DE3136880C2 - Kleinmotor für den Antrieb medizinischer Instrumente, insbesondere für die Mikrochirurgie - Google Patents

Abstract

Um bei einem Kleinmotor für den Antrieb medizinischer Instrumente, insbesondere für die Mikrochirurgie, mit einem kreiszylindrischen Gehäuse die Kühlung des Motors zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß auf das zylindrische Gehäuse eine ebenfalls kreiszylindrische Hülse aufgeschoben ist, die entweder selbst oder im Zusammenwirken mit dem Motorgehäuse einen Durchflußkanal für eine Kühlflüssigkeit ausbildet, und daß der Kanal Anschlüsse für eine Kühlflüssigkeitszufuhr bzw. eine Kühlflüssigkeitsableitung aufweist.

Description

Kühlflüssigkeitshülse auf das zylindrische Gehäuse des Motors aufschiebbar ist, von diesem also auch ohne weiteres abgenommen werden kann. Dies erleichtert einesteils die Reinigung des Gerätes (Sterilisation), andererseits eröffnet es die Möglichkeit, den Motor auch ohne die Kühlflüssigkeitshülse zu verwenden, falls dies, beispielsweise bei nur kurzzeitigem Gebrauch, erwünscht ist Dadurch können in diesen Fällen die Außenabmessungen und das Gewicht des Motors verringert werden, so daß die Handhabbarkeit verbessert wird.

Andererseits ist es bei Bedarf rasch möglich, eine Kühlflüssigkeitshülse auf den Motor aufzuschieben, so daß der Operateur auch während der Operation schnell entscheiden kann, ob er eine entsprechende Kühlflüssigkeitshülse benötigt oder nicht. Es ist umgekehrt auch während der Operation möglich, bei besonders kritischen Bearbeitungsvorgängen die Kühlflüssigkeitshülse kurzzeitig abzuschieben, damit man die Handhabbarkeit des Instruments kurzzeitig verbessern kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Hülse ein Innengewinde trägt, dessen die Gev/indegänge voneinander trennenden Stege an dem glatten zylindrischen Gehäuse des Moors anliegen, so daß der Gewindegang und das Gehäuse den Kanal für die Kühlflüssigkeit bilden. Eine solche Hülse ist einteilig ausgebildet und daher besonders einfach herzustellen. Trotzdem bildet sie zusammen mit dem zylindrischen Gehäuse des Motors einen das Gehäuse wendelförmig umgebenden Kühlflüssigkeitskanal aus, der zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Kühlflüssigkeit und damit zu effektiver Kühlung führt. Außerdem ist bei dieser Konstruktion von Vorteil, daß die Kühlflüssigkeit unmittelbar mit dem Gehäuse des Motors in Kontakt kommt, thermische Isolierungen durch Luftschichten entfallen daher, und man erhält eine besonders wirksame Kühlung des Motorgehäuses.

Vorteilhaft ist es, wenn die Hülse ein Umschaltventil in der Kühlflüssigkeitsableitung aufweist, welches diese wahlweise mit einer Kühlflüssigkeitsleitung des mit dem Motor angetriebenen Instruments, mit einer Rückführleitung für d' i Kühlflüssigkeit oder mit beiden gleichzeitig verbindet. Durch entsprechende Stellung des Umschaltventils kann man daher entscheiden, ob die Kühlflüssigkeit dem Instrument zugeführt oder wieder zurückgeleitet wird, gegebenenfalls sind auch beide Möglichkeiten gleichzeitig eröffnet. Dadurch läßt sich auch die Intensität der Kühlung entsprechend den Anforderungen variieren.

Bei einer Hülse mit gewindeförmigen Kühlflüssigkeitskanal können insbesondere zwei nebeneir.dncierliegende Gewindegänge vorgesehen sein, von denen einer den Kühlflüssigkeitskanal, der andere die Rückführleitung bildet. Es ergibt sich somit eine besonders kompakte Ausgestaltung der Hülse.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß achsparallel zur Hülse ein Schaltzylinder angeordnet ist, der sowohl mit dem Kühlflüssigkeitskanal als auch mit der Rückführleitung in Verbindung steht, und daß in diesem Schaltzylinder ein Kolben abgedichtet verschiebbar ist, der in verschiedenen Stellungen den Kühlflüssigkeitskanal wahlweise mit der Kühlflüssigkeitsleitung des Instruments, der Rückführleitung oder beiden verbindet. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn der Kolben mit einem Rohrstutzen zum Aufschieben einer flexiblen Verbindungsleitung zur Kühlflüssigkeitsleitung *ies Instruments verbunden ist, welcher Rohrstutzen bei einer Stellung des Kolbens über eine radiale Öffnung mi -Jem Kühlflüssigkeitskanal der Hülse in Verbindung steht, und wenn der Rohrstutzen aus dem Schaltzylinder herausragt, so daß durch dessen manuelle Verschiebung der Kolben im Zylinder in die verschiedenen Schaltstellungen verschiebbar ist
Bei allen Ausgestaltungen ist es besonders vorteilhaft, wenn der Anschluß der Hülse für die Kühlflüssigkeitszufuhr mit der Leitung verbunden ist, die dem vom Motor angetriebenen Instrument Spül- und Kühlflüssigkeit zuführt (vgl. DE-AS 26 13 061). Bei medizinischen Instrumenten werden oft die motorgetriebenen Instrumente von einer Spül- und Kühlflüssigkeit durchströmt die in vielen Fällen auch im Bearbeitungsbereich unmittelbar austritt. Diese Flüssigkeit kann gleichzeitig zur Kühlung des Motors verwendet werden, wobei man den Vorteil erreicht daß die Flüssigkeit vorgewärmt wird, was beim Austritt im Operationsbereich in vielen Fällen von Vorteil sein kann.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines medizinischen Instruments mit einem zylindrischen Hanci.iück zur Aufnahme eines Motors und einer aufgeschobenen, teilweise aufgebrochen dargestellten Hülse für eine Kühlflüssigkeit;

F i g. 2 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Hülse gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.3 eine in Längsrichtung geschnittene, auf das Motorgehäuse aufgeschobene Hülse gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 4 eine Draufsicht auf die auf das Gehäuse aufgeschobene Hülse der F i g. 3;

Fig.5 eine vergrößerte Teilansicht der Hülse der F i g. 3 im Ventilbereich bei geöffneter Rückführleitung und

F i g. 6 eine Ansicht ähnlich F i g. 5 bei geschlossener Rückführleitung.
In F i g. 1 ist ein motorgetriebenes medizinisches Instrument oder Werkzeug 1 dargestellt, welches in seinem hinteren Ende als Griffteil ein kreiszylindrisches Gehäuse 2 aufweist, welches einen Motor aufnimmt. An der rückwärtigen Stirnseite 3 tritt aus dem Gehäuse 2 ein Anschlußkabel 4 aus, an der vorderen Stirnseite 5 erkennt man die Motorwelle 6, die mit einem das Werkzeug tragenden Vorsatzteil 7 verbindbar ist.

Auf das kreiszylindrische Gehäuse 2 ist gemäß der Erfindung eine kreiszylindrische Hülse 8 aufgeschoben, welche das Gehäuse 2 im Abstand umgibt. An den Enden trägt die Hülse 8 nach innen gerichtete Flansche 9 und 10. in denen in entsprechenden Ringnuten Ringdichtungen 11 bzw. 12 eingelegt sind, beispielsweise O-Ringe. Diese Ringdichtungen 11 und 12 liegen dichtend ?n dem glatten zylindrischen Gehäuse 2 an, so daß die Hülse einerseits und das Gehäuse andererseits einen abgedichteten Ringkanal 13 definieren. Dieser steht an einem Ende der Hülse über eine radiale Bohrung 14 in der Hülse 8 mit einem Anschlußröhrchen 15 und an dem gegenüberliegenden Ende über eine entsprechende radiale Bohrung 16 r.it einem weiteren Anschlußröhrchen 17 in Verbindung. Auf das Anschlußröhrchen 15 ist eine flexible Leitung 18 aufgeschoben, welche mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kühlfliissigkeitsquel-Ie verbunden ist. auf das vordere Anschlußröhrchen 17 ist eine flexible Leitung 19 aufgeschoben, welche auf ein entsprechendes Röhrchen 20 am Vorsatzteil 7 aufgeschoben ist, so daß die von der KühlflüssigkeitsqueMc gelieferte Kühlflüssigkeit in Richtung der in F i g. 1 ein-

gezeichneten Pfeile in den Ringkanal 13 eintritt, diesen durchströmt und dabei das Motorgehäuse kühlt und anschließend über die Leitung 19 dem Werkzeug zugeleitet und im Operationsbereich abgegeben wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeitshülse ist es nach Abziehen der Schlauchvcrbinden auf den Anschlußröhrchen 15 und 17 ohne weiteres möglich, die Hülse von dem Gehäuse 2 abzuziehen und das Werkzeug 1 ohne die Kühlhülse zu verwenden, gegebenenfalls nach Verbindung der beiden Leitungen 18 und 19. Das Werkzeug kann dann ohne Kühlung des Motorgehäuses Verwendung finden, beispielsweise bei nur kurzzeitigem Einsatz.

Durch Abziehen der Kühlhülse ist es außerdem möglieh, beide Teile, also das Motorgehäuse einerseits und die Kühlhülse andererseits, in einfacher Weise zu reinigen und zu sterilisieren. Die Hülse kann anschließend in der gleichen Weise wieder auf das Gehäuse aufgeschoben werden, wobei sich der abgedichtete Ringkanal 13 wieder ausbildet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche Teile dieselben Bezugszeichen tragen wie in Fig. 1, trägt die äußere Hülse 8 ein entsprechendes Innengewinde, dessen die Gewindegänge voneinander trennenden Stege 28 beim Auschieben der Hülse auf das Gehäuse 2 an dem glatten Gehäuse 2 anliegen und einen Flüssigkeitskanal 29 ausbilden.

Bei dem in den Fig.3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden durch die Hülse zwei parallele so Flüssigkeitskanäic 29 und 30 ausgebildet, indem die Hülse ein Doppelgewinde aufweist. Dies kann in der Weise geschehen, wie es anhand der F i g. 2 bei einem Einfachgewindegang erläutert worden ist. An der Einlaßseite ist ein Flüssigkeitskanal 29 mit dem Anschlußröhrchen 15 verbunden, der andere Flüssigkeitskanal 30 mit einem weiteren Anschlußröhrchen 31, auf der Abflußseite der Hüise stehen beide Fiüssigkeüskanäic 23 und 30 über radiale Bohrungen 32 und 33 mit einem außerhalb der Hülse angeordneten achsparallelen Schaltzylinder 34 in Verbindung (F i g. 5 und 6), in dem ein Kolben 35 abgedichtet verschiebbar ist Der Kolben weist einen Einschnitt 36 auf, der in einer ersten Stellung (Fig. 5) des Kolbens die beiden radialen Bohrungen 32 und 33 verbindet.

In einer zweiten Stellung (F i g. 6) dichtet der Kolben die Verbindung zwischen den radialen Bohrungen 32 und 33 ab und verbindet den Flüssigkeitskanal, der mit dem Anschlußröhrchen 15 in Verbindung steht, über die radiale Bohrung 32 und eine radiale Bohrung 37 mit einem Rohrstutzen 38, der unmittelbar mit dem Kolben 35 verbunden und mit diesem zusammen verschiebbar ist Der Rohrstutzen 38 ragt aus dem Schaltzylinder 34 heraus, so daß mit seiner Hilfe der Koiben aus der ersten Stellung (F i g. 5) in die zweite Stellung (F i g. 6) verschiebbar ist In der ersten Stellung sind dabei die beiden Flüssigkeitskanäle 29 und 30 miteinander verbunden, während der Rohrstutzen 38 abgeschlossen ist, in der zweiten Stellung besteht eine Verbindung zwischen dem Flüssigkeitskanal 29 und de.n Inneren des ω Rohrstutzens 38, während der Flüssigkeitskanal 30 abgeschlossen ist

Der Kolben läßt sich auch in eine Zwischenstellung schieben, in welcher der Flüssigkeitskanal 29 sowohl mit dem Innern des Rohrstutzens 38 als auch mit dem Flüssigkeitskanai 30 in Verbindung steht

Auf den Rohrstutzen 38 ist die flexible Leitung 19 aufschiebbar, die zu dem Röhrchen 20 des Vorsatzteils 7 führt.

Das Anschlußröhrchen 15 wird in der oben beschriebenen Weise mit der Leitung 18 verbunden, die ihrerseits mit der Flüssigkeitsquelle in Verbindung steht.

Der Flüssigkeitskanal 30 bildet eine Rückführleitung, die über das Anschlußröhrchen 31 und eine darauf aufschiebbarc, in der Zeichnung nicht dargestellte flexible Leitung mit einem Sammelgefäß für die rückgeführte Kühlflüssigkeit verbindbar ist. Die Kühlflüssigkeit kann über die Rückführleitung im Kreislauf geführt werden, es ist aber auch möglich, die Kühlflüssigkeit nach einmaligem Gebrauch zu verwerfen.

Mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 6 ist es möglich, die Kühlflüssigkeitsmenge, die durch die Kühlhülse geführt wird, zu regulieren. Außerdem ergibt sich hier eine Möglichkeit der Temperaturregulierung der über das Vorsatzteil 7 abgegebenen Flüssigkeit durch eine enisprechende Mengenregulierung. Schließlich ermöglicht diese Ausgestaltung eine Kühlung des Motors auch dann, wenn mittels des Werkzeuges keine kühlflüssigkeit abgegeben werden soll.

Selbstverständlich kann ein Umschaltventil, wie es in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist, grundsätzlich auch bei den anderen Ausführungsbeispielen einer Hülse Verwendung finden, in diesen Fällen wird dann die Rückführleitung unter Umständen außerhalb des Gehäuses verlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kleinmotor für den Antrieb medizinischer Instrumente, insbesondere für die Mikrochirurgie, mit einem zylindrischen Gehäuse auf das eine ebenfalls zylindrische Hülse aufgeschoben ist, die einen Durchflußkanal für eine Kühlflüssigkeit ausbildet und Anschlüsse für eine Kühlflüssigkeitszufuhr bzw. eine Kühlflüssigkeitsableitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) an ihren Enden ringförmige Dichtungen (11,12) trägt, die an dem glatten zylindrischen Gehäuse (2) des Motors anliegen, und daß die Hülse (8) das Gehäuse (2) im übrigen Bereich im Abstand umgibt, so daß Hülse (8) und Gehäuse (2) einen Ringkanal (13) für die Kühlflüssigkeit bilden.

2. Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) ein Innengewinde trägt, dessen die Gewindegänge voneinander trennenden Stege (28) an dem glatten zylindrischen Gehäuse (2) des Motcrs anliegen, so daß der Gewindegang und das Gehäuse (2) den Kanal (28) für die Kühlflüssigkeit bilden.

3. Kleinmotor nach, einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) ein Umschaltventil (34, 35) in der Kühlflüssigkeitsableitung aufweist, welcrie diese wahlweise mit einer Kühlflüssigkeitsleitung (Verbindungsleitung 19) des mit dem Motor angetriebenen Instruments, mit einer Rückführleitung für die Kühlflüssigkeit oder mit beiden gleichzeitig verbindet.

4. Kleinmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einu· Hüfc (8) mit gewindeförmigem Kühlflüssigkeitsk-inal zwei nebeneinanderliegende Gewindegänge (2y, 30) /orgesehen sind, von denen einer den Kühlflüssigkeitskanal, der andere die Rückführleitung bildet.

5. Kleinmotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil als achsparallel zur Hülse (8) angeordneter Schaltzylinder (34) ausgebildet ist, der sowohl mit dem Kühlflüssigkeitskanal als auch mit der Rückführleitung in Verbindung steht, und daß in diesem Schaltzylinder (34) em Kolben (35) abgedichtet verschiebbar ist, der in verschiedenen Stellungen den Kühlflüssigkeitskanal wahlweise mit der Kühlflüssigkeitsleitung (Verbindungsleitung 19) des Instruments, der Rückführleitung oder beiden verbindet

6. Kleinmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (35) mit einem Rohrstutzen (38) zum Aufschieben einer flexiblen Verbindungsleitung (19) versehen ist, welcher Rohrstutzen (38) bei einer Stellung des Kolbens (35) über eine radiale öffnung (37) mit dem Kühlflüssigkeitskana! der Hülse (8) in Verbindung steht, und daß der Rohrstutzen (38) aus dem Schaltzyünder (34) herausragt, so daß durch dessen manuelle Verschiebung der Kolben (35) in die verschiedenen Schaltstellungen verschiebbar ist.

7. Kleinmotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (15) der Hülse (8) für die Kühlflüssigkeitszufuhr mit der Leitung (18) verbunden ist, die dem vom Motor angetriebenen Instrument Spül- und Kühlflüssigkeit zuführt.

Die Erfindung betrifft einen Kleinmotor für den Antrieb medizinischer instrumente, insbesondere für die Mikrochirurgie, mit einem zylindrischen Gehäuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Solche Kleinmotoren werden üblicherweise mit auswechselbaren Werkzeugen eingesetzt, beispielsweise in der Dentalmedizin und zur Knochenbearbeitung. Dabei ist es häufig üblich, den Motor in einem kreiszylindrischen Gehäuse unterzubringen, welches gleichzeitig als ίο Griffteil für das Werkzeug dient Dabei ergil t sich die Schwierigkeit, daß der Motor bei medizinischen Operationen oft über sehr lange Zeit betrieben werden muß und daher die in ihm erzeugte Wärme nicht in genügendem Umfange abstrahlen kann, insbesondere, wenn das Motorgehäuse als Handstück ausgebildet ist und somit von der Hand des Operateurs abgeschirmt wird

Es ist sowohl bei speziellen Chirurgiemotoren, aber auch bei anderen Elektromotoren, bekannt, das Gehäuse des Elektromotors dadurch zu kühlen, daß ein Kühlmittelstrom (Kühlluft, Kühlwasser) durch das Gehäuse hindurch- oder um das Gehäuse herumströmt (DE-AS 26 13 061, DE-AS 19 05 624, DE-AS 23 01 564. DE-AS 10 39 878 und DE-OS 16 13 014). Bei all diesen Konstruktionen sind die Kanäle für das Kühlmedium entweder im Innern des Gehäuses oder innerhalb des Motorgehäuses zwischen Gehäusewand und Stator angeordnet, d h. es ist in diesem Fall ein erheblicher konstruktiver Aufwand notwendig, um die Kühlmittelkanäle im Elektromotor unterzubringen. Dieser konstruktive Aufwand muß in jedem Falle getrieben werden, auch wenn für bestimmte Einsatzbereiche eine Kühlung des Motors nicht notwendig sein sollte.

Es ist weiterhin eine wasserdicht gekapselte elektrische Maschine bekannt, auf deren zylindrischen Gehäusemantel eine doppelwandige Hülse aufgeschrumpft oder aufgepreßt ist, die Ein- und Auslässe für ein Kühlmedium aufweist und das Motorgehäuse somit mittels eines durchflossenen Kühlmantels umgibt (DE-PS 7 20 551). Von einer elektrischen Maschine dieser Gattung wird im Oberbegriff des Anbruches 1 ausgegangen. Zwar ist die Herstellung des Kühlkanals in diesem Falle einfacher als bei den anderes Konstruktionen, bei denen die Kühlkanäle in den Elektromotor integriert sind, jedoch ist auch in diesem Falle die aufgeschrumpfte Kühlhülse unlösbar mit dem Motor verbunden und muß daher in jedem Falle vorgesehen werden, auch wenn nur bei bestimmten Betriebsarten des Motors eine Kühlung notwendig ist

Bei der Verwendung von Elektromotoren zum Antrieb medizinische/ Instrumente hängt es vom Anwendungsfall ab, ob eine zusätzliche Kühlung des Motors notwendig ist oder nicht. In den Fällen, in denen eine solche Kühlung entfallen kann, wäre es günstig, einen Motor ohne zusätzliche Kühlkanäle zu verwenden, da dadurch das Gesamtgewicht des Motors geringer wird, andererseits sollte es für andere Einsatzzwecke möglich sein, den Motor rasch und unkompliziert mit einer Kühlmöglichkeit auszustatten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Antriebsmotor für medizinische Instrumente so auszugestalten, daß er mit konstruktiv geringem Aufwand in einen mit Flüssigkeit mantelgekühlten Motor umgewandelt werden kann, wobei die Kühleinrichtung demontierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Kleinmotor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemä3 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Es ist bei dieser Konstruktion vorteilhaft, daß die