DE102006033439B4

DE102006033439B4 - Hohlwellen-Antriebselement für ein chirurgisches Gerät

Info

Publication number: DE102006033439B4
Application number: DE102006033439.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Eberle
Original assignee: Eberle GmbH and Co KG
Current assignee: Eberle GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: DE102006033439A1

Abstract

Hohlwellen-Antriebselement für ein chirurgisches Gerät, mit einem eine Hohlwelle (1) umfassenden Antriebsmotor (2), dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (1) an einem Endbereich ein Kupplungselement (3) lagert, welches mit zumindest einer in Drehrichtung wirkenden Mitnehmerfläche (4) versehen ist, welches koaxial zur Hohlwelle (1) angeordnet und mit einer Durchgangsausnehmung versehen ist und dass in dem Kupplungselement (3) ein rohrförmig ausgebildetes Längenausgleichselement (6) angeordnet ist, welches in Axialrichtung von der Hohlwelle (1) weg mittels eines Federelements (7) elastisch vorgespannt ist, wobei das Längenausgleichselement (6) mit einem Anschlag (8) versehen ist, welcher gegen einen Anschlag (9) des Kupplungselements (3) in Anlage bringbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hohlwellen-Antriebselement für ein chirurgisches Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Hohlwellen-Antriebselement, welches einen Antriebsmotor umfasst, der mit einer Hohlwelle versehen ist.
Chirurgische Geräte oder medizinische Instrumente der genannten Art sind beispielsweise aus der DE 10 2004 051 794 A1 oder der DE 201 10 156 U1 vorbekannt. Auch die DE 81 36 066 U1 zeigt ein derartiges medizinisches Instrument. Aus der DE 103 58 279 A1 ist ein medizinisches Instrument zum Schneiden von Gewebe vorbekannt, bei welchem ein Schneidrohr koaxial in einen Hohlwellen-Motor eingeführt ist und einen Teil des Motors bildet. Das Schneidrohr erstreckt sich dabei vollständig durch den Hohlwellen-Motor. Dies bringt den Nachteil, dass ein Wechsel des Schneidrohrs nur durch vollständige Demontage möglich ist und insbesondere nicht während des Einsatzes des medizinischen Instruments durchgeführt werden kann, da die Abdichtung gegenüber den innenliegenden Motor-Bauteilen und dadurch die Sterilität der gesamten Anordnung beeinträchtigt würden.
Die US 6 152 941 A beschreibt ein mit einem Motor versehenes Handstück zur Lagerung und zum Antrieb eines endoskopischen Instruments. An einer durch einen Motor angetriebenen Hohlwelle ist ein Kupplungsring gelagert, welcher mittels einer Feder in eine Schließstellung vorgespannt ist und zum Entnehmen des Werkzeugs verschoben werden kann.
Die DE 80 30 149 U1 offenbart eine Knorpel- oder Knochenfräse, bei welcher im Gehäuse eine Kupplung für den Anschluss eines äußeren Antriebs drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle ist in mehrere Teile unterteilt, die stirnmäßig als Kupplung ausgebildet und in Kuppeleingriff gehalten werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlwellen-Antriebselement sowie ein medizinisches Instrument mit einem derartigen Hohlwellen-Antriebselement zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit einen einfachen Wechsel des Schneidinstruments ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die Hohlwelle an einem Endbereich ein Kupplungselement lagert, welches mit zumindest einer in Drehrichtung wirkenden Mitnehmerfläche versehen ist, um das Schneidrohr zu kuppeln und um das Antriebsmoment auf das Schneidrohr zu übertragen. Das Kupplungselement ist koaxial zur Hohlwelle angeordnet und mit einer Durchgangsausnehmung versehen. Erfindungsgemäß ist in dem Kupplungselement ein Längenausgleichselement angeordnet, welches in Axialrichtung von der Hohlwelle weg elastisch vorgespannt ist.
Das Hohlwellen-Antriebselement ist somit erfindungsgemäß so ausgebildet, dass durch die Hohlwelle des Antriebsmotors das separierte Gewebe abgesaugt werden kann, welches durch das Schneidrohr transportiert wird. Zugleich ist es möglich, das Schneidrohr selbst von der Hohlwelle abzukoppeln. Somit kann das Schneidrohr während eines medizinischen Eingriffs ausgewechselt werden, beispielsweise wenn andere Schneidbedingungen andere Werkzeuge erfordern oder wenn das Schneidrohr verstopft oder wenn das Werkzeug abgestumpft ist. Hierbei verbleibt das Hohlwellen-Antriebselement unverändert, da seine Hohlwelle nicht demontiert werden muss, so wie dies beim Stand der Technik erforderlich ist.
Durch das erfindungsgemäß ausgebildete Kupplungselement mit dem Längenausgleichselement ist sichergestellt, dass das Schneidrohr stets in Axialrichtung gegen das Außenrohr vorgespannt ist, so dass sich die eine oder die mehreren Schneiden des Schneidrohrs stets in Anlage gegen die entsprechenden Flächen des Außenrohrs befinden. Hierdurch wird ein zuverlässiger Schneidvorgang während des medizinischen Einsatzes sichergestellt.
Da sich herstellungsbedingt bei den zur Rede stehenden Schneidinstrumenten stets ein gewisses Spiel in Axialrichtung zwischen dem Schneidrohr und dem Außenrohr ergibt, kann durch das erfindungsgemäße Hohlwellen-Antriebselement eine exakte und präzise Positionierung sichergestellt werden.
Besonders günstig ist es, wenn erfindungsgemäß das Längenausgleichselement rohrförmig ausgebildet ist. Hierdurch wird der Abtransport des geschnittenen Gewebes nicht beeinträchtigt, so dass der freie Strömungsquerschnitt beibehalten werden kann.
Die Vorspannung erfolgt erfindungsgemäß bevorzugterweise mittels einer Feder, welche in Form einer Schraubenfeder ausgebildet sein kann. Auch bei dieser Art der Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass die Vorspannung auf einfache und kostengünstige Weise erfolgen kann, ohne dass hierdurch die Funktionsfähigkeit des Hohlwellen-Antriebselements beeinträchtigt wird.
Um das Längenausgleichselement zuverlässig zu positionieren und um eine präzise Arbeitsweise des Längenausgleichselementes sicherzustellen, ist es besonders vorteilhaft, wenn dieses mit einem Anschlag versehen ist, welcher gegen einen Anschlag des Kupplungselements in Anlage bringbar ist, wenn der maximale axiale Verschiebeweg durch das Federelement aufgebracht wird.
Die Mitnehmerflächen des Kupplungselements sind bevorzugterweise in Form von Klauen ausgebildet, welche zusätzlich zur Drehmomentübertragung auch zur zusätzlichen formschlüssigen Sicherung des Schneidrohrs dienen können.
Um einen einfachen Wechsel des Schneidinstruments (Schneidrohr mit Außenrohr) zu gewährleisten und um sicherzustellen, dass stets eine betriebssichere Kupplung durch das Kupplungselement erfolgt ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine lösbare Verriegelungsvorrichtung vorgesehen ist. Diese ist erfindungsgemäß in Form einer ringförmigen, axial verschiebbaren, an einem Endbereich eines Trägerelements gelagerten Schiebehülse ausgebildet, welche zumindest ein Sperrelement, welches an dem Trägerelement gelagert ist, radial bewegt, um dieses in Eingriff oder außer Eingriff mit dem Instrument zu bringen. Das Sperrelement ist dabei bevorzugterweise in Form zumindest einer Kugel ausgebildet. Diese greift in eine Nut oder in eine Ausnehmung ein, so dass sich entweder eine in Umfangsrichtung drehbare Kopplung des Außenrohrs oder eine nur in einer Position verriegelbare Kopplung ergibt. Die Schiebehülse ist dabei erfindungsgemäß von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung verschiebbar, wobei sie sowohl in der Öffnungsstellung als auch in der Schließstellung verrastbar ist, beispielsweise mittels eines einschnappenden Federelements oder Ähnlichem.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trägerelement mit einem optischen Markierungsbereich versehen ist, der auf optische Weise anzeigt, dass sich die Schiebehülse im Öffnungszustand befindet.
Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die Schiebehülse mit einem Sensor, Schalter oder Ähnlichem in Zusammenwirkung bringbar ist, um den offenen bzw. geschlossenen Zustand der Schiebehülse zu ermitteln und um auf diese Weise eine Steuerung des Antriebsmotors beeinflussen zu können. Somit ist sichergestellt, dass der Antriebsmotor nur dann eingeschaltet werden kann, wenn die Kupplungsvorrichtung sicher verrastet und in der Schließstellung befindlich ist. Bei einem unbeabsichtigten Lösen der Kupplungsvorrichtung wird somit der Antriebsmotor automatisch gestoppt. Zusätzlich zu diesem Sicherheitsaspekt kann es auch vorteilhaft sein, diesen Mechanismus beim Wechsel des Instruments zu nutzen, so dass der Operateur den Antriebsmotor nicht separat ausschalten muss, sondern das Ausschalten beim Instrumentenwechsel durch das Öffnen der Kupplungsvorrichtung (Verschieben der Schiebehülse) erfolgt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

1 eine axiale Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hohlwellen-Antriebselements,
2 eine vergrößerte Darstellung des endseitigen Bereiches des in 1 gezeigten Hohlwellen-Antriebselements,
3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Kupplungselements mit Schiebehülse im geschlossenen, verriegelten Zustand,
4 eine Darstellung, analog 3, im geöffneten, entriegelten Zustand, und
5 den Endbereich eines medizinischen Instruments zur Kopplung mit dem Hohlwellen-Antriebselement bzw. der Kupplungseinrichtung.

Die 1 zeigt in axialer Schnittansicht ein Hohlwellen-Antriebselement mit einer Hohlwelle 1, die einen Teil eines Antriebsmotors 2 bildet. Der Antriebsmotor 2 umfasst ein Motorgehäuse 10, in welchem ein Blechpaket 11 sowie Wicklungen 12 angeordnet sind. Weiterhin sind in dem Motorgehäuse 10 Lager 13 und 14 zur Lagerung der Hohlwelle 1 angebracht. Das rückseitige Ende des Hohlwellen-Antriebselements wird durch ein Lagerschild 15, welches mittels einer O-Ring-Dichtung 16 abgedichtet ist, gebildet. Zusätzlich ist ein Dichtring 17 vorgesehen, so wie dies aus 1 ersichtlich ist. Die Absaugeinrichtung der Hohlwelle 1 sowie elektrische Installationen und eine Zuführung von Spülflüssigkeit sind zur Vereinfachung nicht dargestellt worden.
Das vordere Lager 14 ist mittels einer Ausgleichsscheibe 18 und einer Wellscheibe 19 fixiert und vorgespannt. Die Abdichtung erfolgt mittels eines O-Rings 20, welcher gegenüber einem Ring 21 abdichtet, welcher wiederum ein ringförmiges Kupplungselement 3, welches einstückig mit der Hohlwelle 1 verbunden ist, mittels eines Dichtrings 22 abdichtet.
Das Kupplungselement 3 umfasst mehrere klauenförmige Mitnehmerflächen 4 sowie eine Durchgangsausnehmung 5, welche mit der Durchgangsausnehmung der Hohlwelle 1 fluchtet. Im Bereich der Durchgangsausnehmung 5 ist ein rohrförmiges Längenausgleichselement 6 angeordnet, welches mittels eines Federelements 7 (Schraubenfeder) in Axialrichtung vorgespannt ist. Zur Verdeutlichung zeigt die 2 nicht die maximale nach links gerichtete Endposition des Längenausgleichselements. Dieses umfasst einen ringförmigen Anschlag 8, welcher gegen eine ringförmige Anschlagkante 9 des Kupplungselements 3 in Anlage bringbar ist.
Die 5 zeigt einen Endbereich eines Schneidrohrs 23, welcher mit Klauen 24 versehen ist und in einem Außenrohr 25 drehbar gelagert ist. Auf eine detaillierte Darstellung des medizinischen Instruments kann an dieser Stelle verzichtet werden, da dieses aus den oben genannten Druckschriften ausreichend vorbekannt ist.
Das Schneidrohr 23 ist mit Klauen 24 versehen, welche mit den klauenförmigen Mitnehmerflächen 4 des Kupplungselements 3 in Eingriff bringbar sind. Zusätzlich weisen die Klauen 24 eine im Wesentlichen zylinder-ringförmige Anlagefläche 26 auf, gegen welche die vordere Stirnfläche des Längenausgleichselements 6 in Anlage bringbar ist.
Die 3 und 4 zeigen jeweils die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung in Schnittansicht. Diese umfasst eine mit dem Motorgehäuse 10 in nicht dargestellter Weise gekoppelte Klingenaufnahme 27 zur nicht-drehenden Lagerung des Außenrohrs 25. Dieses umfasst eine Nut oder Ausnehmung 28, in welche eine oder mehrere Kugeln 29 in radialer Richtung einbringbar sind, so wie dies im verriegelten Zustand der 3 ersichtlich ist. Die Kugeln 29 sind in zumindest einer Ausnehmung der Klingenaufnahme 27 geführt und mittels einer Schiebehülse 30 in einen verriegelten Zustand (3) vorgespannt oder durch eine Abschrägung (4) in einem entriegelten Zustand gehalten. Ein Deckel 31 stützt das vordere Ende der Schiebehülse 30 ab.
Die Schiebehülse 30 umfasst einen Farbring 32 (die 4 zeigt insbesondere eine Nut zur Einbringung der Markierungsfarbe, welcher im geschlossenen Zustand (siehe 3) durch den Deckel 31 abgedeckt ist. Im geöffneten Zustand (4) ist somit der Farbring 32 sichtbar und zeigt dem Benutzer den Öffnungszustand an).
Weiterhin zeigen die Figuren einen Magnet 33, der mit einem Sensor 34 (Hall-Sensor) in Zusammenwirkung bringbar ist, so wie dies im entriegelten, geöffneten Zustand gemäß 4 ersichtlich ist. Mittels des Sensors 34 ist es somit möglich, eine Motorsteuerung mit einem Signal zu beaufschlagen, um den Antriebsmotor 2 auszuschalten, wenn das chirurgische Instrument gewechselt wird bzw. wenn die Kupplungsvorrichtung gemäß 3 und 4 entriegelt ist.
Bezugszeichenliste

1: Hohlwelle
2: Antriebsmotor
3: Kupplungselement
4: Mitnehmerfläche
5: Durchgangsausnehmung
6: Längenausgleichselement
7: Feder
8: Anschlag des Längenausgleichselements 6
9: Anschlag des Kupplungselements 7
10: Motorgehäuse
11: Blechpaket
12: Dichtung
13: Lager
14: Lager
15: Lagerschild
16: O-Ring
17: Dichtung
18: Ausgleichsscheibe
19: Wellscheibe
20: O-Ring
21: Ring
22: Dichtring
23: Schneidrohr
24: Klaue
25: Außenrohr
26: Anlagefläche
27: Klingenaufnahme
28: Nut/Ausnehmung
29: Kugel
30: Schiebehülse
31: Deckel
32: Farbring
33: Magnet
34: Sensor

Claims

Hohlwellen-Antriebselement für ein chirurgisches Gerät, mit einem eine Hohlwelle (1) umfassenden Antriebsmotor (2), dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (1) an einem Endbereich ein Kupplungselement (3) lagert, welches mit zumindest einer in Drehrichtung wirkenden Mitnehmerfläche (4) versehen ist, welches koaxial zur Hohlwelle (1) angeordnet und mit einer Durchgangsausnehmung versehen ist und dass in dem Kupplungselement (3) ein rohrförmig ausgebildetes Längenausgleichselement (6) angeordnet ist, welches in Axialrichtung von der Hohlwelle (1) weg mittels eines Federelements (7) elastisch vorgespannt ist, wobei das Längenausgleichselement (6) mit einem Anschlag (8) versehen ist, welcher gegen einen Anschlag (9) des Kupplungselements (3) in Anlage bringbar ist.
Hohlwellen-Antriebselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerfläche (4) in Form zumindest einer Klaue ausgebildet ist.
Medizinisches Instrument mit einem Hohlwellen-Antriebselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2.