Werkzeugs und die freie Sicht auf die Arbeitsstelle nicht,
da sich der Antriebsmotor in dem durch die Länge des Antriebsschaftes gegebenen
Abstand zur Arbeitsstelle befindet. Der Operateur hält mit der einen Hand den Antriebsmotor
und mit der anderen Hand in größerem Abstand dazu den Handgriff des Stützkörpers;
dadurch kann eine verhältnismäßig große Führungskraft auf das Werkzeug ausgetbt
werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist
vorgesehen,
daß der Antriebsschaft zweiteilig ausgeführt ist und aus einem mit dem Fräswerkzeugkörper
verbundenen Werkzeugschaft und einem angetriebenen Schaftzwischenteil besteht, die
mittels einer Kupplung miteinander lösbar verbunden sind.
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Dabei kann weiter vorgesehen sein, daß das Schaftzvischenteil an seinem
die kupplung aufweisenden Ende im Stützkörper gelagert ist.
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Mittels der Kupplung, die beispielsweise eine herkömmliche Schnellkupplung
sein kann, können die Werkzeuge, die aus dem Fräswerkzeugkörper und dem Werkzeug
schaft bestehen, rasch und einfach während der Operation ausgewechselt werden, ohne
daß die im Betrieb oftmals sehr fest sitzende und deshalb nur mithilfe einer Zange
od. dgl. lösbare Verbindung zum Antriebsmotor gelöst werden müßte. Das Auswechseln
des Werkzeugs ist beispielsweise erforderlich, wenn bei einer Operation wie üblich
nacheinander zunehmend größere Fräswerkzeugkörper eingesetzt werden müssen, wenn
ein Werkzeug mit einem längeren Schaft erforderlich ist, oder wenn sich der hohle
Fräswerkzeugkörper soweit mit abgefrästem Gewebematerial gefüllt hat, daß er ausgewechselt
werden muß, um nach der Operation entleert zu werden.
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Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß der mit dem Handgriff versehene Stützkörper, in dem der Antriebsschaft drehbar
gelagert ist, in unterschiedlichen Stellungen längs der Antriebsschaftachse verstellbar
und axial festlegbar ist.
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Durch die axiale Verstellbarkeit und Festlegbarkeit des Stützkörpers
in unterschiedlichen axialen Stellungen am einteilig oder zweiteilig ausgeführten
Antriebsschaft kann die Stelle der Abstützung und Führung des Antriebsschaftes so
verlegt werden, wie es für den jeweiligen Operationsvorgang erforderlich und zweckmäßig
ist, insbes. zur Anpassung an unterschiedliche anatomische Verhältnisse bei den
Patieten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens
ist vorgesehen. daß im Stützkörper drehfest, jedoch axial verstellbar eine Hülse
geführt ist, in der der Antriebsschaft drehbar und axial festliegend gelagert ist.Diese
Ausführungsforn hat den Vorteil, daß die Drehlagerung und die axiale Festlegbarkeit
und Verstellbarkeit zwischen dem Stützkörper und dem Antriebsschaft des Werkzeugs
derart voneinander getrennt sind, daß die Axialverstellung zvischen zwei Bauteilen
erfolgt, die sich nicht relativ zueinander drehen. In besonders einfacher Ausführung,
die eine besonders hohe mechanische Festigkeit mit sich bringt, kann der Stützkbrper
in mehreren Axialstellungen formschlüssig einrastend ander Hülse festlegbar Pein,
Die Rasteinrichtung ist besonders leicht und einfach auch sEhrend der Handhabung
des Fräswerkzeugs bei einer zweckmäßigen -Ausführungsform zu be,tätiqen, bei der
im Stützkö.rper ein die Hülse mit Spiel umgebender Ring geführt ist und mittels
einer Feder gegen die Hilise gedrückt wird und mit einem Rast stück in an der Hülse
vorgesehene Ausnehmungen einrastet.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Fräswerkzeuys ist vorgesehen, daß im Stützkörper eine mit dem Antriebsschaft axial
verstellbar verbundene Büchse drehbar gelagert ist. Die Buchse kann mrzugsweise
durch Klemmung in beliebig wählbaren axialen Stellungen am Antriebsschaft befestigt
werden, so daß am Antriebsschaft keine Drehlagerung vorgesehen sein muß. Mehrere
Möglichkeiten, eine leicht verstellbare Klemmvorrichtung der Buchse mit dem Antriebsschaft
zu erzielen, sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 ein Fråsuerkseug
zur Aufbereitung des Pfannenlagers eines Hiiftgelenks mit einem nur teilweise dargestellten
Antriebsmotor, einem im Schnitt dargestellten Stützkörper und einem halbkugelförmigen
Fr äswerkzeugkörper, Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig.
3 einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des Stützkörpers, Fig.
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Stützkörper mit einer
auf dem Antriebsschaft festklemmbaren Hülse, Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie
VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 eine gegenüber der Fig. 5 abgewandelte Ausführungs£orm einer
auf dem Antriebsschaft festklemmbaren Hülse, Fig. 8 ein Schnitt längs der Linie
Vill-Vill in Fig. 7, Fig. 9 ein Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8, Fig.10
in einem Teillängsschnitt eine im Stützkörper gelagerte, zweiteilige Hülse, deren
beide Teile schräg gegeneinander verklemmbar sind, Fig.11 einen Teillängsschnitt
durch einen Führungskörper mit einer darin drehbar gelagerten Hülse, die teilweise
radial verspannbar ist, Fig.12 einen Schnitt längs der Linie XII-XIT in Fig. 11,
Fig.13 in einem Längsschnitt ein Fräswerkzeug mit zweiteiligem Antriebsschaft, dessen
Schaftzwischenteil ohne axiale Verstellbarkeit im Stützkörper gelagert ist, und
Fig.14 einen Schnitt längs der Linie XIV-XIV in Fig. 13.
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Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen treibt ein Motor 1,
beispielsweise ein Elektromotor oder Druckluftmotor'einen Antriebsschaft, der als
einteiliger Schaft 2 (Fig. 1 bis 12#) oder zweiteilig (Fig. 13,14) ausgeführt sein
kann und an dessen anderem Ende über einen mit dem Antriebsschaft verbundenen Deckel
oder Flansch 3 ein hohler, abnehmbarer halbkugelförmiger Fräswerkzeugkörper 4 angebracht
ist, der Fräserschneiden 5 aufweist.Der Fräswerkzeugkörper 4 muß axial in das zu
bearbeitende Hüftgelenk-Pfannenlager gedrückt werden und dabei so geführt werden,
daß er seitlich nicht ausweicht.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einem Stützkörper
6 eine Hülse 7 drehfest geführt. Über Lagerbüchsen 8,9 am Ende der Hülse 7 ist der
Antriebsschaft 2 drehbar in der
Hülse 7 gelagert; axial stützt
sich der Antriebsschaft 2 über einen festen Bund 10 und einen zu Montagezwecken
lösbaren Ring 11 an den Lagerbüchsen 8, 9 ab.
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Am Stützkörper 6 ist ein Handgriff 12 angebracht. In einem Schlitz
13 des ~Stützkörpers 6 ist ein Ring 14 quer zur Längsachse des Antriebsschaftes
2 verschiebbar. Der Ring 14 ist mit einem Bolzen 15 verbunden, der in einer Bohrung
16 des Handgriffs 12 geführt ist und durch eine Druckfeder 17 so gegen die Hülse
7 gedrückt wird, daß ein in der Innenbohrung des Ringes 14 angebrachter Zapfen 18
in Bohrungen 19 einrasten kann, die am Grund einer Längsnut 20 der Hülse 7 angebracht
sind.
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Wann der Bolzen 18 in eine Bohrung 19 eingerastet ist, kann das Fräswerkzeug
mittels des Handgriffs 12 mit der erforderlichen hohen Axi#kraft.angedrückt und
geführt werden. Soll der axiale Abstand zwischen dem Stützkörper 6 und dem Fräswerkzeugkdrper
4 verändert werden, beispielsweise vergrößert werden, weil das Operationsgebiet
weniger gut zugänglich ist, so drückt man von außen auf der dem handgriff 12 abgekehrten
Seite auf den Ring 14, bis der Bolzen 18 aus einer Bohrung 19 ausrastet; dann wird
der Stützkörper 6 in die ge#inschte axiale Lage gebracht und rastet dort wieder
in die nächstgelegene Bohrung 19 ein.
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Aus Fig. 2 erkennt man, daß die Breite der Nut 20 gleich dem Durchmesser
der Bohrungen 19 ist, so daß der Bolzen 18 auch im ausgerasteten Zustand eine Drehung
der Hülse 7 im Stützkörper 6 verhindert.
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Die Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von
der beschriebenen Ausführungsform nur durch die Art der Rastverbindung zwischen
dem Ring 14 und der Hülse 7.Hier zuweist die Hülse 7 an ihrer Unterseite eine Leiste
21 auf, in der rechtwinklige terpen 22 vorgesehen sind, in die der Ring 14 einrasten
kann.
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Bei dem Beispiel nach den Figuren 5 und 6 hat der mit dem Handgriff
12 versehene Stützkörper 6 eine Lagerrille 23 in seiner Innenbohrung zur Aufnahme
eines Bundes 24 einer Büchse 25. An ihrem dem Bund 24 abgekehrten Ende ist die Bohrung
der Büchse 25 kegelförmig ausgeführt. Eine außen entsprechend konische Spannhülse
26 mit radialen Schlitzen 27 ist mittels einer Gewindeverbindung axial in die Buchse
25 einschiebbar und kann dadurch kraft schlüssig mit dem Antriebsschaft 2 verbunden
werden. Durch gegenseitiges Verdrehen der durch das Gewinde 28 miteinander verbundenen
Teile 25 und 26 ist eine stufenlose axiale Verstellung und Festlegbarkeit des Stützkörpers
6 auf dem Antriebsschaft 2 möglich.
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Die Figuren 7, 8 und 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine
Büchse 29 ebenfalls im Stützkörper 6 drehbar gelagert ist. Die Büchse 29 ist über
einen Teil ihrer Länge mit einem radialen Schlitz 30 versehen, der zwei tangential
gegeneinander verspannbare BUchsenteile 29a, 29b voneinander trennt, die eine den
Antriebsschaft 2 kraftschlüssig umgrci fende Bohrung 31 aufweisen. In dem einen
Büchsenteil 29a ist ein Hebel 32 gelagert, der mit einem Nocken 32a gegen eine Fläche
29c des anderen BUchsenteils 29b drückt, wenn der halbkreisförmig gekrümmte Hebel
32 aus der in Fig. 8 gezeigten Lage in einer Ausnehmung 33 der Buchse 29 herausgeklappt
wird. Der Durchmesser der Bohrung 31 ist im entspannten Zustand etwas kleiner als
der Durchmesser des Antriebsschaftes 2, so daß der Antriebsschaft 2 in der Bohrung
31 kraft schlüssig festgeklemmt wird, wenn der Hebel 32 gelost ist (Stellung gemäß
Fig. 8). Wird der Hebel 32 herausgezogen, so daß der Nocken 32a gegen die Fläche
29c drückt, so wird dadurch die Bohrung 31 durch die elastische Verformung der Büchsenteile
29a, 29b aufgeweitet und gibt den Antriebsschaft 2 frei, so daß eine axiale Verstellung
vorgenommen verden kann: Die Ausführungsform nach den Figuren 11 und 12 unterscheidet
sich von der vorher beschriebenen Ausführung im wesentlichen nur dadurch, daß das
Aufspreizen der beiden BUchsenteile 29a,
29b, die hier durch einen
keilförmigen Schlitz 34 an einer Stelle des Umfangs getrennt sind, mittels eines
Keils 35 erfolgt, der ohne Selbsthemmung radial in dem Schlitz 34 belegbar ist und
mittels einer Art Paßfederführung 36 im Schlitz 34 geführt ist. Von außen drückt
eine angenähert spiralförmige Steuerkurve 37 eines Rings 38 auf den teil 35.
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Der Ring 38 ist auf der Büchse 29 drehbar gelagert, die wiederum drehbar
im Stützkörper 6 gelagert ist, Um den Ring 38 in Richtung des Doppelpfeiles in Fig.
12 leichter verdrehen zu können, weist die Büchse 29 auf der ~entgegengesetzten
Seite noch einen Griffansatz 39 auf.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist an einer im Stützkörper
6 drehbar gelagerten Büchse 40 über ein Gelenk 41 ein Klemmring 42 angelenkt; eine
Druckfeder 43 drückt auf der dem Gelenk 41 abgekehrten Seite den Ring 42 von der
Buchse 40 weg. Diese Anordnung wirkt bei einer Relativbewegung in Richtung der Pfeile
44a, 44b als Spexire. (Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel wAre hier
der Fräswerkzeugkörper 4 links vom Stützkörper 6 anzuordnen, damit über die Gesperreteile
40, 42 eine Axialkraft vom Handgriff 12 in Richtung auf den Fräswerkzeugkörper 4
ausgeübt werden kann.) In der den Pfeilen 44a, 44b entgegengesetzten Richtung ist
eine Relativbewegung zwischen dem Antriebsschaft 2 und dem Stützkörper 6 frei möglich,
ohne daß hierzu ein Klemmteil gelöst werden müßte.
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Bei der Darstellung der Ausfuhrungsbeispiele wurde der Einfachheit
halber auf die Montagemöglichkeit keine Rücksicht genommen.
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Es versteht sich, daß beispielsweise der Stützkörper 6 geteilt ausgeführt
werden kann, um den Bund 24 der Büchse 25 oder der Büchse 29 aufzunehmen (Beispiel
5 bis 12).
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Fig. 13 zeigt eine zweiteilige Ausführung des Antriebsschafts, der
hier aus einem mit dem Fräswerkzeugkörper 4 verbundenen Werkzeugschaft 50 Und einem~Schaftzvischenteil
51 besteht, das einen Anschlußzapfen 52 für ein (nur gestrichelt angedeutetes)
Schnellspannfutter
53 des Antriebsmotors aufweist.
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Der Werkzeugschaft 50 und das Schaftzwischenteil 51 sind durch eine
lösbare Schnellkupplung miteinander verbunden. Dazu weist der Werkzeugschaft 50
an seinem kupplungsseitigen Ende einen Sechskantansatz 54, eine tupplungsrille 55
und einen abgesetzten Endzapfen 56 auf. Das Schaftzwischenteil 51 endet kupplungsseitig
in einer Hülse 57 , die eine Sechskantbohrung 58 zur Aufnahme des Sechskantansatzes
54 hat und über Gleiterlager 59 im Stützkörper 6 gelagert ist.
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In zwei schrägen Schlitzen 60 der Hülse 57 liegen Kupplungsstifte
61 (Fig. 14), die den Werkzeugschaft 50 in seiner Riile 55 halten. Die freien Enden
der Stifte 61 liegen zwischen einem durch eine Feder 62 nachlinks in Fig. 13 gedrückten
Ring 63 und einem Bund 64 einer Schiebehülse 65, an derer anderem Ende sich die
Feder 62 ebenfalls an einem Bund 66 abstützt.
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Wenn die Schiebehülse 65 nach rechts in Fig. 13 verschoben wird, werden
die Stifte 61 in den schrägen Schlitzen 60 nach außen bewegt und geben den Werkzeugschaft
50 frei, der leicht herausgezogen werden kann, um das Werkzeug auszuwechseln, ohne
daß das Spannfutter 53 gelöst werden müßte.
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Wenn die Hülse 57 länger ausgeführt wird als in Fig. 13 dargestellt,
kann auch eine axiale Verstellbarkeit des Stützkörpers 6 ähnlich wie vorher beschrieben
vorgesehen werden. Beispielsweise ist es auch möglich, den Stützkörper drehbar,
aber axial verstellbar am Werkzeugschaft 50 anzubringen.
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