DE3405379C1 - Schädeltrepan - Google Patents

Description

• Aus der DE-OS 31 42343 ist bereits ein Schädelbohrer bekannt, der nach einmaliger Benutzung nicht wie derverwendet werden kann, da Bohrkörper und An- triebsorgan durch ein bei der Sterilisation zerfallendes Material zusammengehalten werden.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schädeltrepan der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß er nur für eine genau begrenzte Anzahl von Einsätzen verwendet werden kann, daß er aber nach der Zahl dieser Einsätze nicht mehr funktionsfähig ist, so daß eine Bedienungsperson gezwungen ist, dieses Instrument gegen ein neues auszutauschen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Schädeltrepan der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Der wesentliche Gedanke der vorliegenden Erfindung liegt also darin, die Relativbewegung zwischen der Antriebswelle und der;Druckste#lze zum^Weiterschalten eines Sperrorgans zu benutzen, das nach einer bestimmten Anzahl von Weiterschaltungen und der dadurch bedingten, schrittweise erfolgenden Verschiebung an einem Anschlag anliegt und dadurch eine Verschiebung des Hauptfräsers in Richtung auf die Antriebswelle und damit eine Kupplung dieser beiden Elemente verhindert. Wenn sich der Hauptfräser nicht mehr in das Gehäuse einschieben und mit der Antriebswelle kuppeln läßt, ist das Instrument nicht mehr funktionsfähig. Eine Bedienungsperson merkt dies beim Einsatz sofort und kann somit den Schädeltrepan austauschen, bevor durch die unvermeidlichen Abnützungserscheinungen Fehlfunktionen eintreten.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen Schädeltrepans sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Einen Schädeltrepan aus Kunststoffbauteilen kann man billig herstellen und leicht montieren, insbesondere dann, wenn die Teile durch Schnapp- und Rastverbindungen zusammensteckbar sind. Es ist dabei nicht notwendig, daß sich die Teile wieder voneinander lösen lassen, da der Schädeltrepan nach wenigen Einsätzen weggeworfen wird.
• Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt F i g. l eine Seitenansicht eines Schädeltrepans; Fig.2 eine vergrößerte Längsschnittansicht des Schädeltrepans nach F i g. 1; F i g. 3 eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht des Schädeltrepans der F i g. 2 mit eingekuppeltem Hauptfräser; F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 3 mit ausgekuppeltem Hauptfräser; F i g. 5 eine Draufsicht auf ein ringförmiges Sperrorgan mit abwechselnd nach innen und nach außen gebogenen Federzungen und F i g. 6 eine vergrößerte Teilschnittansicht des Sperrorgans der F i g 5.
• Der in der Zeichnung dargestellte Schädeltrepan weist eine Antriebswelle 1 mit einem Anschlußbolzen 3 auf, der mit abgeflachten Seitenflächen 2 versehen ist,-mit deren Hilfe sie drehfest mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb bekannter Bauart verbunden werden kann. Auf das freie Ende der Antriebswelle 1 ist ein hülsenförmiges Gehäuse 4 aufgeschoben, welches mit seiner Innenfläche dicht an der Umfangsseite der Antriebswelle 1 anliegt und über das freie Stirnende der Antriebswelle 1 vorsteht. Das Gehäuse 4 ist auf der Antriebswelle 1 frei drehbar und in axialer Richtung durch einen Rastvorsprung 6 an ihrem antriebsseitigen Ende gesichert, der hinter einer Raste 7 an der Außen- seite der Antriebswelle in eine Rastausnehmung 8 in der Außenwand der Antriebswelle elastisch eingreift. Der Rastvorsprung 6 und die Raste 7 sind jeweils mit Gleitflächen 9 bzw. 10 versehen, so daß das Gehäuse 4 auf die Antriebswelle 1 in die in F i g. 2 dargestellte eingerastete Stellung aufgeschoben werden kann. Eine Lösung aus dieser aufgeschobenen Position ist jedoch nicht möglich, da diese durch das Anschlagen des Rastvorsprunges 6 an der Raste 7 verhindert wird.
• Die Antriebswelle 1 weist eine als Sacklochbohrung ausgeführte Längsbohrung 11 auf, die zum Anschlußbolzen 3 hin verschlossen ist. In dieser Längsbohrung 11 ist in axialer Richtung verschieblich eine Druckstelze 12 gelagert, die mit ihrem freien, konvergierenden Ende 13 aus der Längsbohrung 11 hervorsteht. Auf dem gegen--übei~liegenden Ende 14 der Druckstelze 12 stützt sich an dieser eine in der Längsbohrung 11 angeordnete Druckfeder 15 ab, deren anderes Ende an dem geschlossenen Ende der Längsbohrung 11 anliegt. Die Druckstelze 12 trägt an ihrem der Druckfeder benachbarten Ende nach außen weisende Rasten 16, die in Längsschlitze 17 in der Innenwand der Längsbohrung 11 eingreifen und somit die Druckstelze drehfest mit der Antriebswelle verbinden und sie außerdem in ihrer axialen Verschiebbarkeit in der Längsbohrung begrenzen. Die Rasten 16 weisen Gleitflächen 18 auf, so daß die Druckstelze von dem offenen Ende der Längsbohrung 11 her an diese eingeschoben werden kann, wobei die Rasten 16 elastisch nach innen gebogen werden. Erst beim Erreichen der Endlage schnappen die Rasten 16 elastisch in die Längsschlitze 17 und fixieren nunmehr unlösbar die Druckstelze 12 in der Längsbohrung 11.
• Das Gehäuse 4 trägt an seinem freien Ende einen ringförmigen Hilfsfräser 19 mit einer stirnseitigen Schneide 20, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
• ~Der Hilfsfräser 19 besteht üblicherweise aus Stahl, während das Gehäuse ebenfalls wie die Druckstelze vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden. Der Hilfsfräser kann mit dem Gehäuse verklebt sein, eine dauerhafte Verbindung läßt sich beispielsweise auch durch Anspritzen des Gehäuses an den Hilfsfräser oder ähnliche.dem Fachmann geläufige Herstellungsarten erreichen.
• - Im Innern des Hilfsfräsers 19 ist ein über diesen hervorstehender Hauptfräser 21 angeordnet, der an seinem der Druckstelze zugewandten Ende in einen Schaft aus Kunststoff eingebettet ist. Der Hauptfräser besteht ebenso wie der Hilfsfräser aus Stahl. Der Schaft 22 weist radial vorstehende Mitnehmer 23 auf, die in Längsschlitze 24 in der Innenwand des Hilfsfräsers 19 eingreifen und somit eine Drehverbindung zwischen Hauptfräser und Hilfsfräser herstellen, eine axiale Verschiebbarkeit des Hauptfräsers gegenüber dem Hilfsfräser aber über einen durch die Länge der Längsschlitze 24 bestimmten Verschiebeweg nicht behindern.
• Der Schaft 22 ist auf seiner der Druckstelze zugewandten Seite mit einer konischen Mulde 25 versehen, in welche das konvergierende Ende 13 der Druckstelze eintaucht. Unter der Wirkung der Druckfeder 15 verschiebt die Druckstelze den Hauptfräser aus dem Gehäuse 4 heraus, bis die Mitnehmer 23 an den Enden der Längsschlitze 24 anliegen.
• Die Stirnseite 26 der Antriebswelle 1 und die ihr gegenüberliegende Stirnseite 27 des Schaftes 22 tragen Axialkupplungselemente 28 bzw. 29, die eine Drehbewegung mit dem Schaft und damit dem Hauptfräser und der Antriebswelle herstellen, wenn der Hauptfräser ent--gegen der Wirkung der Druckfeder 15 axial in das Innere des Gehäuses 4 eingeschoben wird. Ein solches Einschieben erfolgt, wenn der Hauptfräser auf der zu durchbohrenden Schädeldecke aufsitzt und der Schädeltrepan gegen die Schädeldecke gedrückt wird. Sobald die Schädeldecke durchbohrt ist, entfällt diese den Hauptfräser in das Gehäuseinnere verschiebende Kraft, so daß der Hauptfräser unter der Wirkung der Druckfeder 15 aus dem Gehäuse herausgeschoben wird; dabei wird die Drehverbindung zwischen Antriebswelle und Schaft wieder gelöst, d. h. die Antriebswelle dreht sich dann zusammen mit der Druckstelze und der Druckfeder weiter, ohne den Hauptfräser, den Hilfsfräser und das Gehäuse mitzunehmen. Zwischen der Innenwand 30 der Längsbohrung 11 und der Außenwand 31 der Druckstelze 12 befindet sich ein Ringraum 32. Sowohl in der Innenwand 30 als auch in der Außenwand 31 sind jeweils eine Anzahl von Rastausnehmungen 33 bzw. 34 angeordnet, die im Querschnitt sägezahnförmig geformt sind, so daß jede Rastausnehmung eine radial verlaufende Anschlagfläche 35 und eine schrägverlaufende Gleitfläche 36 aufweist. Die Gleitflächen 36 der Rastausnehmungen 33 und 34 liegen jeweils am selben Ende der Rastausnehmungen, im dargestellten Ausführungsbeispiel an der dem Hauptfräser abgewandten Seite der Rastausnehmungen.
• In dem Ringraum 32 ist ein ringförmiges Sperrorgan 37 aus Federstahl angeordnet, das an einem Ende eine größere Anzahl von abwechselnd nach innen und nach außen abgebogenen Rastnasen 38 bzw. 39 trägt. Die nach innen abgebogenen Rastnasen 38 können federnd in Rastausnehmungen 34 in der Außenwand 31 der Druckstelze eintauchen, die nach außen abgebogenen Rastnasen federnd in Rastausnehmungen 33 in der Innenwand 30 der Längsbohrung 11. Dabei entspricht die Richtung dieser Rastnasen im wesentlichen der Neigung der Gleitflächen 36.
• Der Abstand benachbarter Rastausnehmungen 33 oder 34 entspricht etwa dem Verschiebeweg der Druckstelze, den diese von der ausgekuppelten Stellung des Hauptfräsers bis zu der eingekuppelten Stellung des Hauptfräsers erfährt, dieser Abstand ist jedoch in der Regel geringfügig kleiner. Außerdem ist der Abstand der Rastausnehmungen 33 untereinander gleich dem Abstand der Rastausnehmungen 34 untereinander.
• Der Ringraum 32 wird an einem Ende durch einen Boden 40 begrenzt, der einen Anschlag für das den Rastnasen 38 und 39 gegenüberliegende Ende des Sperrorganes 37 bildet. Die Abmessungen sind dabei so gewählt, daß das Sperrorgan beim Anschlag an den Boden 40, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von der Antriebswelle gebildet wird, mit ihrer Rastnase in der letzten Rastausnehmung 34 in der Druckstelze liegt, so daß dadurch eine Verschiebung der Druckstelze entgegen der Kraftwirkung der Druckfeder 15 verhindert wird.
• Die Funktionsweise des Sperrorgans 37 wird im folgenden anhand der Darstellungen in den Fig. 3 und 4 näher erläutert Beim Einführen der Druckstelze in die Längsbohrung 11 wird das Sperrorgan 37 so um die Druckstelze gelegt, daß die inneren Rastnasen 38 in die erste Rastausnehmung 34 eintauchen. Beim Einschieben der Druckstelze gelangt das Sperrorgan in den Ringraum 32, und die äußeren Rastnasen 38 schnappen in die erste Rastausnehmung 33 in der Antriebswelle ein. Danach befindet sich das Sperrorgan in der in F i g. 2 dargestellten Position, d. h. sowohl die inneren als auch die äußeren Rastnasen ragen jeweils in die erste Rastausnehmung in der Druckstelze bzw. in der Antriebswelle hinein.
• Beim ersten Einsatz wird der Hauptfräser zur Herstellung einer Drehverbindung gegen die Antriebswelle verschoben; dabei wird gleichzeitig auch die Druckstelze gegen die Wirkung der Druckfeder 15 in die Längsbohrung 11 hineingedrückt. Da die inneren Rastnasen 38 an den Anschlagflächen 35 der inneren Rastausnehmungen anliegen, wird das Sperrorgan mitgenommen, wobei die äußeren Rastnasen 39 an den Gleitflächen 36 der äußeren Rastausnehmungen 33 entlang aus diesen äußeren Rastausnehmungen herausgleiten und schließlich in die nächste Rastausnehmung schnappen, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist. Sobald die Durchbohrung des Schädels abgeschlossen ist, verschiebt die Druckfeder 15 über die Druckstelze den Hauptfräser wieder in die ausgekuppelte Stellung. Bei dieser Verschiebung der Druckstelze kann das Sperrorgan 37 von der Druckstelze nicht mitgenommen werden, da die äußeren Rastnasen 39 an den Anschlagflächen 35 der äußeren Rastausnehmungen 33 anliegen. Es gleiten daher die inneren Rastnasen 38 an den Gleitflächen 36 der inneren Rastausnehmungen aus diesen heraus und schnappen schließlich elastisch in die nachfolgende innere Rastausnehmung 34 ein. Danach befinden sich sowohl die inneren als auch die äußeren Rastnasen jeweils in der zweiten Rastausnehmung, d. h. das Sperrorgan hat sich nach dem einmaligen Einschieben und wieder Herausschieben der Druckstelze von den ersten Rastausnehmungen in die darauffolgenden zweiten Rastausnehmungen verlagert. Diese Verlagerung erfolgt nun bei jedem Ein-und Ausschieben der Druckstelze, bis das Sperrorgan schließlich am Boden 40 des Ringraumes 32 anliegt. In dieser Position ist ein weiteres Verschieben des Sperrorgans nicht mehr möglich, und daher verhindern die inneren Rastnasen 38, die an der Anschlagfläche 35 der inneren Rastausnehmungen 34 anliegen, ein erneutes Einschieben der Druckstelze in die Längsbohrung 11, d. h. eine Kupplung des Hauptfräsers mit der Antriebswelle ist nicht mehr möglich.
• Auf diese Weise wird der Schädeltrepan nach einer .bestimmten Anzahl von Einsätzen, bei denen der Hauptfräser jeweils einmal eingekuppelt und wieder einmal ausgekuppelt worden ist, funktionsunfähig. Eine Wiederinbetriebnahme ist nicht möglich, da das Sperrorgan nicht mehr in seine Ausgangslage zurückgeschoben werden kann. Ein Weiterarbeiten ist daher nur mit einem neuen Schädeltrepan möglich.
• Das Sperrorgan ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig und trägt eine Vielzahl von als Rastnasen ausgebildeten Federzungen. Es wäre auch möglich, Sperrorgane zu verwenden, die nur in einem sehr begrenzten Umfangsbereich wirksam sind und die jeweils nur eine innere und eine äußere Rastnase aufweisen.
• Besonders vorteilhaft läßt sich diese Begrenzung der Zahl der Einsätze bei Instrumenten einsetzen, die weitgehend aus Kunststoff gefertigt sind, selbstverständlich kann jedoch eine solche Begrenzung auch bei Metallinstrumenten verwendet werden. Beispielsweise kann durch diese Begrenzung sichergestellt werden, daß immer nach einer bestimmten Zahl von Einsätzen ein Nachschärfen der Schneiden erfolgen muß.
• Grundsätzlich läßt sich die hier anhand eines Schädeltrepans beschriebene Begrenzung auch bei anderen Instrumenten einsetzen, bei denen die zwei Teile wiederholt hin- und hergehend gegeneinander verschoben werden. Die beschriebene Begrenzungseinrichtung ist somit nicht ausschließlich auf Schädeltrepane begrenzt.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Schädeltrepan mit einer mit einem Antrieb verbindbaren Antriebswelle, mit einem die Antriebswelle überfangenden und drehbar auf dieser gelagerten, an seinem freien Ende einen ringförmigen Hilfsfräser tragenden, hülsenförmigen Gehäuse, mit einem in der Verlängerung der Antriebswelle im Inneren des Gehäuses axial verschieblich gelagerten, über den Hilfsfräser hervorstehenden Hauptfräser, der mittels eines über seinen Umfang vorstehenden, in einer Ausnehmung auf der Innenseite des Gehäuses eingreifenden Mitnehmers drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, mit einer den Hauptfräser in axialer Richtung von der Antriebswelle wegdrükkenden Druckfeder, die sich einerseits an der Antriebswelle und andererseits an einer in einer Längsbohrung der Antriebswelle verschieblich gelagerten, am Hauptfräser anliegenden Druckstelze abstützt, und mit Kupplungselementen an den Stirnseiten der Antriebswelle und an der gegenüberliegenden Stirnseite des Hauptfräsers zur drehfesten Kupplung des Hauptfräsers und der Antriebswelle durch Formschluß beim axialen Andrücken des Hauptfräsers an die Antriebswelle, dadurch gekennzeichn e t, daß in der Innenwand (30) der Längsbohrung (11) in der Antriebswelle (1) und in der Außenwand (31) der Druckstelze (12) jeweils eine Reihe von Rastausnehmungen (34,33) mit je einer Anschlagfläche (35) und je einer Gleitfläche (36) angeordnet sind, wobei der Abstand der Rastausnehmungen (33, 34) untereinander in beiden Reihen gleich und kleiner als der Verschiebeweg der Druckstelze (12) beim Ein- und Auskuppeln des Hauptfräsers (21) ist und die Gleitflächen (36) in beiden Reihen am selben Ende der Rastausnehmungen (33, 34) liegen, daß in einem Zwischenraum (32) zwischen der Innenwand (30), der Längsbohrung (lot) und der Außenwand (31) der Druckstelze (12) ein Sperrorgan (37) mit zwei federnden Rastnasen (38,39) angeordnet ist, von denen eine in einer Rastausnehmung (33) in der Innenwand (30) der Längsbohrung (11) und die andere in eine Rastausnehmung (34) in der Außenwand (31) der Druckstelze (12) federnd eingreift, daß die Rastnasen (38, 39) beim Verschieben des Sperrorgans (37) in einer axialen Richtung an den Gleitflächen (36) aufgleiten und federnd aus der jeweiligen Rastausnehmung (33, 34) herausgehoben werden, während sie beim Verschieben des Sperrorgans (37) in der entgegengesetzten Richtung an den Anschlagflächen (35) der Rastausnehmung (33, 34) anliegen, und eine weitere Verschiebung des Sperrorgans (37) verhindern, und daß ein Anschlag für das Sperrorgan (37) vorgesehen ist, der die Verschiebung des Sperrorgans (37) nur längs einer begrenzten Anzahl von Rastausnehmungen (33,34) zuläßt 2. Schädeltrepan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastausnehmungen (33,34) im Querschnitt sägezahnförmig ausgebildet sind.

   3. Schädeltrepan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastausnehmungen (33,34) Umfangsnuten sind, die sich zumindest über einen Teil des Gesamtumfanges erstrecken.

   4. Schädeltrepan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (37) in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd mehrere Rastnasen (38, 39) für die Rastausnehmungen (34) der Druckstelze (12) und die Rastausnehmungen (33) der Längsbohrung (11) aufweist.

   5. Schädeltrepan nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (37) ein die Druckstelze (12) umgebender Ring ist, der abwechselnd nach innen und nach außen gebogene Federzungen trägt, die die Rastnasen (38,39) bilden.

   6. Schädeltrepan nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (37) aus Federstahl besteht.

   7. Schädeltrepan nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (1) das Gehäuse (4) und die Druckstelze (12) aus Kunststoff bestehen.

   8. Schädeltrepan nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptfräser (21) in einen Kunststoffschaft (22) eingebettet ist, an dem die Druckstelze (12) anliegt.

   9. Schädeltrepan nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstelze (12) durch in Längsschlitze (17) in der Innenwand (30) der Längsbohrung (11) elastisch einschnappende Rasten (16) unverlierbar in der Antriebswelle (t) gehalten ist.

   10. Schädeltrepan nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mittels eines elastischen Rastvorsprungs (6), der einen Vorsprung auf der Außenwand der Antriebswelle (1) hintergreift, in axialer Richtung gegenüber der Antriebswelle (i) festgelegt ist.

   Die Erfindung betrifft einen Schädeltrepan mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

   Schädeltrepane dieser Art sind beispielsweise aus der DE-PS 29 16 221 bekannt Sie haben einen zentralen Hauptfräser und einen diesen umgebenden, zurückgesetzten Hilfsfräser, die gemeinsam ein stufenförmiges Loch in die Schädeldecke eines Patienten bohren können. Der Hilfsfräser ist dabei axial verschieblich in einem Gehäuse gelagert und wird beim Eindrücken in das Gehäuse mit einer Antriebswelle gekuppelt, so daß der Hauptfräser nur angetrieben wird, wenn er gegen eine zu durchbohrende Fläche gedrückt wird. Beim Durchbohren der Schädeldecke wird also die Drehverbindung zur Antriebswelle automatisch gelöst Mit dem Hauptfräser ist der Hilfsfräser drehfest aber axial verschieblich verbunden.

   Bei diesen Instrumenten handelt es sich um hochwertige Präzisionsinstrumente, die bisher in Regel aus Stahl gefertigt worden sind. Es besteht eine verstärkte Tendenz, auch komplizierte chirurgische Instrumente dieser Art aus wesentlich billigeren Kunststoffbauteilen aufzubauen, jedoch ergeben sich dabei erhebliche Probleme, da die Formstabilität von Kunststoff wesentlich geringer ist als die von Stahl. Wenn man beispielsweise bei einem Schädeltrepan die wesentlichen Bauteile mit Ausnahme der Fräser selbst aus Kunststoff fertigt, ergeben sich bereits nach wenigen Bohrvorgängen Verschleißerscheinungen, z. B. im Bereich der Kupplung zwischen Hilfsfräser und Antriebswelle, die ein zuverlässiges Arbeiten des Schädeltrepans in Frage stellen Es ist daher notwendig, solche Instrumente nach wenigen Einsätzen wegzuwerfen.