DE2730227A1 - Vorrichtung zur bearbeitung von harten koerperteilen, insbesondere knochen - Google Patents

Vorrichtung zur bearbeitung von harten koerperteilen, insbesondere knochen

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DE2730227A1 DE19772730227 DE2730227A DE2730227A1 DE 2730227 A1 DE2730227 A1 DE 2730227A1 DE 19772730227 DE19772730227 DE 19772730227 DE 2730227 A DE2730227 A DE 2730227A DE 2730227 A1 DE2730227 A1 DE 2730227A1
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Description

Roland Leuenberger
Onex bei Genf (Schweiz)
Vorrichtung zur Bearbeitung von harten Körperteilen, insbesondere Knochen
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung, wie Bohren, Fräsen, Reiben od. dgl., von harten Körperteilen, insbesondere Knochen.
Die Bearbeitung, z.B. Bohren, findet zur Zeit in der Weise statt, daß das Bohrwerkzeug eine Drehbewegung gleichbleibender Richtung ausführt. Die Handhabung einer solchen Vorrichtung setzt eine äußerst große Vorsicht voraus, damit weiche Körperteile nicht verletzt werden, wie Fleisch, Muskeln, Sehnen, Nerven oder Adern. Auch bei größter Vorsicht werden oft solche Körperteile ver-
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letzt oder sogar zerschnitten, oder wickeln sich um das Bohrwerkzeug herum.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet diese Übel, indem das Werkzeug eine drehende Hin- und Herbewegung von weniger als einer vollen Umdrehung beschreibt.
Das Werkzeug kann ein gewöhnlicher Bohrer, eine Fräse oder eine Reibahle sein.
Es ist selbstverständlich, daß eine derartige Bewegung, auch wenn ihr die genannten weichen Körperteile folgen, diese nicht beschädigen kann.
Diese Bewegung des Werkzeugs hat noch den Vorteil, daß sie kurze Späne ergibt, die sich leichter entfernen lassen und eine bessere Schmierung zulassen. Auch die Erhitzung wird in großem Maße vermindert, so daß keine Gefahr mehr besteht, die Struktur der Knochen zu beeinflussen.
Ein anderer Vorteil liegt noch darin, wenn ein Knochen durch und durch gebohrt werden muß und der Arzt mit seiner Hand fühlen muß, wann der Bohrer auf der anderen Seite erscheint, daß er sich nicht mehr verletzen kann und daß auch auf diese Weise das Fleisch des Patienten
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nicht mehr verletzt werden kann. Die Vorrichtung erleichtert auch das Einführen transcutancr Nägel, da der Arzt nicht genau vorsehen kann, wo die Bohrerspitze erscheinen wird.
Muß man den Knochen zum Anlegen einer Prothese formen, so liegt auch keine Gefahr vor, benachbarte weiche Körperteile zu beschädigen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet sich durch ein Mittel, das geeignet ist, das Werkzeug zu tragen und in Bewegung zu setzen, und durch Antriebsmittel, welche diesem Werkzeugträger eine hin- und hergehende Drehbewegung erteilen, die kleiner als eine volle Umdrehung ist.
Die anliegende Zeichnung zeigt drei beispielhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, eine Variante und eine zusätzliche Vorrichtung zur Aufnahme der Abfälle.
Die Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung der ersten Ausführungsform.
Die Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung der zweiten Aus führungs form.
Die Fig. 3 ist eine schaubildliche Darstellung der dritten Ausführungsform.
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I NAOHtIEHE-ICHT i» - I J
Die Fig. 4 ist ein teilweiser Schnitt der zusätzlichen Vorrichtung.
Die Fig. 5 bezieht sich auf die Vorrichtung zur Aufnahme der Abfälle und zeigt dieselbe im Schnitt.
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COPY
- Ay-
Bei der ersten Ausführungfiform lj egt ein nicht dargestellter Motor mit unveränderlicher Dr einrichtung links vom Bild und erteilt einer Welle 1 eine Drehung unveränderlicher Richtung im Sinne des Pfeiles 2.
Das Mittel, das das Werkzeug trägt und in Bewegung setzt ist durch den Zylinder .5 schematinch dargestellt, welcher koaxial zur Achse 1 liegt.
Die Umwandlung der Drehbewegung findet über folgende dazwischen eingeschaltete Teile statt:
Die Welle 1 treibt einen exzentrisch liegenden Zapfen 5 über ein Teil 4 an, wobei dieser Zapfen als Kurbel dient. Dieser Kurbel gegenüber liegt ein Block 6, welcher als geführter Schieber dient, d.h. sich lediglich seitwärts in Richtung des Doppelpfeiles 7 bewegen kann. Gegenüber der Kurbel 5 weist dieser Schieber eine Rinne 8 auf, die senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung liegt.
In dieser Rinne kann sich ein Elock 9 nit einem Loch 10 bewegen, welches Loch zur Aufnahme des Kurbelzapfens dient.
Ea ist klar, dass die Drehbewegung dieses Zapfens den Schieber in Querrichtung 7 Wx und her bewegen wird, wobei der Block 9 sich in der Rinne 8 seinerseits hin und her bewegen wird.
Dieser Rinne gegenüber weist der Schieber 6 eine ähnliche parallel dazu liegende Rinne 11 auf.
In dieser letzteren liegt ein zweiter eine Bohrung aufweisender Block 12. In der Bohrung dieses letzteren liegt ein weiterer Zapfen 13» welcher eine zweite Kurbel bildet, die
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COPY
über 14 mit dein Teil 13 verbunden ist. Der Hebelarm dieser zweiten Kurbel ist etwas grosser als der Hebelarm der erstgenannten Kurbel.
Ks ist klar, dass die quergerichtete Hin- und Herbewegung des Schiebers 6 den Teilen 13 - 14 eine Pendelbewegung erteilen wird, d.h. eine hin und her gehende Drehbewegung deren Amplitude kleiner als eine volle Umdrehung sein wird, derart, dass das Teil 3 und das damit verbundene Werkzeug diese Bewegung mitmachen werden, wie es die Pfeile 15 veranschaulichen.
Wäre die Rinne 11 gegenüber der Rinne 8 seitlich verschoben, so würde man zum selben Resultat gelangen, nur wären Werkzeug und Motor nicht mehr koaxial.
Bei der zweiten Auεführungsform gemacs Fig. 2 sind die antreibenden Teile 1,4, 5, 9 und 10 dieselben wie bei der ersten Ausfuhrungsform. Der Schieber 16 weist auch eine Rinne oder Nut 8 auf und ist wie der erstgenannte geführt. Er besitzt hingegen eine Verzahnung 17 die eine in Richtung seiner Bewegung liegende Zahnstange bildet. Diese liegt in der Bewegungsrichtung,
Sie bewegt sich also hin und her und, da sie mit einem Ritzel 18 im Eingriff steht, welch letzterer mit dem das Werkzeug tragende Teil verbunden ist, so wird dieses letztere eine hin und her gerichtete Drehbewegung ausführen (siehe Pfeile 15) und man wird das Ganze so bemessen, dass diese letztere eine volle Umdrehung nicht überschreitet.
Die dritte Ausführungsform gemäss Fig. 3 benutzt auch eine Zahnstange und einen Ritzel.
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ORIGINAL INSPECTED
Die Ant rieb s v/e lie befindet sich in 19 und dreht in Richtung des Pfeiles 20. Sie trägt einen Kopf 21 mit einer in einer gegenüber der Drehachse schiefliegenden kreisförmigen Nut 22, in welche ein Zapfen 23 eingreift, weicher von einer Stange 24· abhängig ist, die in Richtung der Pfeile 25 bewep;oor ist, d.h. parallel zur Drehachse von 19-21.
Diese Stange ist zum Teil in 26 gezahnt und treibt einen Ritzel 27 an, an welchen das das Werkzeug tragende Teil 28 angebracht ist.
Es ist leicht ersichtlich, dass die Drehbewegung der Welle 19 eine Hin- und Herbewegung der Stange 2'+ zur Folge hat und, dass ihr gezahnter Teil (Pfeile 25) öem Ritzel 27 und dem Teil 28 eine pendelnde Drehbewegung erteilen wird, wie es die Pfeile 29 zeigen.
Die Amplitude dieser Bewegung wird man selbstverständlich konstruktiv so bemessen können, dass sie eine volle Umdrehung nicht überschreitet.
Die verschiedenen AusfUhrungsformen zeigen, dass das Werkzeug koaxial zur Antriebswelle liegen kann oder nicht, oder sogar senkrecht dazu. Man könnte noch weitere Ausführungen vorsehen in welchen Antrieb und Werkzeug einen (jeden Winkel zwischen 0 und 90 aufweisen könnten. Derartige Winkel sind manchmal erforderlich, erschweren aber oft das Einführen des Werkzeuges hin zum Knochen.
Die besondere Ausführung gemäss Fig. 4 vermeidet diese Schwierigkeit. Dem schematisch durch 30 dargestellten länglichen Apparat wird ein schwingbare!·, ßchutzteil 31 ange-
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ORIGINAL INSPECTED
lenkt, mit einem Spalt zum Durchlassen dec Werkzeuges 32, dar. um die Achime 33 dreht. In der Lage 31 ragt das Werkzeug aus diesem Schützte Ll hervor, während cc in der Lf-ge 51 ' geschützt ist und es erlaubt das Ganze in das vorher aufgeschnittene Fleisch einzuführen.
Im besonderen Fall, v/o das Werkzeug ein Spiralbohrer ist entsteht der Nachteil, dass die Abfälle nach hinten zugeschoben werden.
In diesem Fall wird man sich mit Vorzug der zusätzlichen Vorrichtung p;omäss Fig. lj bedienen.
Diese Figur zeigt ein Teil 34 des Apparates mit einem Werkzeughalter yl) und dem daran befestigten Werkzeug 36. Das dargestellte ünde des Apparates trägt hier einen Balg 571 der sich in Richtimg der Bohrstelle erstreckt, in Gestalt eines Zylinders 38, trapezförmig profitierten Teiles 39 und eines rohrförmigen Teiles 4l> das den Bohrer umgibt.
lJer Balg ist so ausgeführt, dass er einen elastischen Druck nach vorn ausübt (Pfeil 41;.
Beim Bohren wird also das rohrföx-mige Teil 40 stets gegen den gebohrten Knochen gedrückt werden und bildet somit einen Kanal, durch welchen die Abfälle bis in das dahinter liegende zylindrische Teil 37 geführt werden.
Wc's nun die Amplitude der dem Werkzeug erteilten l'endelbewegun;'; anbelangt, so ist es klar, dass sie grosser sein soll als der zwischen zwei Schnittkanten des Bohrers / liegende Winkel, weshalb es von Vorteil ist, Spiralbohrer mit
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ORIGINAL INGPECTED COPY
- M—
drei Schnittkanten zu verwenden, sodass m;m unter 180 arbei ten kann und die eingangs erwähnten Uebel entsprechend verhindert werden.
Der Motor kann endlich elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch yein, oder selbsb no auspebi.Iuet nein, dans er die pendelnde Bewegung von sich aus ausführt.
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COPY
Leerseite

Claims (11)

I NAOHQEWEICHT Patentansprüche:
1./Vorrichtung zur Bearbeitung wie Bohren, Fräsen, Reiben od. dgl. von harten Körperteilen, insbesondere von Knochen, gekennzeichnet durch ein ein Werkzeug tragendes und in Bewegung setzendes Teil (3) und durch Mittel (z.B. 4 - 14), welche diesem Teil eine hin- und hergehende Drehbewegung erteilen, deren Amplitude kleiner als eine volle Umdrehung ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des verwendeten Werkzeugs eine Amplitude besitzt, die größer ist als der zwischen zwei aufeinander folgende Schneidkanten dieses Werkzeuges einbegriffene Winkel.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel aus einem in gleichbleibender Richtung drehenden Motor gebildet sind, wobei zwischen diesem Motor und dem Werkzeugträger (3) ein Mechanismus (4 - 14) eingeschaltet ist, welcher die Drehbewegung in eine hin- und hergehende Drehnung mit kleinerer Amplitude als eine volle Umdrehung umwandelt.
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4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Kurbel (5) antreibt, welche mit einem Schieber (6) zusammenwirkt, welcher sich quer zur Drehachse der Kurbel bewegen kann und eine quer zu dieser Richtung liegende Nut (8) aufweist, wobei die in diese Nut eingreifende Kurbel dem Schieber eine hin- und hergehende Bewegung erteilt und wobei besagter Schieber (6) auf der entgegengesetzten Seite eine weitere zur ersten Nut (8) parallel liegende Nut (11) aufweist, in welche eine weitere Kurbel (13) eingreift, die mit dem Werkzeugträger (3) verbunden ist, derart, daß die hin- und hergehende Bewegung des Schiebers (6) diesem Werkzeugträger (3) eine hin- und hergehende Bewegung (15) erteilt, vorausgesetzt, daß der Kurbelarm der zweiten Kurbel (13) größer ist als derjenige der erstgenannten Kurbel (5).
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Kurbel (5) antreibt, welche mit einem Schieber (16) zusammenwirkt, der quer zur Drehachse bewegbar ist und eine Nut (8) aufweist, die senkrecht zur Verschiebungsrichtung liegt, so daß der Motor dem Schieber (16) eine hin- und hergehende Bewegung erteilt, welcher Schieber eine in Richtung seiner Bewegung angeordnete Verzahnung (17) trägt, die mit einem Ritzel (18) im Eingriff steht, der mit dem Werkzeugträger (3) verbunden ist, so daß die hin- und hergehende Bewegung
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der Verzahnung (17) diesem Werkzeugträger (3) eine hin- und hergehende Drehbewegung (15) erteilt.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Teil (19 - 20) antreibt, welches eine in einer schief zur Drehbewegung liegenden Richtung kreisförmige Nut (22) aufweist, in welcher ein Stift (23) eingreift, der einer Stange (24) angehört, die in Richtung der Drehachse bewegbar ist und eine Verzahnung (26) trägt, die mit einem Ritzel (27) im Eingriff steht, welch letzterer vom Werkzeugträger (28) abhängig ist, derart, daß die Drehung der Nut (22) über dem Stift (23) der Stange (24) eine hin- und hergehende Bewegung erteilt, die dem Ritzel (27) übertragen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie länglich ausgebildet ist (Fig. 4) und am einen Ende (30) die das Werkzeug antreibenden Mittel trägt und am anderen Ende das Werkzeug (32), das mit der Längsrichtung der Vorrichtung einen Winkel bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche Teil ein schwingbares Schutzteil (31) trägt, das das V/erkzeug in der einen Lage befreit und in einer anderen Lage deckt.
naohocjrehohtI
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Hülse (40) aufweist, die das Werkzeug (36) umgeben kann und mit Mitteln (37) zusammenwirkt, die das Bestreben haben, das freie Ende dieser Hülse gegen den gebohrten Teil anzudrücken.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel (37) aus einem Balg bestehen, welcher zur Aufnahme der Späne dient.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen das Werkzeug tragenden und antreibenden Mittel derart angeordnet sind, daß sie alle
gleichachsig liegen.
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