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DE102017009835B3 - Hammerelement mit Impulsbeschränkung - Google Patents

Hammerelement mit Impulsbeschränkung Download PDF

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DE102017009835B3
DE102017009835B3 DE102017009835.2A DE102017009835A DE102017009835B3 DE 102017009835 B3 DE102017009835 B3 DE 102017009835B3 DE 102017009835 A DE102017009835 A DE 102017009835A DE 102017009835 B3 DE102017009835 B3 DE 102017009835B3
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DE
Germany
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impact
hammer
housing
valve
hammer element
Prior art date
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Application number
DE102017009835.2A
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English (en)
Inventor
Frank Heuer
Marc Sanders
Roland Wetzel
Luise Voigt
Katharina Barsch
Costina Donau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silony Medical International AG
Original Assignee
Silony Medical International AG
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
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    • A61B17/88Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A61B17/92Impactors or extractors, e.g. for removing intramedullary devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hammerelements (10) mit Impulsbegrenzung für die medizinische Anwendung und umfasst ein Gehäuse (20), das einen Boden (22) und eine am Boden umlaufende Wand (24) aufweist und ein in dem Gehäuse (20) bewegbar gelagertes Aufprallelement (40) das eine erste schlagseitige Kammer (42) und eine zweite bodenseitige Kammer (44) umfasst, die durch eine im Aufprallelement (44) bewegbare Trennwand (50) ausgebildet werden, wobei die Trennwand (50) zumindest eine Durchgangsöffnung (54) aufweist, welche für ein Fluid passierbar ausgebildet ist und wobei die Trennwand (50) mit einem länglichen Verbindungselement (52) durch einen Boden (46) des Aufprallelements (40) mit dem Boden (22) des Gehäuses (20) verbunden ist, wobei die beiden Kammern des Aufprallelements (40) mit einem Fluid gefüllt sind.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Hammerelement, insbesondere einen Hammerkopf, mit einer Impulsbeschränkung, insbesondere eine einstellbare Impulsbeschränkung.
  • Stand der Technik
  • Für verschiedene Anwendungen im medizinischen Bereich werden Hämmer oder Hammervorrichtungen verwendet. Ein manuell betätigter medizinischer Hammer weist im Wesentlichen die gleichen Merkmale auf, die ein normaler Hammer hat, d.h. einen Hammerkopf und einen Handgriff, der mit dem Hammerkopf verbunden ist. Bei einem manuell betätigten Hammer hängt die Betätigung maßgeblich von der Geschicklichkeit des Anwenders ab, d.h. wie vorsichtig oder kräftig mit dem Hammer geschlagen wird. Da die Hämmer verwendet werden, um bspw. mit einem Knochenmeißel Knochen zu bearbeiten oder auch um Hüft- oder Schultergelenksprothesen zu montieren, hängt der Erfolg der Anwendung von den Fähigkeiten des Anwenders ab.
  • DE 10 2016 101 900 A1 offenbart ein Instrument zum Setzen eines Implantats hat ein Gehäuse mit einer Fluidkammer in Form eines Zylinders, in dem sich ein primärer und ein einstellbar federbelasteter sekundärer Kolben befinden. Die Kammer ist mit einem Fluid, z.B. Gas (Luft) oder Flüssigkeit, gefüllt. Auf den primären Kolben wird die primäre Setzkraft, z.B. durch Hammerschlag, aufgebracht. Das Fluid zwischen den beiden Kolben überträgt die Setzkraft, anfänglich lediglich gedämpft, aber nach Erreichen des Sekundärkolbens von Auslassschlitzen im Zylinder wird die Kraftübertragung unterbrochen. Durch Änderung der Feder-Vorspannung sowie ggf. einer VorKompression des Fluids kann das Kraftunterbrechungs-Niveau eingestellt werden. Damit kann die genaue Setzkraft für ein Implantat eingestellt werden und ist unabhängig von der manuell durch Druck oder Impuls aufgebrachten primären Setzkraft.
  • US 2017/ 211 646 A1 offenbart eine Kraftbegrenzungs- und Dämpfungsvorrichtung, die einen Körper, ein Gewindeschneidelement und ein elastisches Element aufweist. Der Körper hat ein Verbindungssegment und ein Haltesegment. Das Verbindungssegment ist an einem Ende des Körpers ausgebildet und weist ein Befestigungsloch auf. Das Haltesegment ist an dem Verbindungssegment gegenüberliegenden Körper ausgebildet. Das Abgreifelement ist mit dem Körper verbunden, um sich relativ zu dem Verbindungssegment zu bewegen. Das elastische Element ist zwischen dem Anbohrelement und dem Verbindungssegment angebracht, so dass es an dem Anbohrelement anliegt und ermöglicht es dem Anbohrelement, sich relativ zu dem Verbindungssegment zu bewegen.
  • Die US 5 282 805 A offenbart ein chirurgisches Instrument zum Implantieren einer orthopädischen Prothese, die einen Griff mit gegenüberliegenden Längsenden und eine Kopfanordnung aufweist, die an einem Ende des Griffs angeordnet ist. Die Kopfanordnung umfasst eine äußere Aufprallfläche zum Übertragen von Kraft auf ein orthopädisches Instrument oder eine orthopädische Prothese. Eine Feder- und Gleitwellenanordnung ist innerhalb der Kopfanordnung angeordnet, um die Kraft von der Aufprallfläche zu dämpfen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es einen Hammerkopf bereitzustellen, mit dem verhindert werden kann, dass versehentlich zu fest geschlagen wird und z.B. eine Prothese oder ein anderes zu behandelndes Element beschädigt wird.
  • Ein erfindungsgemäßes Hammerelement mit Impulsbegrenzung für die medizinische Anwendung umfasst ein Gehäuse, das einen Boden und eine am Boden umlaufende Wand aufweist und ein in dem Gehäuse bewegbar gelagertes Aufprallelement das eine erste aufprallseitige Kammer und eine zweite bodenseitige Kammer umfasst, die durch eine im Aufprallelement bewegbare Trennwand ausgebildet werden, wobei die Trennwand zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, welche für ein Fluid passierbar ausgebildet ist und wobei die Trennwand mit einem länglichen Verbindungselement durch einen Boden des Aufprallelements mit dem Boden des Gehäuses verbunden ist, wobei die beiden Kammern des Aufprallelements mit einem Fluid gefüllt sind. Durch die Kammern in dem Aufprallelement wird beim Auftreffen des Aufprallelements das Aufprallelement in dem Gehäuse entgegen der Schlagrichtung bewegt und verringert so den Impuls beim Auftreffen des Aufprallelements. Dadurch kann ein zu starker Impuls vermieden werden.
  • Das längliche Verbindungselement ist bevorzugt zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet ist. Dadurch kann zum einen Material gespart werden, zum anderen kann dieser Platz für die Konstruktion von Durchgängen und Ventilen verwendet werden.
  • Die Trennwand zumindest zwei Durchgangsöffnungen aufweist und in zumindest einer Durchgangsöffnung ein Ventil angeordnet ist, das das Fluid nur entgegen der Schlagrichtung in die zweite bodenseitige Kammer und in die Gegenrichtung passieren lässt. Durch ein Ventil, das den Fluidfluss erst ab einem bestimmten Impuls oder Druck erlaubt kann ein Minimaldruck/-impuls festgelegt werden und gleichzeitig auch der Fluss in der entgegengesetzten Richtung an diesem Ventil blockiert werden. Das oder die Ventile können mit einer Kraft vorgespannt sein und erst ab nach einem bestimmten Druckanstieg insbesondere in die bodenseitigen Kammer öffnen. Hiermit kann dann der Schwellwert des Schlagimpulses eingestellt werden, bei dem das oder die Ventile öffnen sollen. Vorzugsweise ist die Kraft zur Vorspannung des oder der Ventile einstellbar, bspw. durch eine Austauschbarkeit von Federn, die für die Vorspannung sorgen, oder durch Komprimieren der Feder um die Vorspannung zu erhöhen. Bei der Erzeugung eines Schlagimpulses, welcher über dem Schwellwert liegt, wird somit eine Auslenkung (Translation) des Aufprallelements erlaubt und damit der resultierende Schlagimpuls auf das zu bearbeitende Element durch die Translationsbewegung und gleichzeitiger Dämpfungswirkung abgeschwächt. Gleichzeitig wird der bei der Erzeugung eines Schlagimpulses, welcher unterhalb des Schwellwertes liegt, keine Auslenkung des Aufprallelements erlaubt.
  • Das Aufprallelement ist bevorzugt am Außenumfang mit mindestens einem Anschlag versehen, der mit einem entsprechenden Anschlag im oder am Gehäuse zusammenwirkt und der mindestens eine Anschlagposition und damit eine maximale Auslenkung des Aufprallelements definiert. Ein zusätzlicher Anschlag kann angeordnet sein, um die Startposition festzulegen. So kann der gleiche Anschlag verwendet werden, um die Positionen des Aufprallelements zu definieren.
  • Vorzugsweise ist zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Boden des Aufprallelements eine Vorspannfeder, Elastomere oder ein mit einem Druck beaufschlagtes kompressibles Medium zum Zurückbewegen des Aufprallelements in die Ausgangsstellung angeordnet. Dadurch wird das Aufprallelement ohne weiteres Zutun des Anwenders in die Ausgangsstellung zurückgeschoben.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist am länglichen Verbindungselement eine Durchgangsöffnung mit einem Ventil angeordnet. Insbesondere ist im länglichen Verbindungselement ferner eine Feder angeordnet, die zur Vorspannung des Ventils dient.
  • Dieses Ventil dient als Durchlass in Richtung der bodenseitigen Kammer für das Fluid beim Aufprall. Am bodenseitigen Endbereich des Gehäuses ist vorzugsweise ein Gewindestift angeordnet, mittels dem die Vorspannkraft der Feder in dem länglichen Verbindungselement einstellbar ist.
  • Vorzugsweise ist am Boden des Aufprallelements mindestens ein Ventil zum Befüllen und/oder zum Entlüften der Kammern des Aufprallelements mit einem Fluid angeordnet ist. Dadurch kann das Aufprallelement einfach gereinigt werden und einfach befüllt werden.
  • Das Gehäuse und das Aufprallelement sind bevorzugt aus zwei unterschiedlichen Materialien oder unterschiedlichen Legierungen ausgebildet. Bspw. können verschiedene Edel-Stahllegierungen verwendet werden. Alternativ können die Elemente auch beschichtet werden oder durch dünne Zwischenschichten voneinander getrennt werden, damit sich die tribulogischen Eigenschaften der Gleitpaarung verbessern. Eine solche Beschichtung oder Zwischenschicht ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Dadurch ist es einfacher sicherzustellen, dass die Reibung zwischen diesen Elementen auch ohne zusätzliche Schmierung gering ist.
  • Die Kammern sind bevorzugt zur Trennwand und/oder auch gegenüber dem Gehäuse mit Dichtungen abgedichtet. So wird die Leckage zwischen den Kammern minimiert.
  • Das Hammerelement kann ferner ein natürliches, ein teil-synthetisches oder ein voll-synthetisches Öl, Wasser oder wässrige Lösungen umfassen, die in die Kammern gefüllt sind. So kann eine gezielte Viskosität und damit eine Schlagdämpfung eingestellt werden.
  • Ferner umfasst das Hammerelement eine eine Schnittstelle, die mit einem Griff zum Halten und Verwenden des Hammerelements verbindbar ist. So kann das Hammerelement auch an einem manuell betätigten Hammer verwendet werden.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen (manuell betätigten) Hammerelements;
    • 2 zeigt eine Explosionsansicht des Hammerelements aus 1; und
    • 3 zeigt einen Längsschnitt des Hammerelements aus 1 in einer Ausgangsstellung;
    • 4 zeigt einen Längsschnitt des Hammerelements aus 1 zum Zeitpunkt des Aufschlags;
    • 5 zeigt einen Längsschnitt des Hammerelements aus 1 mit ausgelenktem Aufprallelement;
    • 6 zeigt einen Längsschnitt des Hammerelements aus 1 zu Beginn der Rückführung des Aufprallelements; und
    • 7 zeigt einen Längsschnitt des Hammerelements aus 1 kurz bevor die Ruheposition in der Ausgangsstellung wieder hergestellt ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden bedeutet der Begriff „Aufprallseitig“ eine zur Schlagfläche gerichtete Richtung (in 3 auf der linken Seite) und eine „bodenseitige“ Richtung eine Richtung am Boden des Aufprallelements oder des Gehäuses (in 3 die rechte Seite).
  • In 1 ist eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Hammerelements 10 mit einem Handgriff 12, der über eine Schnittstelle 11 mit dem Hammerelement 10 verbunden ist. Das Hammerelement muss jedoch nicht an einem Handgriff 12 befestigt sein, sondern kann auch an einer stationären oder anderen mobilen Vorrichtung befestigt sein. Die Figuren enthalten den Handgriff 12 daher lediglich beispielhaft. Ferner sind die Materialien der einzelnen Elemente, die aneinander gleiten, vorzugsweise unterschiedliche Materialien oder beschichtete Materialien, insbesondere solche, die eine geringe Reibung zueinander aufweisen. Solche Materialien können bspw. verschiedene Stahllegierungen oder Kunststoffe sein oder mit unterschiedlichen Beschichtung versehen werden, wie beispielsweise DLC (diamant like carbon), TiN (TitanNitrid), ZrN (ZirkoniumNitrid) oa.
  • Das Hammerelement 10 umfasst ein Gehäuse 20. Das Gehäuse 20 ist größtenteils hohl ausgebildet weist einen Boden 22 und eine umlaufende Wand 24 auf. Der Querschnitt der vorliegenden Ausführungsform ist kreisrund, es kann aber auch andere Querschnitte aufweisen, bspw. einen quadratischen , ovalen oder rechteckigen Querschnitt. Mittig im Boden ist vorzugsweise eine Bohrung 26 ausgebildet, die für ein längliches Verbindungselement 52, das später beschrieben wird. Die Öffnung 24 kann ein Innengewinde aufweisen. Gegenüber dem Boden ist das Gehäuse offen ausgestaltet, so dass in der Öffnung 28 ein Aufprallelement 40 angeordnet sein kann. An der Innenseite des Gehäuses sind vorzugsweise Anschläge 32, 34 vorgesehen, die die Bewegung des Aufprallelements 40 begrenzen. Die Anschläge können als Vorsprung nach innen ausgebildet sein, der sich teilweise oder ganz um den Umfang erstreckt. Es können auch Nuten vorgesehen sein, in die Ringe eingesteckt werden, die dann den Vorsprung ausbilden. Vorzugsweise ist am Endbereich des Gehäuses gegenüber dem Boden 22 ein Anschlusselement 30 ausgebildet, das dann den Anschlag 34 zur Schlagseite des Gehäuses 10 aufweist. Der Anschlag ist vorzugsweise am Schlagseitigen Ende des Anschlusselements 30 ausgebildet. Der bodenseitige Anschlag ist im Hauptkörper 29 des Gehäuses ausgebildet, insbesondere derart am Übergang zum Anschlusselement 30, dass das Anschlusselement einen größeren Innendurchmesser als der Hauptkörper 29 des Gehäuses 20 aufweist und die schlagseitige Kante des Hauptkörpers 29 des Gehäuses 10 als Anschlag verwendet wird. Das Anschlusselement ist vorzugsweise mittels einem Innen- oder Außengewinde an das Gehäuse 20 geschraubt, oder kann auch an das Gehäuse 20 geschweißt oder geklebt sein.
  • In dem Gehäuse 20 ist ferner ein Aufprallelement 40 angeordnet. Das Aufprallelement 40 weist im Wesentlichen die gleiche Querschnittsform auf, die auch das Gehäuse hat und ist in dem Gehäuse 20 aufgenommen. Zwischen der Außenseite des Aufprallelements 40 und der Innenseite des Gehäuses 20 ist eine Dichtung 21 vorgesehen. Bevorzugt ist ein Dichtring in einer Nut angeordnet, die entweder an der Innenseite des Gehäuses 20 oder an der Außenseite des Aufprallelements 40 angeordnet ist.
  • Am Gehäuse, vorzugsweise am Boden 22 des Gehäuses 20, kann ein Ventil vorgesehen sein, dass dann zum Befüllen des Gehäuses mit einem Medium dient. Im Gehäuse 20 kann ferner eine Feder 27 vorgesehen sein, die zwischen einem Boden 46 des Aufprallelements 40 und dem Boden des Gehäuses 20 angeordnet ist und das Aufprallelement zur Schlagseite hin vorspannt. Die Feder 27 kann auch durch ein kompressibles Medium ersetzt werden, dass die gleiche Funktion übernimmt wie die Feder 27 .
  • Das Aufprallelement 40 ist hohl ausgebildet und umfasst eine erste schlagseitige Kammer 42 und eine Bodenseitige Kammer 44. Die Kammern 42, 44 werden durch eine in dem Aufprallelement 40 bewegbaren Trennwand 50 voneinander getrennt. Das Aufprallelement 40 ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, so dass die Trennwand 50 einfach in dem Aufprallelement 40 eingesetzt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Boden 46 des Aufprallelements 40 als separates Element vorgesehen. Der Boden ist dann bspw. durch Schweißen, Löten oder auch durch ein Gewinde oder eine Passung wie bspw. eine Presspassung am schlagseitigen Hauptkörper des Aufprallelements 40 befestigt. Im Boden 46 kann ein Ventil 47 vorgesehen sein, die zum Befüllen des Aufprallelements 40 mit einem Fluid oder Liquid dient. Als Fluid kommt beispielsweise ein natürliches Öl, ein teil-synthetisches Öl oder ein voll-synthetisches Öl, Wasser oder wässrige Lösungen wie eine Kochsalzlösung in Frage. Wie oben erwähnt kann eine Nut mit einem Dichtring an der Außenseite des Aufprallelements 40 vorgesehen sein. Ferner kann auch ein umlaufender Vorsprung 41 an der Außenseite des Aufprallelements 40 ausgebildet sein, der mit den Anschlägen 34,32 des Gehäuses zusammenwirkt und die Bewegung des Aufprallelements begrenzt. Der Anschlag kann sich ganz oder teilweise um den Umfang des Aufprallelements 40 erstrecken. Die Schlagseite 43 des Aufprallelements 40 ist Flach ausgebildet, kann aber je nach Anforderung an die Hammerfläche auch entsprechend anders ausgestaltet sein, bspw. mit einem Vorsprung.
  • Die Trennwand 50 weist mittig ein längliches Verbindungselement 52 auf, dass sich durch den Boden 46 des Aufprallelements zum Boden 22 des Gehäuses 20 erstreckt. Das längliche Verbindungselement 52 ist fest mit dem Boden 22 des Gehäuses 20 verbunden, bspw. durch Schweißen, Kleben oder verschrauben. Die Trennwand weist im Wesentlichen den gleichen Querschnitt auf, wie das Aufprallelement 40, weswegen ein runder Querschnitt der einzelnen Elemente des Hammerkopfs 10 bevorzugt ist. Zwischen Trennwand 50 und Aufprallelement 40 ist eine Dichtung 45 vorgesehen.
  • In die Trennwand ist zumindest eine Durchgangsöffnung 54, 55, 56 ausgebildet, durch die das Fluid fließen kann. Die Durchgangsöffnung kann an einer beliebigen Stelle ausgebildet sein, bspw. auch am Rand der Trennwand und es können auch mehr als eine Durchgangsöffnung vorgesehen sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind drei Durchgänge 54, 55, 56 vorgesehen. Die Durchgangsöffnung 54 zur bodenseitigen Kammer ist vorzugsweise mittig angeordnet, so dass er über dem länglichen Verbindungselement 52 angeordnet ist. Das längliche Verbindungselement ist hier hohl ausgebildet und weist eine Ventilkonstruktion auf, die einen Ventilverschluss 60, eine Vorspannfeder 62 und bevorzugt auch eine Einstellschraube 64 umfasst. Der Ventilverschluss ist vorzugsweise pilzförmig ausgebildet, so dass die Feder 62 an den „Hut“ anschlägt und am „Stiel“ geführt ist. Die Unterseite der Durchgangsbohrung 54 ist formschlüssig zum Ventilverschluss 60 ausgebildet. D.h. in der vorliegenden Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung als Bohrung ausgebildet, die sich zum Bodenseitigen Ende hin aufweitet.
  • Das längliche Verbindungselement 52 weist zumindest eine seitliche Bohrung 66 auf, um den Kontakt der Durchgangsöffnung 54 mit der bodenseitigen Kammer 44 herzustellen. Die Einstellschraube 64 ist am Boden 22 des Gehäuses 20 in einem Gewinde in dem länglichen Verbindungselement 52 angeordnet und kann durch Verschrauben in dem Gewinde in Axialrichtung verstellt werden, um die Feder zusammenzudrücken oder zu entspannen und die Vorspannung der Feder 62 zu ändern, so dass das Ventil entsprechend fest oder leicht gegen die Durchgangsöffnung 54 gedrückt wird. Die Verstellschraube 64 weist an ihrem Ende einen Vorsprung auf, der in die Feder 62 hineinragt und mit dem die Feder 62 gehalten ist. In der Öffnung im Boden 46 des Aufprallelements 40 ist vorzugsweise zwischen länglichem Verbindungselement 52 und dem Boden 46 eine Dichtung 51 vorgesehen.
  • Die anderen beiden Öffnungen 55, 56 sind beabstandet von der mittleren Durchgangsöffnung 54 angeordnet, vorzugsweise im gleichen Abstand und in einer symmetrischen Anordnung. Die Durchgangsbohrungen 55, 56 können ebenfalls mit Ventilen versehen sein. Diese Ventile sperren den Durchfluss des Mediums in der schlagseitigen Kammer zur bodenseitigen Kammer, aber erlauben den Fluss in Gegenrichtung. Die Ventile sind mit einer Kugel 70 als Sperrelement und mit einer Feder 72 als Vorspannelement versehen. Am der Kugel 70 gegenüberliegenden Ende der Durchgangsöffnung 55, 56 ist ein Anschlag 74 für die Feder vorgesehen. Der Anschlag kann als Gewindeelement ausgebildet sein, der in die Durchgangsöffnung 55, 56 eingeschraubt wird, kann aber auch gelötet, geschweißt, geklebt oder als Ring ausgebildet sein.
  • Im folgenden wird die Funktion des Hammerelements 10 anhand des in den 3 bis 7 gezeigten Hammers beschrieben. In 3 ist der Hammer in der Ausgangsstellung gezeigt. Die Ventile 54, 55, 56 sind geschlossen und der Anschlag 41 liegt am schlagseitigen Anschlag 34 des Gehäuses 20 an. 4 zeigt den Moment des Aufpralls der Schlagoberfläche 43 auf das zu schlagende Element. Der durch den Aufprall entstehende Impuls drängt das Aufprallelement 40 in Richtung Gehäuseboden 22. Da die Trennwand am Gehäuseboden befestigt ist, entsteht in der schlagseitigen Kammer 42 ein erhöhter Druck, der durch die Durchgangsöffnung 54 fließen will. Sobald der Druck auf das Ventil 60 größer wird, als die Vorspannkraft der Feder 62, verschiebt sich das Ventil nach hinten und öffnet sich. Die Vorspannkraft kann durch verdrehen der Einstellschraube 64 eingestellt werden. Je mehr die Einstellschraube in Richtung Schlagseite bewegt wird, desto größer ist der Druck, der für das Öffnen des Ventils 60 benötigt wird. Das Medium in der schlagseitigen Kammer 42 fließt dann durch die Durchgangsöffnung 54 in das längliche Verbindungselement 52 und durch die Bohrung 66 in die bodenseitige Kammer 44. Dadurch verschiebt sich das Aufprallelement 40 in Richtung Gehäuseboden 22, wie es in 5 gezeigt ist. Das Aufprallelement hat hier nahezu die maximale Verschiebung erreicht und der Anschlag 41 stößt fast an den bodenseitigen Anschlag 32 an. In 6 ist der Schlag ausgeführt und es wirkt keine Kraft mehr von der Schlagseite auf das Aufprallelement 40. Die Rückstellfeder 27 wurde durch die Bewegung des Aufprallelements in Richtung Gehäuseboden 22 gespannt. Da kein Impuls mehr auf das Aufprallelement wirkt und daher der Druck in der schlagseitigen Kammer 42 nicht mehr erhöht ist, fängt die Feder 27 an sich zu entspannen und drückt das Aufprallelement wieder in Richtung Schlagseite in die Ausgangsstellung, die in 3 gezeigt ist. Wenn die Feder 27 das Aufprallelement 40 verschiebt, erhöht sich der Druck in der bodenseitigen Kammer 44 und die Kugeln 70 der Durchlassöffnungen 55, 56 werden verschoben. Dadurch fließt dann das Medium durch die Durchlassöffnungen 55, 56 wieder in die schlagseitige Kammer und die Ausgangsstellung des Aufprallelements ist wiederhergestellt. 7 zeigt den Moment gerade bevor die Kugeln die Durchlassöffnungen 55, 56 wieder verschließen. Die Ventile der Durchlassöffnungen 55, 56 sind vorliegend nicht veränderbar ausgestaltet, wie das Ventil 60. Es können jedoch durch unterschiedliche Federn durchaus vorgegebene Ventilstärken verwirklicht werden.
  • Grundsätzlich sind in den Durchlassöffnungen keine Ventile notwendig, sie verbessern aber die Funktionsweise des Hammerelements, da mit diesen der Schwellwert des Schlagimpulses eingestellt werden kann, bei dem das Ventil öffnen soll.
  • Für die Montage des Hammers wird das Gehäuse bereitgestellt und die Feder 27 in den Gehäusehauptkörper 29 eingesetzt, so dass sie auf dem Gehäuseboden 22 aufliegt. Dann wird die Aufprallkammer 40 montiert, indem die Trennwand 50 (je nach Ausführungsform mit oder ohne Ventile in den Durchlassöffnungen54, 55, 56) mit länglichem Verbindungselement 40 in den Hauptkörper der Aufprallkammer gesetzt wird und der Boden 46 der Aufprallkammer 40 befestigt wird. Das Aufprallelement wird mit dem gewünschten Medium befüllt und dann in das Gehäuse eingesetzt. Das Ventil 60 wird in das längliche Verbindungselement 52 eingesetzt (bspw. durch die Öffnung im Gehäuseboden 22) und die Einstellschraube in das längliche Verbindungselement eingeschraubt. Abschließend wird das Anschlussstück 30 an der umlaufenden Gehäusewand 24 befestigt. Wenn es gewünscht ist, kann auch das Gehäuse 20 dann noch mit einem Medium befüllt werden. Das Hammerelement 10 wird dann an den Griff oder an einer entsprechenden Vorrichtung befestigt.
  • Bezugszeichenliste
  • Hammerelement 10
    Schnittstelle für Handgriff 11
    Handgriff 12
    Gehäuse 20
    Dichtung 21
    Boden 22
    umlaufende Wand 24
    Bohrung 26
    (Rückstell)Feder 27
    Öffnung 28
    Hauptkörper des Gehäuses 29
    Anschlusselement 30
    bodenseitiger Anschlag 32
    schlagseitiger Anschlag 34
    Aufprallelements 40
    Anschlag 41
    schlagseitige Kammer 42
    Schlagseite 43
    bodenseitige Kammer 44
    Dichtung 45
    Boden 46
    Ventil 47
    Trennwand 50
    Dichtung 51
    längliches Verbindungselement 52
    Durchgangsöffnung 54, 55, 56
    Ventilverschluss 60
    Vorspannfeder 62
    Einstellschraube 64
    Bohrung 66
    Kugel 70
    Feder 72
    Anschlag 74

Claims (14)

  1. Hammerelement (10) mit Impulsbegrenzung für die medizinische Anwendung umfassend ein Gehäuse (20), das einen Boden (22) und eine am Boden umlaufende Wand (24) aufweist; und ein in dem Gehäuse (20) bewegbar gelagertes Aufprallelement (40) das eine erste schlagseitige Kammer (42) und eine zweite bodenseitige Kammer (44) umfasst, die durch eine im Aufprallelement (44) bewegbare Trennwand (50) ausgebildet werden, wobei die Trennwand (50) zumindest eine Durchgangsöffnung (54) aufweist, welche für ein Fluid passierbar ausgebildet ist und wobei die Trennwand (50) mit einem länglichen Verbindungselement (52) durch einen Boden (46) des Aufprallelements (40) mit dem Boden (22) des Gehäuses (20) verbunden ist, wobei die beiden Kammern des Aufprallelements (40) mit einem Fluid gefüllt sind.
  2. Hammerelement (10) nach Anspruch 1, bei dem das längliche Verbindungselement (52) zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet ist.
  3. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Trennwand (50) zumindest zwei Durchgangsöffnungen (54, 55) aufweist und in zumindest einer Durchgangsöffnung ein Ventil (60) angeordnet ist, das das Fluid nur in die zweite bodenseitige Kammer (44) oder in die erste Schlagseitige Kammer (42) passieren lässt.
  4. Hammerelement (10) nach Anspruch 3, das das oder die Ventile mit einer vorbestimmten Kraft vorgespannt sind und erst ab einem bestimmten Druckanstieg öffnen.
  5. Hammerelement (10) nach Anspruch 4, bei dem die Vorspannkraft des oder der Ventile einstellbar ist.
  6. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufprallelement (40) am Außenumfang mit mindestens einem Anschlag (41) versehen ist, der mit einem entsprechenden Anschlag (32, 34) im Gehäuse (20) zusammenwirkt.
  7. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen dem Boden (22) des Gehäuses (20) und dem Boden (46) des Aufprallelements (40) eine Vorspannfeder, Elastomere oder ein mit Druck beaufschlagtes kompressibles Medium zum Zurückführen des Aufprallelements (40) in die Ausgangsstellung angeordnet ist.
  8. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Durchgangsöffnung (54) mit einem Ventil (60) am länglichen Verbindungselement (52) angeordnet ist und im länglichen Verbindungselement (52) eine Feder 62) angeordnet ist, die zur Vorspannung des Ventils dient.
  9. Hammerelement (10) nach Anspruch 8, bei dem am bodenseitigen Endbereich des länglichen Verbindungselements (52) eine Einstellschraube (64) angeordnet ist, mittels dem die Vorspannkraft der Feder in dem länglichen Verbindungselement (52) einstellbar ist.
  10. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem am Aufprallelement (40) mindestens ein Ventil (47) zum Befüllen mit einem Fluid und/oder zum Entlüften der Kammern (42, 44) des Aufprallelements (40) angeordnet ist.
  11. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gehäuse (20) und das Aufprallelement (40) aus zwei unterschiedlichen Materialien und/oder mit einer Beschichtung, und/oder mit einem reibungsreduzierenden Trennelement ausgebildet sind.
  12. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufprallelement (40) zur Trennwand (50) und/oder auch gegenüber dem Gehäuse (20) mit Dichtungen abgedichtet ist.
  13. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein natürliches, teil-synthetisches oder voll-synthetisches Öl, Wasser oder wässrige Lösungen, die in die Kammern gefüllt sind.
  14. Hammerelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Schnittstelle (11), die mit einem Griff (12) zum Halten und Verwenden des Hammerelements verbindbar ist.
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