DE69726871T2

DE69726871T2 - Griff für chirurgische schneidwerzeuge

Info

Publication number: DE69726871T2
Application number: DE69726871T
Authority: DE
Inventors: G. James WALEN
Original assignee: Stryker Corp
Current assignee: Stryker Corp
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2017-08-02
Also published as: US5888200A; EP1407717A2; US6045564A; US5941891A; EP0923346B1; WO1998005261A3; EP0923346A2; EP1407717A3; WO1998005261A2; DE69726871D1; JP2000515782A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein chirurgisches Werkzeugsystem und insbesondere auf ein chirurgisches Werkzeugsystem mit einer Anzahl untereinander austauschbarer Komponenten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In der modernen Chirurgie ist das chirurgische Elektrowerkzeug eines der wichtigsten Instrumente für das medizinische Personal. In der Regel umfasst dieses Werkzeug ein Griffteil eines bestimmten Typs, in dem ein Motor untergebracht ist. Am Griffteil ist ein Schneidzubehör befestigt, das für die chirurgische Anwendung im Operationsfeld an einem Patienten konzipiert ist, um eine spezifische, medizinische Aufgabe zu erfüllen. Beispielsweise sind einige chirurgische Elektrowerkzeuge mit Bohrern oder Fräsern zum Schneiden von Löchern in hartes Gewebe oder zur selektiven Entfernung des harten Gewebes ausgerüstet. Wieder andere chirurgische Elektrowerkzeuge sind mit Sägeblättern als Schneidzubehör ausgestattet. Diese Geräte werden zur Abtrennung großer Abschnitte von hartem und weichem Gewebe verwendet. Die Möglichkeit zum Einsatz von chirurgischen Elektrowerkzeugen am Patienten hat die physische Belastung für den Arzt und anderes Personal bei der Durchführung von medizinischen Eingriffen am Patienten verringert. Des Weiteren können die meisten chirurgischen Eingriffe mit chirurgischen Elektrowerkzeugen schneller und präziser durchgeführt werden als mit den früher verwendeten manuellen Entsprechungen.
Obwohl chirurgische Elektrowerkzeuge sowohl für die Patienten als auch für das medizinische Personal eine Hilfe darstellen, sind sie dennoch nicht frei von manchen Nachteilen. Ein Problem bei manchen chirurgischen Werkzeugen besteht darin, dass das Griffteil und das dazu gehörende Instrument zu einer einzigen, dauerhaft mon tierten Einheit zusammengebaut sind. Aus diesem Grund kann, wenn es bei einem bestimmten chirurgischen Eingriff erforderlich ist, zunächst ein Loch in den Knochen zu bohren und anschließend einen länglichen Schlitz durch den Knochen zu schneiden, der Arzt zwei verschiedene Werkzeuge, jeweils mit eigenem Schneidzubehör, benötigen. Außerdem kann der Arzt für bestimmte Aufgaben während des Eingriffs ein Werkzeug mit einem Kopf zu benutzen wünschen, der im Wesentlichen an der Achse des Griffteils gerade ausgerichtet ist. Für andere Aufgaben während des gleichen Eingriffs könnte der Arzt ein Werkzeug mit einem Kopf zu benützen wünschen, der in einem bestimmten Winkel zum Griffteil angeordnet ist. Ein Vorteil beim Einsatz dieser Werkzeuge besteht darin, dass sie die Sicht auf das Operationsfeld nicht in dem Maße einschränken, wie das bei Werkzeugen mit gerader Ausrichtung der Fall ist.
Es gab Versuche, chirurgische Elektrowerkzeug-Systeme bereitzustellen, bei denen eine gewisse Austauschbarkeit der Instrumente, die mit dem Werkzeug eingesetzt werden, gewährleistet ist. Siehe beispielsweise US-Patente Nr. 3 827 149 und 4 515 564. Üblicherweise enthalten diese Werkzeuge ein einziges Griffteil, das mit einer Kupplungseinheit ausgerüstet ist, auf der eine Reihe verschiedener chirurgischer Schneidzubehörteile befestigt werden können. Diese Systeme ermöglichen dem Arzt, der den Patienten operiert, das mit dem Griffteil benutzte Schneidzubehör entsprechend dem Fortschritt des chirurgischen Eingriffs auszutauschen. Ein Vorteil dieser Systeme besteht darin, dass sie die Anzahl an Griffteilen, die mit dem chirurgischen Besteck bereitgestellt werden müssen, erheblich reduzieren.
In jüngster Zeit gab es Versuche, den Nutzen der Griffteile durch das Bereitstellen zusätzlicher Halterungen zu erweitern. Eine Halterung dient als Kopf des Griffteils, an dem das Schneidzubehör befestigt wird. Manche Halterungen verfügen über verschiedene Arten von Verbindungsteilen, die die Antriebskraft vom Motor im Griffteil auf das Schneidzubehör übertragen. Manche Halterungen bieten beispielsweise eine Verlängerung für die Griffteile. Wieder andere Halterungen funktionieren als Schrägwinkel-Einheiten. Diese Halterungen führen das entsprechende Schneidzubehör in einem bestimmten Winkel von der Achse des Griffteils weg und können dem Chirurgen somit eine alternative Sicht auf das Operationsfeld bieten. Noch andere Halterungen übertragen die Rotorbewegung des Motors im Griffteil entweder in eine Hin- und Herbewegung oder eine Schwingbewegung. Diese Halterungen bieten die Möglichkeit, Sägeblätter an Griffteilen zu befestigen, die normalerweise in Kombination mit rotierendem Schneidzubehör verwendet werden. Die Entwicklung von Halterungen hat den Nutzen grundlegender chirurgischer Griffteile erheblich erweitert.
Obwohl sich die aktuellen chirurgischen Mehrfachwerkzeug-Systeme bei der Reduzierung der Anzahl an Werkzeugen, die für die Arbeit an einem einzelnen Patienten erforderlich sind, als nützlich erwiesen haben, weisen sie dennoch einige Nachteile auf. Viele aktuelle chirurgische Werkzeugsysteme sind so konzipiert, dass die einzelnen Elemente, die das Werkzeug bilden, das Griffteil und das Zubehör, durch ein Gewinde miteinander verbunden werden müssen. Um bei einigen dieser Systeme eine korrekte Kupplung zu gewährleisten, muss das medizinische Personal für das Werkzeug einen Schraubenschlüssel zu Hilfe nehmen, um das Drehmoment zu gewährleisten, das erforderlich ist, um die Elemente zunächst miteinander zu verbinden und um sie zu einem späteren Zeitpunkt wieder auseinander zu nehmen.
Wenn das Griffteil außerdem zusätzlich zum Schneidzubehör mit einer Halterung ausgerüstet ist, muss sich das medizinische Personal zumindest die Zeit nehmen, zu bestimmen, welche Komponente, das Schneidzubehör oder die Halterung, vom Griffteil abgenommen werden muss. Müssen zudem sowohl Schneidzubehör als auch Halterung ersetzt werden müssen, muss Zeit aufgewandt werden, um die Arretierungsmechanismen, die diese beiden Komponenten am Griffteil halten, zu lösen und wieder festzustellen. Der Schaft, der im US-Patent Nr. 5 421 682 beschrieben wird, muss zum Beispiel korrekt ausgerichtet werden. Zumindest erhöht die Zeit, die das medizinische Personal zur Durchführung dieser Kupplungs- und Entkupplungsaufgaben aufwenden muss, die Zeitspanne, die zur Durchführung des chirurgischen Eingriffs benötigt wird. Die Zeit, die zur Durchführung dieser Aufgaben erforderlich ist, verlängert jedoch die Zeitspanne für die Durchführung des chirurgi schen Eingriffs. Infolgedessen verlängert sich die Zeitspanne, in der das Operationsfeld geöffnet und einer Infektion ausgesetzt ist, und ebenso die Zeitspanne, die der Patient unter Narkose verbringen muss. Des Weiteren gibt es Momente, in denen die Zeit, während der das medizinische Personal seine Aufmerksamkeit dem Werkzeug widmet und nicht mit dem Patienten, möglicherweise negative Auswirkungen auf das Wohlbefinden des Patienten haben kann.
Damit diese austauschbaren Elektrowerkzeuge einwandfrei konzipiert sind, sollten sie zudem idealerweise mit einer Art Arretierungsmechanismus ausgerüstet sein, um die Funktion des Werkzeugs zu unterbinden, falls das Instrument nicht richtig befestigt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Mehrzweck-Elektrowerkzeug-System, welches das medizinische Personal in die Lage versetzt, verschiedene chirurgische Schneidzubehörteile und Halterungen einfach und schnell an einem einzelnen Griffteil zu befestigen. Ein weiteres Merkmal des chirurgischen Werkzeugsystems gemäß dieser Erfindung besteht darin, dass es den Betrieb des Werkzeugs automatisch unterbindet, falls das Zubehör nicht korrekt am Griffteil befestigt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere in den Ansprüchen beschrieben. Die oben angeführten sowie weitere Merkmale der Erfindung sind unter Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen, wobei:
1 eine Aufsicht der grundlegenden Komponenten des chirurgischen Werkzeugsystems dieser Erfindung ist, wobei die Komponenten montiert sind, um ein Werkzeug zu bilden;
2 eine Aufsicht auf die Komponenten aus 1 ist, wobei die Komponenten teilweise voneinander demontiert dargestellt werden;
3 ein Querschnitt der Komponenten aus 1 ist, in dem die Komponenten in montiertem, betriebsbereitem Zustand dargestellt werden;
4 eine Explosionsansicht der innen liegenden Komponenten ist, welche die Kupplungseinheit des Griffteils bilden;
5 eine Explosionsansicht der außen liegenden Komponenten ist, welche die Kupplungseinheit bilden;
6A und 6B jeweils eine Perspektiv- bzw. Querschnittsansicht der Rotorwelle sind;
7 eine Detailansicht der Hülsenummantelung ist;
8A und 8B jeweils eine Perspektiv- bzw. Querschnittsansicht der Hülse sind;
9 eine Detailansicht des Hülsenrings ist;
10A und 10B jeweils eine Detail- bzw. eine Querschnittsansicht des hinteren Bohrgehäuses sind;
11 die Beziehung zwischen Betätigungsring und Blattfeder darstellt;
12 eine Detailansicht der Außenseite des Halterungsgehäuses ist;
13A und 13B jeweils eine Detail- bzw. eine Querschnittsansicht des Schafts eines chirurgischen Instruments des chirurgischen Werkzeugsystems gemäß dieser Erfindung sind;
14A und 14B jeweils Querschnittsansichten sind, aus denen die Beziehung des Betätigungsringes und der Arretierungs-Blattfeder zum Halterungsgehäuse hervorgeht, wenn sich der Betätigungsring in arretiertem bzw. nicht-arretiertem Zustand befindet;
15A, 15B und 15C Querschnittsansichten des chirurgischen Werkzeugsystems gemäß dieser Erfindung sind, wenn jeweils das Griffteil in Betrieb, das Schneidzubehör geladen und die Halterung freigegeben sind;
16 eine Querschnittsansicht der Halterung ist, die am Griffteil befestigt ist; und
17 eine Perspektivansicht ist, in der dargestellt ist, wie das chirurgische Werkzeugsystem gemäß dieser Erfindung mit einer abgewinkelten Halterung eingesetzt werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In den 1–3 sind die grundlegenden Komponenten eines chirurgischen Werkzeugsystems 20 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das System 20 umfasst ein Griffteil 22, in dem ein Motor 24 untergebracht ist. Der Motor 24 wird durch Strom betrieben, der dem Griffteil 22 über ein Kabel 21 zugeführt wird, das abnehmbar an der Unterseite oder dem hinteren Ende 25 des Griffteils angeschlossen ist. Ein chirurgisches Schneidzubehör 26 wird am Kopfende 27 des Griffteils 22, am entgegengesetzten Ende des hinteren Endes 25, befestigt, um sich in Übereinstimmung mit dem Motor 24 zu drehen. Das dargestellte Schneidzubehör 26 ist ein Fräser mit einem kugelförmigen Kopf 30 mit Schneidflächen, die so geformt sind, dass sie die Entfernung von hartem Gewebe erleichtern. Das Schneidzubehör 26 umfasst außerdem einen länglichen, zylindrischen Schaft 32, an dem der Kopf 30 befestigt ist. Der Schaft 32 ist das eigentliche Teil des Schneidzubehörs 26, das an den Motor 24 gekoppelt ist.
Das chirurgische Werkzeugsystem 20 beinhaltet außerdem eine Halterung 34, die ebenfalls am Kopfende 27 des Griffteils 22 befestigt ist. Die Halterung 34 umfasst ein Halterungsgehäuse 36. Das Halterungsgehäuse 36 ist das Teil der Halterung 34, welches physisch am Griffteil 22 befestigt ist. Eine Halterungsmuffe 38 ist fest mit dem Kopfende, das einen geringen Durchmesser aufweist, des Halterungsgehäuses 36 verbunden. Wie im Folgenden beschrieben wird, verfügen Halterungsgehäuse 36 und Halterungsmuffe 38 über eine Bohrung 40. In der Bohrung 40 befindet sich der Schaft 32 des Schneidzubehörs 26, der durch die Halterung 34 verläuft. Wenn das chirurgische Werkzeugsystem 20 in Betrieb ist, liegt der Zubehörschaft 32 infolge der Lasten, die auf das Schneidzubehör 26 wirken, auf den Halterungslagern 267 in der Muffe 38 auf. Die Halterung 34 bietet also die physische Stütze für das Schneidzube hör 26, um zu verhindern, dass sich der Zubehörschaft 32 unter erheblichen Lasten durchbiegt.
Das Griffteil 22 verfügt über eine muffenähnliche Außenhülle 42, in der der Motor 24 und andere Komponenten des Griffteils untergebracht sind. Ein hinteres Bohrgehäuse 44 ist über die Vorderseite der Hülle 42 derart aufgebracht, dass es sich davon ausgehend nach vorne erstreckt. (Im Folgenden ist unter "nach ... vorne" der Vektor zu verstehen, der vom hinteren Ende 25 zum Kopfende 27 des Griffteils 22 verläuft). Das hintere Bohrgehäuse 44 weist einen geringeren Durchmesser auf als die Hülle 42, so dass die Befestigung der Halterung 34 auf dem hinteren Bohrgehäuse 44 erleichtert wird. Eine im hinteren Bohrgehäuse 44 angeordnete Blattfedereinheit 46 befestigt das Halterungsgehäuse 36 abnehmbar am Griffteil 22. Der Schaft 32 des Schneidzubehörs 26, mit dem das Griffteil 22 verwendet wird, ist mit einem Arretierungsabschnitt 48 mit einem reduzierten Durchmesser in der Nähe des dicken Endes ausgestattet. Wie im Folgenden beschrieben wird, erleichtert der Arretierungsabschnitt 48 die Arretierung des Schneidzubehörs am Griffteil-Motor 24 mittels einer Hülse 50 (4). Ein Betätigungsring 52, der über das hintere Bohrgehäuse 44 geschoben wird, steuert sowohl das Einsetzen als auch das Abnehmen des Schneidzubehörs 26 am und vom Griffteil 22 sowie die Arretierung und Freigabe der Halterung 34 am Griffteil.
Der Systemmotor 24, der nun unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben wird, beinhaltet einen muffenähnlichen Satz Wicklungen 54, die in die Griffteil-Hülle 42 eingebaut sind, so dass sie an den Innenwänden der Hülle anliegen. Der Motor 24 enthält zudem eine Rotorwelle 60, die in den 6A und 6B dargestellt ist und die sich von der Mitte der Wicklungen 54 nach außen erstreckt. Die Welle 60 enthält eine verlängerte Spindel 62, die im Sockel der Außenhülle 42 sitzt. Ein Satz Magnete 53 ist an der Schaftspindel 62 befestigt, um die erforderliche Magnetisierung für die Drehung der Rotorwelle 60 zu gewährleisten. Eine Muffe mit offenem Ende 59 ist um die Magnete 53 herum angeordnet. Bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist der Motor 24 ein bürstenloser Hall-loser Gleichstrommotor mit drei unterschiedlichen Wicklungen, die selektiv mit Strom versorgt werden, um die Rotation der Magnete 53 und der Rotorwelle 60 zu verursachen.
Ein integraler Bestandteil der Schaftspindel 62 ist ein Schaftkopf 66, der einen größeren Durchmesser aufweist als die Spindel. Der Schaftkopf 66 ist derart geformt, dass er eine Bohrung mit mehreren Abschnitten bildet, wobei eine äußere Bohrung 68 einen größeren Durchmesser und eine innere Bohrung 70 einen kleineren Durchmesser aufweist. An der Außenseite der inneren Bohrung 70 ist ein Gewinde (nicht abgebildet vorgesehen, dessen Zweck im Folgenden noch erläutert wird. Eine erste, konisch nach innen verlaufende Senkung 71 ist zwischen dem Schaftende und dem Bohrungsabschnitt mit dem großen Durchmesser 68 angeordnet. Eine zweite konisch nach innen verlaufende Senkung 72 ist zwischen den Bohrungsabschnitten 68 und 70 angeordnet.
Der Schaftkopf 66 ist zudem so geformt, dass das vordere Ende eine nach innen abgestufte Oberfläche 73 aufweist, die einen geringeren Durchmesser aufweist als der restliche Kopf. Wie am besten aus 3 ersichtlich ist, ist das vordere Ende der Rotorwelle 60 über eine Lagereinheit 76 drehbar mit der Gehäusehülle 42 verbunden, die über die abgestufte Oberfläche 73 eingepasst wird. Der äußere Ring der Lagereinheit 76 ist lose in die Innenwand eines Teils der Gehäusehülle eingepasst, die einen Bohransatz 78 darstellt. Das hintere Ende der Rotorwelle ist über eine zweite Lagereinheit 77 mit der Gehäusehülle 42 verbunden. Die Lagereinheit 77 ist im hinteren Lagergehäuse 79 eingepasst, das sich im hinteren Ende 25 der Außenhülle befindet.
Eine Hülsenummantelung 80 ist derart an die Rotorwelle 60 gekoppelt, dass diese sich in Gleichlauf mit dem Schaft dreht, wie in den 4 und 7 dargestellt. Die Hülsenummantelung 80 besteht aus einem einzigen Metallstück und ist als längliche, zylindrische Spindel 82 ausgeformt. Die Hülsenummantelung 82 befindet sich teilweise in bzw. erstreckt sich teilweise über die äußere Bohrung des Rotorwellenkopfs 68 hinaus. Ein Befestigungszapfen mit Gewinde 84 erstreckt sich entlang einer Rück wärtsachse vom Ende der Hülsenummantelungspindel 82. Der Befestigungszapfen 84 ist mit einem Gewinde in der inneren Bohrung des Rotorwellenkopfes 70 befestigt, um die Hülsenummantelung 80 an der Rotorwelle 60 zu befestigen. In anderen Ausführungen der Erfindung kann der Befestigungszapfen 84 durch Presspassung in einer Bohrung der Rotorwelle 60 befestigt werden.
Die Hülsenummantelung 80 umfasst zudem einen starren Hauptkörper 88, der einen integralen Bestandteil des vorderen Spindelendes 82 bildet, das sich von der Rotorwelle 60 weg erstreckt. Der Hauptkörper 88 weist einen größeren Durchmesser auf als die Spindel 82. Drei beabstandet voneinander angeordnete Arme 90 erstrecken sich vom äußeren Umfang des Hauptkörpers der Hülsenummantelung nach außen entlang Achsen, die parallel zur Mittelachse der Hülsenummantelung 80 verlaufen. Jeder Arm 90 enthält einen Grundabschnitt 92 mit einem Außendurchmesser, der dem Durchmesser des angrenzenden Hauptkörpers 88 entspricht. Im Verlauf des Grundabschnitts 92 weist jeder Arm 90 erste, zweite und dritte Abschnitte 94, 96 und 98 auf. Die ersten Armabschnitte 94 weisen insgesamt einen größeren Durchmesser auf als der Hauptkörper 88. Die zweiten Armabschnitte 96 weisen insgesamt einen größeren Durchmesser auf als die ersten Abschnitte 94. Die dritten Armabschnitte 98 weisen insgesamt einen Durchmesser auf, der zwischen dem Durchmesser der erste Abschnitte 94 und dem Durchmesser der zweiten Abschnitte 96 liegt. Ein Kopfring 102 ist integraler Bestandteil der Arme 90 um die äußeren Enden der dritten Armabschnitte 98 herum. Der Kopfring 102 ist so geformt, dass er einen größeren Außendurchmesser aufweist als die angrenzenden, dritten Armabschnitte 98. Ein kleiner Führungsring 104 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des Kopfrings 102, ist am Ende des Kopfrings angeordnet. Die Innenflächen der Arme 90 bilden zusammen einen die Spindel aufnehmenden Raum 106, in dem das Schaftende 32, das mit dem Schneidzubehör 26 verbunden ist, angeordnet ist. Die Zwischenräume zwischen den Gehäusearmen 90 um die Außenseite des Gehäuses 80 herum bilden Hülsenschlitze 108.
Eine Ausgleichsmuffe 110 ist über dem Bereich der Hülsenummantelungspindel 82 angeordnet, der sich zwischen der Rotorwelle 60 und dem Hauptabschnitt der Hülsenummantelung 88 befindet. Wenn das Griffteil 22 fast fertig montiert ist, wird der Motor 24 getestet, um zu gewährleisten, dass die Rotorwelle 60 und die daran befestigten Komponenten richtig ausbalanciert sind. Wenn ein Ausgleich der Rotorwelle 60 erforderlich ist, können äußere Schichten der Ausgleichsmuffe 110 selektiv entfernt werden. Die Muffe 110 ist zudem so geformt, dass sie über eine röhrenförmige Verlängerung mit relativ dünner Wand 111 verfügt, die sich vom äußeren Umfang der Muffe nach vorne erstreckt.
Eine Kappe 112 ist über dem exponierten Bereich der Hülsenummantelungspindel 82 angeordnet, wie am besten aus 15A ersichtlich ist. Die Kappe 112 weist einen muffenförmigen Körper 114 auf, der lose in einer Kopfbohrung 116 am vorderen Ende der Griffteilhülle 42 eingepasst ist. Die Kopfbohrung 116 weist einen größeren Durchmesser auf als der angrenzende Bohransatz 78. Das Ende der Kappe 112, die in die Kopfbohrung 116 eingepasst ist, verfügt über eine nach innen gerichtete ringförmige Lippe 118, die an der angrenzenden Lagereinheit 76 anliegt. Das äußere Ende der Kappe 112 verfügt über eine nach außen gerichtete ringförmige Lippe 120.
Die Hülse 50 wird nun unter Bezugnahme auf die 4, 8A und 8B beschrieben. Die Hülse 50 besteht aus einem einzigen Stück aus flexiblem Metall wie beispielsweise Edelstahl. Die Hülse 50 weist einen muffenförmigen Hauptkörper 124 auf, der über den Hauptabschnitt 88 der Hülsenummantelung eingesetzt wird. Eine nach außen gerichtete, ringförmige Lippe 125 erstreckt sich um das Ende des Hülsen-Hauptkörpers. Der hintere Bereich des Hülsen-Hauptkörpers 124 sitzt innerhalb der röhrenförmigen Verlängerung 111 der Muffe 110. Eine Sicherungsscheibe 127 ist innerhalb der röhrenförmigen Verlängerung 111 derart angeordnet, dass sie sich zwischen der nach innen abgestuften Oberfläche der Muffe 110 und der nach hinten gerichteten Fläche der Lippe 125 der Hülse 50 befindet.
Drei in gleichem Abstand zueinander angeordnete Schenkel 126 erstrecken sich von der Vorderseite des Hülsen-Hauptkörpers 124. Jeder Schenkel 126 sitzt in einem separaten Hülsenschlitz 108, so dass er sich an der Außenseite des Raums, der die Spindel aufnimmt 106, befindet, der innerhalb der Hülsenummantelung 80 gebildet wird. Ein Fuß 128 ist am Ende jedes Hülsenschenkels 126 befestigt. Jeder Fuß 128 verfügt über ein Endstück 130, das sich von dem angrenzenden Hülsenschenkel 126 nach außen erstreckt. Genauer gesagt wird jedes Endstück mit einer ersten, sich nach außen konisch aufweitenden Fläche 133 ausgebildet, die an die Fläche des Hülsenschenkels grenzt, von der aus sich das Endstück erstreckt. Jedes Endstück weist außerdem eine zweite sich konisch aufweitende Fläche 135 auf, mit einer nach außen gerichteten Aufweitung, die kleiner ist als die der ersten sich konisch aufweitenden Fläche, und die sich vom Ende der ersten sich konisch aufweitenden Fläche bis zum Ende der Hülse 50 erstreckt. Jeder Hülsenfuß 128 beinhaltet außerdem einen Klemmhaken 132 gegenüber dem Endstück, der so angeordnet ist, dass er sich in den entsprechenden Schenkel 126 und den angrenzenden Raum 106, der die Spindel aufnimmt, hinein erstreckt.
Die Hülsenfüße 128 sind in dem Spindel-Aufnahmeraum 106 mittels eines Hülsenringes 136 eingehakt, wie aus den 4 und 9 ersichtlich, der über das vordere Ende der Hülse 50 gesetzt wird. Der Hülsenring 136 weist einen ersten, ringförmigen unteren Steg 138 auf, der um die Hülsenschenkel 126 herum, unmittelbar über dem Hülsen-Hauptkörper 124 angeordnet ist. Drei Schenkel 140 erstrecken sich von der Vorderseite des unteren Stegs 138 und sind so positioniert, dass sie über die Hülsenschenkel 126 hinausragen. Jeder Schenkel der Hülsenummantelung 140 verfügt über einen nach außen ragenden Fuß 142. Jeder Fuß 142 der Hülsenummantelung verfügt über eine Innenfläche 144, die sich bezüglich der Mitte des Hülsenrings 136 nach außen erstreckt. Die Innenfläche 144 eines Hülsenfußes und die angrenzende Innenfläche des entsprechenden Schenkels definieren eine Kante 145. Diese Kantenflächen 145 sind so positioniert, dass sie an den angrenzenden zweiten Kantenflächen 135 des Hülsenfußes 128 anliegen. Ein ringförmiger oberer Steg 146 erstreckt sich über die Enden der Hülsenummantelungs-Füße 142. Der obere Steg 146 ist so geformt, dass seine Innenflächen konzentrisch um den Gehäusekopfring 102 passt.
Der Hülsenring 136 wird normalerweise von einer Feder 150 nach vorne gedrückt, die um den Hülsenhauptkörper 124 herum eingesetzt wird. Ein hinteres Ende der Feder 150 liegt an der Hülsenlippe 125 an. Dieses Ende der Feder wird in die röhrenförmige Verlängerung 111 der Lagermuffe 110 eingesetzt. Wenn der Rotor 60 betätigt wird, führt die Feder 150 eine ähnliche Rotation durch. Da das hintere Ende der Feder 150 in der Muffe 111 positioniert ist, wird eine Vibration der Feder nach außen durch die Muffe blockiert. Das entgegengesetzte Ende der Feder 150 liegt an der Grundfläche des unteren Stegs 138 des Hülsenrings an. Da das Ende der Feder 150, das an der Hülsenlippe 125 anliegt, in Position gehalten wird, drückt das entgegengesetzte Ende der Feder den Hülsenring 136 nach vorne. Auf diese Weise wird der Hülsenring 136 im Normalzustand derart positioniert, dass die Ringkanten 145 an den Hülsenfußflächen 135 anliegen und die Füße 128 im Aufnahmeraum für die Hülsenummantelungsspindel 106 arretieren. Die Vorwärtsbewegung am Hülsenring 136 wird durch die Oberfläche des unteren Stegs 138 gestoppt, die gegen die ringförmig abgestufte Fläche zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 94 und 98 der Hülsenarme drückt.
Ein Hülsenaktuator 154 verschiebt die Position des Hülsenrings 136 selektiv über die Länge der Hülsenummantelung 80, so dass die Klemmkräfte der Hülse 50 freigesetzt werden. Der Hülsenaktuator 154, der nun im Detail unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben wird, enthält einen ringförmigen Grundkörper mit relativ großem Durchmesser 156, die über der Feder 150 angeordnet ist. Die Außenfläche des Hülsenaktuator-Grundkörpers 156 ist so geformt, dass sie zwei diametral gegenüberliegende Sitzflächen 158 bildet. Die Flächen 158 weisen jeweils ein konisches Profil auf, um die teilweise Aufnahme separater Kugellager 160 zu ermöglichen. In der beschriebenen Ausführung der Erfindung sind Bohrungen 162 in der Grundfläche jeder Sitzfläche 158 dargestellt. Die Bohrungen 162 sind Führungslöcher, die die Ausbildung der Sitzflächen 158 im Hülsenaktuator 154 erleichtern. Die Innenwand des Hülsenaktuator-Grundkörpers 156 ist so geformt, dass sie einen nach innen gerichteten Flansch 157 enthält, der an das vordere Ende des Aktuator-Grundkörpers 156 angrenzt.
Ein Zwischenring 159 erstreckt sich vom inneren Flanschumfang 157 nach vorne. Zwei diametral gegenüberliegende Schenkel 161 erstrecken sich vom Zwischenring 159 nach vorne. Die Schenkel 161 erstrecken sich entlang der Außenseite des Hülsenrings 136. Ein ringförmiger Endsteg 165 ist am Ende der Hülsenaktuators-Schenkel 161 befestigt. Die Schenkel 161 sind so dimensioniert, dass der Hülsenaktuators-Steg 165 über dem oberen Steg des Hülsenrings 146 angeordnet ist. Der Hülsenaktuators-Steg 165 ist so dimensioniert, dass der Steg 165 gegen den oberen Steg des Hülsenrings 146 gedrückt werden kann.
Eine Feder 167, am besten in 15A zu erkennen, erstreckt sich zwischen dem Körper 114 der Kappe 112 und der Unterseite des Grundkörpers 156 des Hülsenaktuators 154. Die Feder 167 richtet den Hülsenaktuator 154 nach vorne aus, so dass verhindert wird, dass der Antrieb die Arretierungskraft, welche die Hülse 50 auf den Schaft 32 des Schneidzubehörs 26 ausübt, versehentlich freigibt.
Der Hülsenaktuator 154 ist gleitend in das Innere des hinteren Bohrgehäuses 44 eingepasst, das nun unter Bezugnahme auf die 5, 10A und 10B beschrieben wird. Das hintere Bohrgehäuse 44 enthält einen Grundabschnitt 168 mit einem Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser der angrenzenden Griffteil-Hülle 42 entspricht. Der Grundabschnitt des hinteren Bohrgehäuses 168 ist über einen Adapterring 163, der am besten in 15A zu sehen ist, sicher in die Außenhülle 42 des Griffteils 22 eingepasst. Der Adapterring 163 weist allgemein eine muffenähnliche Form auf. Der Adapterring ist durch Kompression um das vordere Ende der Außenhülle 42 mit reduziertem Durchmesser befestigt. Die Innenwand des Grundabschnitts 168 des hinteren Bohrgehäuses 44 und die Außenseite des Adapterrings 163 sind mit Gewinden versehen, um die Kupplung zwischen Griffteil und Adapterring zu erleichtern.
Unmittelbar über dem Grundabschnitt des hinteren Bohrgehäuses 168 befindet sich ein Zwischenabschnitt 169 mit einem kleineren Durchmesser als dem des Grundabschnitts. Der Zwischenabschnitt des hinteren Bohrgehäuses 169 ist so geformt, dass zwei diametral gegenüberliegende Schlitze 170 gebildet werden, die sich durch das hintere Bohrgehäuse 44 erstrecken. Jedes Kugellager 160 bewegt sich in einem der Schlitze, um die Verschiebung des Hülsenaktuators 154 und die Entriegelung der Hülse 50 zu veranlassen. Jeder Schlitz 170 besteht aus einem ersten Hauptabschnitt 172, der sich von einem Punkt unterhalb der Oberseite des Gehäuse-Zwischenabschnitts 169 schraubenförmig nach unten erstreckt. An jeden Schlitz-Hauptabschnitt 172 grenzt eine Sperre 174. In Bezug auf die angrenzenden Hauptabschnitte 172 erstrecken sich die Sperren 174 etwas nach oben, so dass sie als Kugelbegrenzungsraum fungieren, in die das Kugellager 160 eingepasst werden kann. Jeder Schlitz 170 besitzt außerdem einen Freigabeabschnitt 178, der sich schraubenförmig nach unten, in geringem Abstand zur Sperre 174 erstreckt.
Angrenzend an die Oberseite des hinteren Bohrgehäuse-Zwischenabschnitts 169 befindet sich ein nach innen konisch verlaufender Reduzierring 180. Der Reduzierring 180 und der angrenzende Teil des hinteren Bohrgehäuse-Zwischenabschnitts 169 sind so geformt, dass sie einen Satz von Schlitzen 182 bilden, die um den äußeren Umfang des hinteren Bohrgehäuses 44 verteilt sind. Wie im Folgenden erläutert wird, sind die Schlitze 182 so dimensioniert, dass sie die nach innen gerichteten Zähne, die integraler Bestandteil des Halterungsgehäuses 36 sind, aufnehmen können. Eine ringförmige Rille 184 ist im hinteren Bohrgehäuse-Zwischenabschnitt 168 ausgebildet, um die Befestigung eines Halterings 185 (15B) zu erleichtern, dessen Zweck im Folgenden noch beschrieben wird.
Ein Spindelabschnitt mit konstantem Durchmesser 188 erstreckt sich nach vorne vom Ende des konischen Reduzierrings des hinteren Bohrgehäuses 180. Das offene Ende des Spindelabschnitts des hinteren Bohrgehäuses 188 ist so geformt, dass es eine ringförmige, nach innen abgestufte Oberfläche 190 aufweist. Das hintere Bohrgehäu se 44 wird aus zwei diametral gegenüberliegenden, länglichen Blattfederschlitzen 192 gebildet. Jeder Blattfederschlitz 192 verläuft von der Grundfläche der abgestuften Oberfläche des Spindelabschnitts 190 durch den Spindelabschnitt 188 und durch den Reduzierring 180. Jeder Blattfederschlitz 192 endet dann im Zwischenabschnitt 169, unmittelbar unter dem Niveau, auf dem die angrenzenden Schlitze des hinteren Bohrgehäuses 182 enden. Die Blattfederschlitze 192 sind so geformt, dass sie an der angrenzenden Oberseite des Spindelabschnitt des Bohrgehäuses 188 relativ flach sind. In diesem Abschnitt des hinteren Bohrgehäuses 44 ist innerhalb des vorderen Spindelendes 188 ein Kopf 194 vorhanden. Auf der Rückseite des Kopfes 194 verläuft jeder Blattfederschlitz 192 durch das hintere Bohrgehäuse 44 direkt in den Hohlraum in der Mitte der Spindel 188.
Die Blattfedereinheit 46 ist auf dem hinteren Bohrgehäuse 44 derart angeordnet, dass sie im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche des hinteren Bohrgehäuses abschließt. Die Blattfedereinheit 46, die nun unter Bezugnahme auf die 5 und 11 beschrieben wird, beinhaltet einen Kopf 198, der allgemein zylindrisch geformt ist. Der Kopf 198 der Blattfeder sitzt um die Oberseite des Spindelabschnitts des Bohrgehäuses 188 in dem Raum, der durch die nach innen abgestufte Oberfläche 190 definiert wird. Sich vom Kopf 198 nach unten erstreckend und in den Blattfederschlitzen 192 angeordnet befinden sich zwei Blattfederschenkel 202. Jeder Blattfederschenkel 202 besitzt einen nach außen verlaufenden Arretierungsdorn 204, der an den Reduzierring des Bohrgehäuses 180 angrenzt. Oberflächen 206 der Dorne 204 sind so geformt, dass sie bündig mit den Außenflächen des angrenzenden Reduzierrings 180 abschließen. Jeder Arretierungsdorn 204 weist außerdem eine Unterseite 207 auf, die sich senkrecht nach außen vom Blattfederschenkel 202 erstreckt. Die Unterseiten der Arretierungsdorne 207 sind die Oberflächen der Blattfeder 46, gegen die das Halterungsgehäuse 36 stößt.
Ein nach außen verlaufender Fuß 208 ist integraler Bestandteil der Unterseite jedes Blattfederschenkels 202, so dass dieser unter dem entsprechenden Arretierungsdorn 204 angeordnet werden kann. Jeder Fuß 208 besitzt eine Außenfläche 210, die sich diagonal nach außen, weg von dem entsprechenden Schenkel 202 erstreckt. Die Blattfederschenkel weisen zudem Endstücke 212 auf, die von unmittelbar unterhalb des Arretierungsdorns 204 bis unmittelbar über die Grundfläche des entsprechenden Fußes 208 verlaufen. Die Endstücke 212 gewährleisten die Strukturfestigkeit des unteren Bereichs jedes Blattfederschenkels 202. Zudem wirken die Endstücke 212, wie im Folgenden noch erläutert wird, mit dem Hülsenaktuator 154 zusammen, um eine unbeabsichtigte Bewegung der Schenkel 202 der Blattfeder 46 nach innen zu verhindern.
Der zylinderförmige Betätigungsring 52, der nun unter Bezugnahme auf die 5 und 11 beschrieben wird, steuert sowohl das Aufsetzen des Schneidzubehörs 26 als auch die Freigabe der Halterung 34. Der Betätigungsring 52 ist allgemein muffenförmig ausgeführt und drehbar um den Bohrgehäuse-Zwischenabschnitt 169 montiert. Der Haltering 185 (15B), der in die Rille 184 eingerastet wird, die im hinteren Bohrgehäuse 44 ausgebildet ist, hält den Betätigungsring 52 in Position. In der dargestellten Ausführung der Erfindung ist dem Haltering 185 eine Unterlegscheibe 187 unterlegt.
Der Betätigungsring 52 weist eine Außenfläche 218 mit Erhebungen auf, um die manuelle Rotation des Rings zu erleichtern. Der Betätigungsring 52 ist außerdem so geformt, dass er eine allgemein zylindrische Innenwand 220 mit konstantem Durchmesser aufweist, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Rings erstreckt. Die Innenwand 220 ist so ausgeführt, dass sie zwei diametral gegenüberliegende Kugelrillen 222 definiert, von denen sich jede über die Länge der Innenwand erstreckt. Die Kugelrillen 222 sind so dimensioniert, dass sie jeweils ein Kugellager 160 aufnehmen.
Das Innere des Betätigungsrings 52 ist außerdem so geformt, dass es eine ringförmige, nach außen abgestufte Oberfläche 224 aufweist, die an der Vorderseite des Rings, an die Innenwand 220 angrenzend, angeordnet ist. Die abgestufte Oberfläche 224 ist so dimensioniert, dass sie einen größeren Durchmesser aufweist als die an grenzende Innenwand 220. Die Blattfederfüße 208 sind in dem Raum des Betätigungsrings 52 montiert, der durch die Oberseite der Innenwand 220 und die angrenzende abgestufte Oberfläche 224 begrenzt wird. Ein Paar diametral gegenüberliegender Dorne 226, die integrale Bestandteile des Betätigungsrings 52 sind, erstrecken sich nach innen von der abgestuften Ringfläche 224 in Richtung der Mittelachse des Rings 52. Jeder Dorn 226 weist eine Oberfläche 228 auf, die sich diagonal von der angrenzenden, abgestuften Oberfläche 224 weg erstreckt. Wie im Folgenden erläutert, wird bei der Drehung des Betätigungsrings 52 jede Dornoberfläche 228 gegen eine der Außenflächen 210 gedrückt, die integraler Bestandteil der Blattfederfüße 208 sind.
Aus 15A ist ersichtlich, dass ein buchsenförmiges, vorderes Bohrgehäuse 230 am offenen oberen Ende des Spindelabschnitts 188 des hinteren Bohrgehäuses 44 befestigt ist. Das vordere Bohrgehäuse 230 weist einen nach außen gerichteten, umlaufenden Flansch 231 auf. Ein Abstandsring 232 und ein Sperrring 233 sind derart um die Außenseite des vorderen Bohrgehäuses angeordnet, dass sie sich zwischen der Oberseite des Kopfes 198 der Blattfedereinheit 46 und der hinteren Fläche des vorderen Bohrgehäuseflansches 231 befinden. Der Abstandsring 232 wird gegen den Kopf 198 der Blattfedereinheit 46 gepresst. Der Abstandsring 232 weist ein allgemein T-förmiges Querschnittsprofil auf, um eine Sitzfläche zu bilden, gegen die der Körper des vorderen Bohrgehäuses 230 zur Anlage gelangt. Der Sperrring 233 ist zwischen dem Abstandsring 232 und dem Flansch 231 des vorderen Bohrgehäuses 230 angeordnet. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist der Sperrring 233 als Spaltring ausgeführt.
Ein Vorspannkolben 234 ist gleitend in einer Bohrung 235 montiert, die im vorderen Bohrgehäuse 230 ausgebildet ist. Der Vorspannkolben 234 ist so geformt, dass das hintere Ende eine nach außen gerichtete Lippe 236 aufweist. Die Lippe 236 des Vorspannkolbens 234 ist so dimensioniert, dass sie gegen eine zusätzliche Stufe 237 stößt, die in der Bohrung des vorderen Bohrgehäuses 230 ausgebildet ist, welche die Vorwärtsbewegung des Vorspannkolbens begrenzt. Der Vorspannkolben 234 weist eine axial verlaufende Bohrung 238 auf, in der der Schaft 32 der Schneidhalterung 26 eingepasst werden kann. Die freie Spitze des Vorspannkolbens ist mit einer einwärts abgeschrägten Fläche 239 um die Bohrung 238 versehen.
Eine Lagereinheit 240 sitzt in einem abgestuften Raum 241 (10B), der im Kopf 194 des Bohrgehäuses 44 ausgebildet ist. Die Lagereinheit 240 schafft eine Schnittstelle mit geringer Reibung zwischen dem Schaft 32 der Schneidhalterung 26 und dem hinteren Bohrgehäuse 44. Eine Unterlegscheibe 243 liegt auf der Oberseite der Lagereinheit 240 auf. Eine Feder 242 erstreckt sich zwischen der Unterlegscheibe 243 und einer abgestuften Fläche in dem Vorspannkolben 234, der um die Bohrung 238 herum angeordnet ist. Die Feder 242 drängt den Vorspannkolben 234 in die Vorwärtsrichtung.
Die Halterung 34, in der ein wesentlicher Teil der Schneidzubehörspindel 32 untergebracht ist, wird nun unter Bezugnahme auf die 12 und 16 beschrieben. Das Halterungsgehäuse 36 ist über den beiden Bohrgehäusen 44 und 230 angeordnet. Eine Aufnahme 248 ist über der hinteren Umfangsfläche des Halterungsgehäuses 36 eingepasst. Die Aufnahme 248 verfügt über eine nach innen gerichtete Lippe 249, die gegenüber dem Ende des Halterungsgehäuses 36 nach hinten versetzt ist. Die Lippe 249 ist so geformt, dass sie die Zähne 250 definiert, die in die komplementären Schlitze 182 passen, die im hinteren Bohrgehäuse 44 ausgebildet sind.
Das Halterungsgehäuse 36 ist aus einem Grundabschnitt mit allgemein konstantem Durchmesser 252 gebildet. Es gibt einen nach innen konisch verlaufenden Abschnitt 254, der an den Grundabschnitt 252 angrenzt. Das Halterungsgehäuse 36 ist zudem so geformt, dass es einen Hauptkörperraum 262 mit konstantem Durchmesser aufweist. Der Spindelabschnitt 188 des hinteren Bohrgehäuses 44 ist in dem Raum 262 angeordnet. Das Halterungsgehäuse 36 ist zudem so geformt, dass es einen Raum mit reduziertem Durchmesser 263 innerhalb des konischen Abschnittes 254 aufweist. Eine Bohrung 264 erstreckt sich von dem Raum 263 nach vorne. Der Raum 262, der Raum 263 und die Bohrung 264 sind koaxial zueinander angeordnet und verlaufen durch das Halterungsgehäuse 36.
Die Muffe 38 verläuft durch die Bohrung 264. Die Muffe 38 weist eine nach außen gerichtete Lippe 265 auf, die an der Oberfläche des Halterungsgehäuses 36 anliegt, das den Raum 263 bildet. Ein Lager-Haltering 266 im Raum 263 hält die Muffe 38 in Position. Eine erste Lagereinheit 267 ist derart in das hintere Ende der Muffe 38 eingepasst, dass sie am Lager-Haltering 266 anliegt. Eine röhrenähnliche Lagermuffe 268 ist derart in die Halterungsmuffe 38 eingepasst, dass sie an der Lagereinheit 267 anliegt. Ein Lager-Vorspannring 269 ist über der Lagermuffe 268 angeordnet. Eine zweite Lagereinheit 267 ist neben dem Vorspannring 269 angeordnet. Eine Vorspannmuffe 270 ist neben der zweiten Lagereinheit 267 angeordnet. Eine dritte und vierte Lagereinheit 267 sind in Tandem-Anordnung angrenzend an die Vorspannmuffe 270 angeordnet. Eine Nasenkappe 271 ist über dem offenen Ende der Muffe 38 derart angeordnet, dass sie an der vordersten, vierten Lagereinheit 267 anliegt. Eine Feder 273, die in die Lagermuffe 268 eingepasst ist, liegt an dem angrenzenden Vorspannring 269 an. Die Feder 273 verursacht eine Axialkraft auf den Laufringen der vorderen Lagereinheiten 267, wodurch ein Flattern der Lager reduziert wird.
Der Schaft 32 des Schneidzubehörs 26 weist, wie aus den 13A und 13B ersichtlich ist, ein dickes Ende 284 auf, das in dem Schaft-Aufnahmeraum 106 der Hülsenummantelung 80 angeordnet ist. Zwischen dem dicken Schaftende 284 und dem restlichen Schaft 32 befindet sich der Schaft-Arretierungsabschnitt 48, der als fester Abschnitt und als integraler Bestandteil des restlichen Schafts 32 ausgeführt ist. Der Schaft-Arretierungsring 48 weist eine Reihe von flachen, planen Seiten 290 auf, die keine Vertiefungen aufweisen und die alle in Bezug auf die angrenzenden Außenflächen des angrenzenden dicken Endes 284 und des restlichen Schafts 32 zurückgesetzt sind. Bei der dargestellten Ausführung der Erfindung verfügt der Arretierungsabschnitt des Schafts 48 über sechs Seitenflächen 290. Der Schaft-Arretierungsring 48 ist zudem so geformt, dass er vier abgerundete Ecken 292 zwischen vier Paaren angrenzender Seitenflächen 290 aufweist. Es sind außerdem zwei diametral gegenüberliegende Ecken 294 mit spitzen, geraden Kanten vorhanden, die zwischen den beiden restlichen Stoßflächen-Paaren 290 angeordnet sind. Die Ecken 294 mit den geraden Kanten sind weiter von der Mittelachse des Schafts 32 entfernt als die Ecken 292 mit den abgerundeten Kanten.
Wenn das chirurgische Werkzeugsystem 20 gemäß dieser Erfindung für den Gebrauch montiert wird, wird die Halterung 34 über den Bohrgehäusen 44 und 230 eingesetzt und der Schneidzubehör-Schaft 32 wird so positioniert, dass er sich durch die Halterung und in die Bohrgehäuse erstreckt. Wie aus 15A ersichtlich ist, wird die Halterung 32 über dem hinteren Bohrgehäuse 44 angeordnet, so dass die zum Halterungsgehäuse 34 gehörenden Zähne des Arretierungsrings 250 in die Bohrgehäuse-Schlitze 182 eingreifen. Wenn das Halterungsgehäuse 34 in solcher Weise positioniert ist, werden die Blattfeder-Arretierungsdorne 204 über den beiden gegenüberliegenden Arretierungsring-Zähne 250 angeordnet, so dass das Halterungsgehäuse 34 in Position gehalten wird. Wenn das Halterungsgehäuse 34 so positioniert wurde, befinden sich die Endstücke 212 der Blattfederfüße 208 zudem in unmittelbarer Nähe zur angrenzenden Außenfläche des Zwischenabschnitts 159 des Hülsenaktuators 154, wie aus 14A ersichtlich ist. Die Relativposition des Hülsenaktuators 154 zu den Füßen 208 der Blattfedereinheit 46 verhindert, dass die vom Motor oder der Schneidvorrichtung induzierten Vibrationen des Griffteils 22 die Füße nach innen bewegen oder sie sich sogar aus der Halterung 34 lösen.
Das dicke Ende 284 des Schafts 32 des Schneidzubehörs 26 sitzt im Schaft-Aufnahmeraum 106, der in der Hülsenummantelung 80 ausgebildet ist. Der Schaft 32 ist im Gehäuse durch die Hülsenfüße 128 arretiert, die an drei der im Schaftarretierungsabschnitt 48 ausgebildeten Seitenflächen 290 anliegen. Der Hülsenring 136 wird durch die Vorspannkraft, die von der Feder 150 ausgeht, an den Hülsenschenkeln 126 in Position gehalten. Daher erzeugt die Kraft der Kantenflächen 145 des Hülsenrings, der sich gegen die Flächen 135 der Hülsenfüße bewegt, die Blockierwirkung der Hülsenfüße 128. Wenn das chirurgische Werkzeugsystem 20 in Betrieb ist, befinden sich die Kugellager 160 in ihrer höchsten Position entlang der Betätigungs ring-Kugelrillen 222. Wenn die Kugellager 160 in dieser Position sind, halten die Kugellager den Hülsenaktuator 154 in der am weitesten entfernten Position in Bezug auf das hintere Bohrgehäuse 44. Wenn sich der Hülsenaktuator 154 in dieser Position befindet, ist der Antriebssteg 165 in einem bestimmten Abstand zum angrenzenden oberen Steg des Hülsenrings 146 angeordnet.
Wenn das chirurgische Werkzeugsystem 20 derart montiert ist, kann das Werkzeug auf herkömmliche Weise eingesetzt werden. Da der Hülsenaktuatorssteg 165 beabstandet von der angrenzenden oberen Fläche des Hülsenrings 146 angeordnet ist, können sich der Hülsenring 136 ebenso wie die dazu gehörenden Elemente, die daran befestigt sind, die Hülse 50, die Hülsenummantelung 80, die Rotorwelle 60 und der Rotor 56, frei drehen, wenn eine Erregerspannung an die Wicklungen 54 des Motors 24 angelegt wird. Da die Hülse 50 den Schaft 32 fest in der Hülsenummantelung 80 hält, wird die durch den Motor verursachte Drehung der Hülsenummantelung 80 auf den Schaft übertragen. Auf diese Weise wird die vom Motor 24 erzeugte Bewegungskraft an das Schneidzubehör 26 übertragen.
Wenn der Arzt, der das Werkzeugsystem 20 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, es mit einem anderen Schneidzubehör 26 verwenden will, muss lediglich der Betätigungsring 52 gedreht werden. Der Betätigungsring 52 verursacht eine schraubenförmige Abwärtsbewegung der Kugellager 160 durch die Hauptabschnitte 172 der im hinteren Bohrgehäuse 44 ausgebildeten Schlitze 170. Wie in 15B dargestellt, zwingt die Abwärtsbewegung der Kugellager 160 den Hülsenaktuator 154 zu einer ähnlichen abwärts gerichteten Rotationsbewegung entlang der Achse des Griffteils 22. Wenn die Kugellager 160 durch die Schlitze 170 verschoben werden, greifen sie in die Sperren 174 ein. Das Eingreifen der Kugellager 160 in die Sperren 174 dient der Arretierung des Betätigungsrings 52 bei befestigtem Zubehör.
Wenn sich der Hülsenaktuator 154 nach unten bewegt, stößt der Antriebssteg 165 gegen den oberen Steg des Hülsenrings 146, wie in 15B deutlich zu sehen ist. Die fortgesetzte Bewegung des Hülsenaktuators 154 drängt den Hülsenring 136 nach unten, wodurch die Feder 150 komprimiert wird, die an dem Ring 136 anliegt. Wenn sich der Hülsenring 136 nach unten bewegt, weg von den Endstücken 130 der Hülsenfüße 128, öffnen sich die Hülsenschenkel 126, so dass sich die Hülsenfüße aus dem Schaft-Aufnahmeraum 106 herausbewegen. Die Bewegung der Hülsenfüße 128 aus dem Schaft-Aufnahmeraum 106 heraus und weg vom dicken Ende des Schafts 284 gibt den Schaft 32 frei, so dass das Schneidzubehör 26 von dem Griffteil 42 entfernt werden kann.
Sobald das erste Schneidzubehör 26 von dem Griffteil 22 entfernt wurde, kann ein zweites Zubehör platziert werden. Sobald der Schaft 32 des neuen Zubehörs 26 in das Griffteil 22 eingebracht wurde, wird der Betätigungsring 52 manuell zurück in seine ursprüngliche, betriebsbereite Position bewegt. Diese Bewegung veranlasst, dass der Hülsenaktuator 154 nach oben geschoben wird, so dass der Hülsenring 136 in seine ursprüngliche Position zurückkehren kann. Wenn der Hülsenring 136 in seine normale Position zurückkehrt, drängen die Kantenflächen 145 der Schenkel 140 des Hülsenrings 136 die Füße 128 der Hülse 50 nach innen, in Richtung der Mitte des Schaft-Aufnahmeraums 106. Die Einwärtsbewegung der Hülsefüße 128 drückt sie gegen die Seitenflächen 290 des Schaft-Arretierungsabschnitts 48, so dass das Ersatz-Schneidzubehör 26 in der korrekten Position arretiert wird.
Möchte der Arzt die Halterung 34 des chirurgischen Werkzeugsystems 20 austauschen, wird der Betätigungsring 52 zunächst in der erforderlichen Art und Weise gedreht, um das Schneidzubehör 26 zu entfernen. Der Arzt dreht den Betätigungsring 52 dann weiter, so dass die Kugellager 160 über die Sperren 174 hinaus und in die Freigabeabschnitte 178 der Schlitze 170 verschoben werden. Durch die weitere Drehung des Betätigungsrings 52 werden die Dorne 226, die mit der abgestuften Fläche des Rings 224 verbunden sind, gegen die angrenzenden Blattfeder-Füße 208 gedrückt 14B. Aufgrund der vertikalen Verschiebung des Hülsenaktuators 154 wird der Aktuator 154 nun auch so angeordnet, dass die Blattfederschenkel und – füße 202 und 208 jeweils mit den Zwischenräumen zwischen den Schenkeln 161 des Antriebs 154 ausgerichtet werden. Auf diese Weise zwingt die Bewegung der Dorne 226 gegen die Blattfederfüße 208 die Blattfederschenkel 202 nach innen bezüglich der angrenzenden Außenfläche des hinteren Bohrgehäuses 44, wie in 15C dargestellt. Das Griffteil 22 wird nun aus der Halterung freigegeben. Sobald die Blattfederschenkel 202 in die entsprechenden Schlitze 192 im hinteren Bohrgehäuse 44 geschoben werden, wird die Halterung 34 durch die Wirkung des Vorspannkolbens 234 gegen den Lager-Haltering 266 ein kurzes Stück nach oben verschoben. Die Vorwärtsbewegung des Halterungsgehäuses 34 wird jedoch durch den Reibungskontakt des Sperrrings 233 gegen die angrenzende Fläche der Halterung 34 abgeschwächt.
Wenn der Betätigungsring 52 im Halterungs-Lösezustand ist, befinden sich die Kugellager 160 im unteren Teil der Freigabeabschnitte 178 der Schlitze 170. Durch das Lösen der manuellen Kraft am Betätigungsring 52 verursacht die Kraft, die über die Federn 150 und 167 auf den Hülsenaktuator 154 wirkt, eine Rückwärtsdrehung des Betätigungsrings 52, so dass die Blattfedereinheit 46 aus dem gelösten Zustand der Halterung freigegeben wird. Genauer gesagt dreht sich der Betätigungsring 52 weiter, bis die Kugellager 160 in die Sperren 174 eingreifen, so dass die Hülse 50 in dem Zustand mit befestigtem Zubehör bleibt, bis sie erneut betätigt wird.
Nachdem die erste Halterung 34 vom Griffteil 22 abgenommen wurde, wird der Betätigungsring 52 in die ursprüngliche Position zurückgeschoben. Die Ersatzhalterung 34 wird anschließend in ihrer Position arretiert, indem diese einfach über dem hinteren Bohrgehäuse 44 eingerastet wird. Ein neues Schneidzubehör 26 wird dann am Griffteil 22 befestigt. Sobald das neue Schneidzubehör 26 platziert wurde, wird der Betätigungsring 52 manuell betätigt, um das Griffteil vom aufnahmebereiten Zustand für das Zubehör wieder in den betriebsbereiten Zustand zu versetzen. Das chirurgische Werkzeugsystem 20 gemäß dieser Erfindung schafft daher ein bequemes System zum Einsatz von verschiedenem Schneidzubehör 26 und verschiedenen Halterungen 34 mit einem einzigen Griffteil 22. Das Schneidzubehör 26 wird am Griffteil 22 befestigt, damit es sich durch die Hülse 50 mit der Rotorwelle 60 drehen lässt. Die Halterung 34 wird mit der Blattfeder 46 statisch am Griffteil 22 befestigt. Falls das Schneidzubehör 26 oder die Halterung 34 ausgewechselt werden muss, muss das chirurgische Personal lediglich den Betätigungsring 56 drehen. Es sind keine zusätzlichen Werkzeuge erforderlich, um Zubehör oder Halterung auszutauschen.
Des Weiteren weist das Griffteil 22 gemäß dieser Erfindung nur eine einzige Komponente auf, den Betätigungsring 52, der bewegt werden muss, um das Schneidzubehör 26 oder die Halterung 34 auszuwechseln. Da am Griffteil 22 nur ein einziges bewegliches Element befestigt ist, muss das chirurgische Personal keine Zeit darauf verwenden, darüber nachzudenken, welcher Knopf oder welcher Ring gedreht werden muss, um die mit dem Griffteil 22 verwendeten Komponenten auszuwechseln.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Kugellager 160, sobald der Betätigungsring 52 in den betriebsbereiten Zustand gedreht wurde, in die komplementären Sperren 174 einrasten und durch die Kraft, die die Federn 150 und 167 indirekt auf den Hülsenaktuator 154 ausüben, in ihrer Position gehalten werden. Infolgedessen muss das chirurgische Personal den Betätigungsring 52 beim Umgang mit dem Griffteil 22 nicht weiter festhalten, um zu gewährleisten, dass der Hülsenfüße 128 im unmontierten Zustand bleibt. Dadurch, dass der Betätigungsring 52 nicht mehr dauerhaft im aufnahmebereiten Zustand für Zubehör festgehalten werden muss, kann sich das chirurgische Personal besser auf den schnellen Austausch des chirurgischen Schneidzubehörs 26 konzentrieren. In gleicher Weise ist es zum Befestigen einer Ersatzhalterung 34 am Griffteil lediglich erforderlich, diese einrasten zu lassen.
Insgesamt ermöglicht die Tatsache, dass zahlreichen Handgriffe zur Freigabe wegfallen und es nicht mehr erforderlich ist, die Hülse in einem für das Zubehör aufnahmebereiten Zustand zu halten oder die Blattfedereinheit 46 in einem für die Halterung lösebereiten Zustand zu halten, eine Minimierung von Zeitaufwand und Arbeitsschritten für das chirurgische Personal, die erforderlich sind, um die Werkzeuge und Halterungen auszuwechseln, die mit diesem Griffteil verwendet werden.
Ein weiteres Merkmal des Systems 20 gemäß dieser Erfindung besteht darin, dass die Bewegung des Betätigungsrings 52, wenn sich dieser in einer anderen Position befindet, die nur um ein paar Grad von dem betriebsbereiten Zustand abweicht, den Hülsenaktuator 154 dazu zwingt, an den Hülsenring 136 zu stoßen. Wenn sich das Griffteil 22 in diesem Zustand befindet, verhindert die Kraft des Hülsenaktuators 154, der an dem Hülsenring 136 anliegt, eine Drehung des Hülsenrings und der daran befestigten Komponenten. Infolge dieser Abschaltwirkung werden bei einer versehentlichen Betätigung des Motors 24, wenn sich das Griffteil 22 in diesem Zustand befindet, der Hülsenrotor und alle daran befestigten Elemente, einschließlich Motorrotor 60, an einer Bewegung gehindert. Dies dient als Mechanismus für die Betriebssicherheit, um zu verhindern, dass der Motor versehentlich Rotationskräfte auf den Zubehörschaft überträgt, wenn der Zubehörschaft nicht richtig in seiner Position arretiert ist.
Die Form des Arretierungsabschnitts 48 des Schafts 32 des Schneidzubehörs 26 erleichtert ebenfalls eine schnelle Auswechselung des Zubehörs. Durch die abgerundeten Ecken mit reduziertem Durchmesser 292 des Arretierungsrings 48 wird gewährleistet, dass die Füße 128 der Hülse 50, falls der Schaft 32 nicht richtig in der Hülsenummantelung 80 sitzt, beim Schließen zunächst die Ecken 294 mit den scharfen Kanten streifen. Dies bringt den Schaft dazu, sich zu drehen, bis jeder Fuß in Kontakt mit einer ebenen Fläche 290 ist. Auf diese Weise reduziert dieses Merkmal der Erfindung die Möglichkeit, dass jeder der Hülsenfüße 128 nicht gegen eine komplementäre, ebene Fläche 290 drückt.
In 17 ist eine winklige Halterung 300 dargestellt, die mit dem chirurgischen Werkzeugsystem 20 dieser Erfindung eingesetzt werden kann. Die Halterung 300 weist einen Grundkörper 302 mit einer Aufnahme (nicht abgebildet) auf, die die Funktion der bereits beschriebenen Aufnahme 248 erfüllen kann. Eine Antriebswelle 304 ist drehbar an dem Grundkörper 302 befestigt und erstreckt sich davon ausgehend nach hinten. Die Antriebswelle 304 verfügt über einen Arretierungsabschnitt 306 mit Flächen, die ähnlich dem Arretierungsabschnitt 48 (13B) ausgeführt sind. In der abgebildeten Ausführung der Erfindung erstrecken sich die flachen Seiten, die den Arretierungsabschnitt 306 bilden, bis zum Ende der Antriebswelle 304. Die Antriebswelle 304 ist an der Hülsenummantelung 80 befestigt, und zwar auf genau dieselbe Weise, wie der Schaft eines chirurgischen Werkzeugs arretiert wird.
Ein vorderer Bereich 307, der integraler Bestandteil des Grundkörpers 302 ist, erstreckt sich winklig von diesem nach vorne. Eine Kupplungseinheit, ähnlich der beschriebenen Hülse 50, Hülsenummantelung 80, Hülsenring 136 und Hülsenaktuator 154, ist innerhalb des vorderen Abschnitts 307 der winkligen Halterung 300 angeordnet, um die drehbare Befestigung der Spindel 32 eines Schneidzubehörs 26 zu erleichtern. Ein Betätigungsring 308, der um die Außenseiten des oberen Abschnitts herum angeordnet ist, wird verwendet, um die Kupplungseinheit zwischen Aufnahmezustand und aufnahmebereiten Zustand zu bewegen.
Ebenfalls in der Halterung 300 angeordnet ist eine Getriebebaugruppe zur Übertragung der Rotationsbewegung der Antriebswelle 304 auf die Kupplungseinheit. Daher übertragen die Antriebswelle 304, die Getriebebaugruppe und die Kupplungseinheit zusammen die Rotationsbewegung des Motors 24 des Griffteils 22 auf das an der winkligen Halterung 300 befestigte Schneidzubehör 26.
Die vorhergehende Beschreibung beschränkt sich auf eine spezielle Ausführung dieser Erfindung. Aus der Beschreibung der Erfindung geht jedoch offensichtlicherweise hervor, dass sie auch mit anderen als in der vorliegenden Beschreibung aufgeführten Komponenten ausgeführt werden kann. Während es sich in der vorliegenden Ausführung der Erfindung bei dem Motor 24 beispielsweise um einen Elektromotor handelt, kann die Rotorwelle in anderen Ausführungen der Erfindung entweder pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch angetrieben werden. Während bei der beschriebenen Version der Erfindung außerdem eine Hülse 50 mit elastischen Füßen 128 verwendet wird, um den Schaft 32 des Schneidzubehörs 26 zu arretieren, können in anderen Ausführungen der Erfindung andere Arretierungsmechanismen eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, die Hülse durch ein Kugellager oder einen Satz gefederter Haltestifte zu ersetzen.
Außerdem sollte die vorliegende Anordnung der Komponenten ebenso als exemplarisch angesehen werden; so kann es bei anderen Ausführungen der Erfindung beispielsweise möglich sein, den Hülsenaktuator so anzuordnen, dass er sich nach vorne bewegt und den Hülsenring oder ein ähnliches Bauteil in die Vorwärtsrichtung, weg von der Hülse 50, zwingt.
Während für den Einsatz im Rahmen des chirurgischen Werkzeugsystems 20 nur zwei Halterungen 34 und 300 vorgestellt wurden, können natürlich weitere verwendet werden. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, eine längliche Halterung mit einer einzigen Achse bereitrustellen, die an der Achse des Griffteils 22 ausgerichtet ist. Auf diese Weise könnte das Schneidzubehör in relativ großem Abstand zum Ende des Griffteils 22 positioniert werden. Diese Halterung hätte eine ähnliche Antriebswelle und Kupplungseinheit wie die zuvor beschriebene winklige Halterung 300. Weitere Halterungen könnten mit internen Getriebeeinheiten bereitgestellt werden, um die Kreisbewegung der Rotorwelle 60 in eine Schwingbewegung umzusetzen, die den Einsatz des Griffteils mit chirurgischen Sägeblättern erleichtern würde, die sich in einem sagittalen Muster (in einer Ebene parallel zur Achse des Griffteils) oder in einer Schwingbewegung (Zubehörbewegung in einer Ebene, die sich in einem bestimmten Winkel zur Achse des Griffteils befindet) bewegen. Diese Halterungen könnten verwendet werden, um Sägeblätter am Griffteil 22 zu befestigen, so dass die Sägeblätter als Schneidzubehör 26 fungieren würden. Dazu müssten natürlich Halterungen mit einem anderen Winkel wie die Halterung 300 bereitgestellt werden. Es könnte beispielsweise möglich sein, eine winklige Halterung bereitrustellen, die die Befestigung eines Schneidzubehörs am Griffteil in einem rechten Winkel bezüglich der zur Mittelachse des Griffteils 22 ermöglicht.
Des Weiteren könnte der Arretierungsabschnitt 48 des Schafts 32 des Schneidzubehörs 26 eine andere als die beschriebene Form aufweisen. Beispielsweise könnte es wünschenswert sein, einfach zusätzliche, relativ kleine Flächen anstelle der beschriebenen abgerundeten Ecken bereitzustellen. Es könnte auch möglich sein, den Arretierungsabschnitt so auszubilden, dass vier der Ecken weiter von der Mittelachse des Schafts entfernt sind als die beiden anderen Ecken. Während der Arretierungsabschnitt bei der beschriebenen Ausführung der Erfindung sechs flache Seiten 290 aufweist, könnte es bei anderen Ausführungen der Erfindung außerdem möglich sein, dass er mehr oder weniger Seiten oder sogar eine ungerade Anzahl an Seiten aufweist.
Es ist daher Gegenstand der folgenden Ansprüche, sämtliche Varianten und Ausführungen im Rahmen des eigentlichen Sinnes und des Umfangs der Erfindung abzudecken.

Claims

Schaft (32) für Schneidzubeöhr (26) zum Befestigen des Schneidzubehörs an einem chirurgischen Griffteil, wobei das chirurgische Griffteil eine Mehrzahl von Schenkeln (126) hat, wobei jeder Schenkel einen Fuß (128) zum Ineingriffnehmen des Schaftes hat, wobei der genannte Schaft Folgendes umfasst: eine längliche zylindrische Spindel (32) mit einem Durchmesser und einer Mittelachse und einen in der genannten Spindel so eingeformten Arretierungsabschnitt (48), dass er sich um den Umfang der genannten Spindel erstreckt, wobei die Verbesserung Folgendes umfasst: der Arretierungsabschnitt (48) ist so geformt, dass er eine Mehrzahl von flachen planen Seiten (290) hat, die den genannten Arretierungsabschnitt vollständig umgeben, wobei jede Seite ohne irgendwelche Vertiefungen gebildet ist und die genannten Seiten sich in einem gemeinsamen Abstand von der Mittelachse befinden, sodass jeder Fuß (128) an jeder beliebigen der genannten Seiten anliegen kann, um den genannten Schaft an dem genannten chirurgischen Griffteil zu arretieren, wobei der genannte Arretierungsabschnitt ein polygones Querschnittsprofil hat, das einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser der Spindel, wobei die genannten Seiten, die den genannten Arretierungsabschnitt bilden, zwischen einander an Ecken (292, 294) aufeinander treffen und der genannte Arretierungsabschnitt ferner so geformt ist, dass wenigstens zwei Ecken (292) um einen ersten Abstand von der Mittelachse der Spindel beabstandet sind und wenigstens eine zusätzliche Ecke (294) um einen zweiten Abstand von der Mittelachse der genannten Spindel beabstandet ist, der sich von dem ersten Abstand unterscheidet.
Schaft nach Anspruch 1, bei dem der genannte Arretierungsabschnitt (48) wenigstens sechs der genannten Seiten (290) hat.
Schaft nach Anspruch 2, bei dem der Arretierungsabschnitt (48) so ausgeführt ist, dass er ein einzelnes Paar einander gegenüberliegender Ecken (294) hat, die gerade Kanten haben, wobei die genannten geraden Kanten um den zweiten Abstand von der Mittelachse der Spindel (32) beabstandet sind, und die übrigen Ecken (292) gerundete Kanten haben, die um den ersten Abstand von der Mittelachse der genannten Spindel beabstandet sind.
Schaft nach Anspruch 3, bei dem der genannte Arretierungsabschnitt (48) so ausgeführt ist, dass die Ecken (294) mit geraden Kanten weiter von der Mittelachse der Spindel (32) beabstandet sind als die Ecken (292) mit gerundeten Kanten.
Schaft nach einem der Ansprüche 1, 2, oder 4, bei dem der genannte Arretierungsabschnitt (48) ferner so geformt ist, dass er zwei einander genau entgegengesetzte Ecken (294) hat, die um den zweiten Abstand von der Mittelachse der genannten Spindel beabstandet sind.
Schaft nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, bei dem sich der genannte Arretierungsabschnitt (48) zwischen zwei Teilen (32, 284) der genannten Spindel befindet.
Schaft nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, bei dem die genannten wenigstens zwei Ecken (292) so geformt sind, dass sie gerundete Kanten haben, und die wenigstens eine zusätzliche Ecke (294) so geformt ist, dass sie eine gerade Kante hat.
Schaft nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 6 oder 7, bei dem der genannte Arretierungsabschnitt (48) so geformt ist, dass er eine gerade Zahl planer Seiten (290) hat.