DE20015842U1

DE20015842U1 - Schraubwerkzeug

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Publication number: DE20015842U1
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Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2000-11-23
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Description

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Schraubwerkzeug

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Beschreibung

Schraubwerkzeug
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Die Erfindung betrifft ein Schraubwerkzeug, insbesondere für die Medizintechnik, mit einem Handgriff und einem Stab, der mit seinem ersten, proximalen Ende mit dem Handgriff verbunden ist und an dessen zweitem, distalen Ende ein Eingriffselement vorgesehen ist. Das Eingriffselement ist zur direkten oder indirekten formschlüssigen Verbindung mit einem Schraubelement (z.B. einem Schraubenkopf oder einer Schraubenmutter o.a.) ausgebildet .

Um zuverlässig weder überlastete noch unterbelastete Schraubverbindungen herstellen zu können, muss das Schraubelement mit einem vorgegebenen, optimalen Drehmoment angezogen sein. Dazu ist erforderlich, dass das auf die Schraubverbindung einwirkende Drehmoment weder zu groß noch zu gering ist. Bei zu geringem Drehmoment könnte eine Verbindungsschraube nicht ausreichend gelängt werden und die infolge ihrer elastischen Dehnung (Längung) ausgeübten Kräfte die gewünschten Werte nicht erreichen. Bei zu groß bemessenem Drehmoment gelangt das Material der Schraubverbindung in den plastischen Verformungsbereich, was zu irreparablen Schädigungen des Schraubelements führen kann.

Vor diesem Hintergrund sind in der Praxis Schraubwerkzeuge bekannt, die auf einen vorgegebenen Drehmomentwert einstellbar sind und das auf die Schraubverbindung wirksame Drehmoment auf den vorgegebenen Wert begrenzen. Derartige Schraubwerkzeuge werden auch als Drehmomentschrauber oder DrehmomentSchlussel bezeichnet.

Aus der DE 4 0 22 7 63 Al geht diesbezüglich ein Schraubwerkzeug hervor, das einen Handgriff zur Aufnahme eines mit einem Mitnehmer (Eingriffselement) verbundenen Schaftes aufweist. Der

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Handgriff ist hohl und enthält eine in den Hohlraum hineinragende sägezahnförmige Sperrklinke. Der Schaft seinerseits weist ein drehrichtungsabhängig eine steile oder eine flache Sperrklinkenflanke berührendes radial federndes Blattfederelement auf. Überschreitet das beim betriebsgemäßen Einsatz des bekannten Schraubwerkzeuges aufgebrachte Drehmoment einen vorgegebenen Grenzwert, so gleitet das Federelemente entlang der flachen Flanken und springt in die nächste Sperrklinkenlücke. Damit ist der Schaft ratschenartig frei innerhalb des Handgriffes drehbar, so dass eine weitere Steigerung des Drehmomentes verhindert ist.

Aus der DE 197 56 029 Al ist eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bekannt, die in einen Handgriff integriert ist. Ober eine Einstellschraube ist die von einer Druckfeder auf ein Ende des Eindrehteiles ausgeübte Kraft zur Einstellung eines Drehmomentgrenzwertes variierbar.

Aus der DE 38 08 238 Al ist ein Schraubwerkzeug der eingangs genannten Art bekannt, das einen Handgriff zur Aufnahme eines mit einem Mitnehmer (Eingriffselement) verbundenen Stabes aufweist. Das erste Ende des Stabes ist von einer Schraubenfeder umgeben. In der einen Drehrichtung weitet sich der Innendurchmesser der Federwindungen, wenn das auf den Handgriff ausgeübte Drehmoment einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Dadurch geht die zunächst feste Verbindung zwischen dem ersten Stabende und der Schraubenfeder in eine Gleitreibungsbewegung über.

Den genannten Schraubwerkzeugen ist gemeinsam, dass jeweils eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist, die beim Überschreiten eines Drehgrenzmomentwertes für ein Durchrutschen oder Auslösen der zunächst zwischen dem Handgriff und dem Stab bestehenden Verbindung sorgt. Dadurch sind die Schraubwerkzeuge verhältnismäßig aufwendig, teuer und erfordern - zur Gewähr-

leistung reproduzierbarer Drehmomentverhältnisse - regelmäßige Kontrolle und Kalibrierung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines zuverlässig arbeitenden Schraubwerkzeugs, mit dem eine Drehmomentüberschreitung vermieden werden kann, das einfach und preiswert herstellbar und kalibrierungs- bzw. wartungsfrei ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Schraubwerkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass der Stab als Torsionsstab ausgebildet ist, dass der Stab zumindest abschnittsweise von einer Messhülse umgeben ist, die im Bereich des distalen Endes mit dem Torsionsstab verbunden ist und sich mit ihrem anderen, freien Ende zum Handgriff hin erstreckt und dass zumindest eine Markierung vorgesehen ist, die eine bei betriebsgemäßer Drehmomentbeaufschlagung entstehende Verdrehung des Torsionsstabes relativ zum Handgriff anzeigt.

Ein erster wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugs besteht darin, dass die mit dem distalen Ende des Stabes verbundene Messhülse eine einfach zu detektierende Relativbewegung zu dem Handgriff ausführt, wenn der Handgriff des Schraubwerkzeugs beim bestimmungsgemäßen Schrauben eines Schraubelementes mit einem Drehmoment beaufschlagt ist. Da der Stab als Torsionsstab ausgebildet ist und torsionselastisch (tordierbar) ist, ist - bei Verwendung im vorgegebenen Drehmomentbereich - eine Überbeanspruchung des Torsionsstabes einfach vermieden. Dadurch sind die mit dem erfindungsgemäßen Schraubwerkzeug messbaren ausübbaren Drehmomentwerte äußerst genau und zuverlässig reproduzierbar. Die Winkelverdrehung zwischen Torsionsstab und Handgriff kann als relative Winkeländerung in einfachster Weise angezeigt und abgelesen werden.

Eine aufwendige Drehmomentbegrenzung kann damit entfallen. Dem gemäß kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung

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die Verbindung zwischen Handgriff und dem ersten Ende des Stabes starr sein.

Eine die Anzeige der relativen Verdrehung zwischen Torsionsstab und Handgriff und damit die Drehmomentbemessung verbessernde Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass sich das freie Ende der Messhülse zum Handgriff hin erweitert. Besonders bevorzugt kann die Erweiterung mit mehreren, unterschiedlich hohen Drehmomentwerten zugeordneten Markierungselementen versehen sein.

Um Messverfälschungen zu vermeiden und insbesondere auch einen zuverlässigen Einsatz des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges unter schwierigen Bedingungen (beispielsweise in staubiger oder feuchter Umgebung) zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass das freie Ende der Messhülse eine Gleitfläche aufweist, die mit einer am Handgriff vorgesehenen Gleitfläche kooperiert.

Dies kann dadurch unterstützt werden, dass zwischen den Gleitflächen eine Zwischenschicht aus einem Material mit geringem Reibwert, vorzugsweise aus Teflon, angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Schraubwerkzeuge werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:
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Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Längsschnitt, Figs. IA, IB, IC und ID Einzelteile - zum Teil im Längsschnitt - der Aus führungs form nach Fig. 1;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in Längsseitenansicht, Figs. 2A, 2B und 2C Einzelteile - zum Teil im Längsschnitt der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform,
Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform im Längsschnitt,

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Fig. 5 eine weitere Ausführungsform und Figs. 5A, 5B und 5C Einzelteile - zum Teil im Längsschnitt der Ausführungsform nach Fig. 5.

Dabei sind gleiche oder entsprechende Elemente in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Zunächst werden die weitgehend gleich gestalteten Ausführungsformen nach den Figs. 1, IA, IB, IC, ID und 2, 2A, 2B, 2C erläutert.

Danach ist ein manuell greifbarer Handgriff oder Handhabungsgriff 1 mit einer grifffreundlichen Profilierung versehen. Der Handgriff ist - wie insbesondere in Fig. ID dargestellt - als Hülse mit einem Aufnahmeraum 2 ausgebildet. In diesen ist ein Griffrohr 4 eingesetzt. Zur Montage wird das Griffrohr 4 in den Aufnahmeraum 2 eingeschoben und mit dem Handgriff 1 verbunden, indem dessen Ende la auf ein Außengewinde 4a des Griffrohrs 4 aufgeschraubt wird. In eine Ausnehmung 4b am rückwärtigen Ende 4c des Griffrohrs 4 ist ein erstes Ende 5a eines Torsionsstabes 5 eingesetzt, das als Außenvierkant ausgestaltet ist. Das Ende 5a ist mit dem Ende 4c durch eine Schraubverbindung winkelfest und starr verbunden. Diese Verbindung ist im montierten Zustand gemäß den Figs. 1 und 2 nicht sichtbar, ergibt sich aber aus der Zusammenschau der Figs. IA und IC bzw. 2A und 2C.

Vor Montage des Torsionsstabes 5 mit dem Griffrohr 4 wird auf diesen ein als Messhülse 6 bezeichnetes rohrförmiges Teil aufgeschoben und mit seinem einem Ende 6a mit dem zweiten, distalen Ende 5b des Torsionsstabes 5 starr verbunden. Zur besseren Verbindung mit dem Ende 6a der Messhülse 6 kann der Außenbereich des distalen Endes 5b mit einer Rändelung 5e versehen sein. Das andere freie Ende 6b der Hülse 6 wird dann bei der Verbindung des Torsionsstabes 5 mit dem Griffrohr 4 bis kurz vor einen Anschlag 4d des Griffrohrs geführt.

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Die Messhülse 6 erweitert sich an ihrem freien Ende 6b zum Handgriff 1 hin (Figs. 1 und IB; Figs. 2 und 2B) und weist einen hohl zylindrischen Endabschnitt 6c mit einer innenseitig ausgebildeten Gleitfläche 6d und einer äußeren Mantelfläche 6e auf. Das Griffrohr 4 erstreckt sich vor dem Anschlag 4d mit einem Ansatz 4e, auf den eine Gleithülse 8 aus Material mit einem geringen Reibungsbeiwert aufgebracht ist. Die Gleithülse 8 besteht vorzugsweise aus Teflon.

Das distale Ende des Torsionsstabes 5 kann mit verschiedenen Eingriffselementen 5d versehen sein, die zum Formschluss mit einem zu schraubenden Element ausgestaltet sind. Wie beispielweise Figs. 1 und IA zeigen, kann als Eingriffselement ein Außensechskant vorgesehen sein. Fig. 2C zeigt dagegen als Eingriffselement einen Innenzwölfkant. Selbstverständlich können auch andere Eingriffselemente oder Kupplungselemente (beispielsweise ein Außenvierkant) zur wahlweisen Verbindung mit wechselbaren Einsätzen oder Eingriffselementen vorgesehen sein.

Im montierten Zustand (Figs. 1 und 2) ist eine Skalierung in Form mehrerer Markierungen 6f auf der Mantelfläche 6e der Messhülse zu erkennen. Die Markierungen 6f kooperieren mit einem Markierungsstrich Ib auf dem Griff 1. Wird betriebsgemäß auf den Griff 1 ein Drehmoment ausgeübt und befindet sich das distale Ende 5b über das Eingriffselement 5d in Eingriff einem zu schraubenden Element, wird infolge des Schraubwiderstands ein Torsionsmoment auf den Torsionsstab 5 ausgeübt. Dieser ist - wie vorstehend erläutert - mit seinem ersten Ende 5a mit dem Griff 1 bzw. dem mit dem Griff 1 festverbundenen Griffrohr 4 starr verbunden. Dadurch wird auf das Ende 5b das am Griff 1 aufgebrachte Drehmoment übertragen und führt zu einer Torsion zwischen den Enden 5a und 5b. Dadurch erfolgt eine Relatiwerdrehung, die durch die starre (nicht tordierte) Hülse 6 angezeigt wird. Deren freies Ende 6c führt nämlich infolge ihrer festen Verbindung mit dem distalen Ende 5b des Stabes 5 eine Relativdrehung mit ihrem freien Ende 6b relativ zur Markierung

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Ib des Griffs 1 aus. Damit ist je nach aufgebrachtem Drehmoment gegenüber der Markierung Ib die relative Winkelverdrehung ablesbar. Bevorzugt kann (vergleiche Figs. 1 und 2) eine Normierung in Teilstrichen der Markierung 6f vorgesehen sein, derart dass ein bestimmter Winkelbetrag (Teilstrichabstand) der Verdrehung einem entsprechend aufgebrachten Drehmoment entspricht.

In entsprechender Weise ist die Ausführungsform gemäß den Figs. 3 und 4 ausgestaltet. Soweit übereinstimmende Elemente bezeichnet werden, sind dieselben Bezugszeichen wie in den Figs. I und 2 verwendet. Der Griff 1' gemäß Figs. 3 und 4 weist eine Markierung (Fig. 3) Ib auf, der eine Skala 10 mit mehreren Markierungen 11 gegenübersteht. Die Markierungen 11 repräsentieren individuelle Drehmomentwerte. Die Skala 10 ist auf dem Endabschnitt 6c' am freien Ende 6b' der Messhülse 6' in Form eines Ringes aufgebracht. Vorteilhafter Weise kann die entsprechende Markierung und die Skala 10 symmetrisch auch auf der anderen Seite des Werkzeugs aufgebracht sein, so dass unabhängig von der jeweils betrachteten Werkzeugsseite jeweils das aufgebrachte Drehmoment einfach ablesbar ist. Das erste Ende 5a des Torsionsstabes 5 ist mit den Handgriff 1 verbunden, während das distale Ende 5b mit einem ersten Zahnrad 12 eines Winkelgetriebes 14 starr verbunden ist. Das abtriebsseitige Zahnrad 16 des Winkelgetriebes 14 kann zur Aufnahme eines Eingriffselementes eine Abtriebswelle 18 aufweisen, die auch selbst als Eingriffselement gestaltet sein kann. Das Ende 5b ist in vorbeschriebener Weise mit einem Ende 6a' der Messhülse 6' fest verbunden. Das andere freie Ende 6b' der Messhülse zeigt in vorbeschriebener Weise die relative Verdrehung des Torsionsstabes 5 an.

Die Figs. 5 bzw. 5A bis 5C zeigen eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Schraubwerkzeuges bei der insbesondere der Handgriff 100 mit zwei Teilgriffen 200 und 201 versehen ist. Diese sind in radiale Bohrungen 204, 205 im einen Ende 208 des Griffs eingeschraubt. Auf das andere Ende 210 des Handgriffs 1 ist auf eine Schulter 212 eine Teflonbuchse 214 aufgeschoben. Auf der

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Außenfläche der Teflonbuchse 214 gleitet die Innenfläche 220 einer Messhülse 230. Die Messhülse ist ihrerseits fest mit einem äußeren Rohr 240 z.B. durch Schweißung verbunden. Das Rohr 240 ist fest mit dem distalen Ende 250 eines Torsionsstabes verbunden. Das erste Ende 270 des Torsionsstabes 260 ist, wie in Fig. 5 gezeigt, durch eine Schraubverbindung starr mit dem einem Ende 208 des Handhabungsgriffs 100 verbunden. Bei Relativbewegung des Handgriffs 100 in Bezug auf das distale Ende 250 erfolgt auch hier eine Torsion des Torsionsstabes 260, die durch eine Anzeige 280 zwischen dem Ende der Messhülse 230 und dem Handgriff 100 anzeigt wird.

Durch den einfachen und robusten Aufbau und insbesondere die schützende Relativbewegung zwischen Messhülse und Handgriff ist das erfindungsgemäße Schraubwerkzeug besonders vorteilhaft in der Medizintechnik, beispielsweise in der Orthopädie oder Zahnheilkunde, einsetzbar.

Claims

1. Schraubwerkzeug, insbesondere für die Medizintechnik, mit:

- einem Handgriff (1),

- einem Stab, der mit seinem ersten Ende (5a) mit dem Handgriff (1) verbunden ist und an dessen zweitem, distalen Ende (5b) ein Eingriffselement (5d) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Stab als Torsionsstab (5) ausgebildet ist,

- der Torsionsstab (5) zumindest abschnittsweise von einer Messhülse (6) umgeben ist, die im Bereich des distalen Endes (5b) mit dem Torsionsstab (5) verbunden ist und sich mit ihrem anderen freien Ende (5b) zum Handgriff (1) hin erstreckt, und

- zumindest eine Markierung (1b) vorgesehen ist, die eine bei betriebsgemäßer Drehmomentbeaufschlagung entstehende Verdrehung des Torsionsstabes (5) relativ zum Handgriff (1) anzeigt.

2. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Handgriff (1) mit dem ersten Ende (5a) des Torsionsstabes (5) starr verbunden ist.

3. Schraubwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das freie Ende (6b) der Messhülse (6) zum Handgriff (1) hin erweitert.

4. Schraubwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Messhülse (6) und/oder auf dem Handgriff mehrere Markierungselemente (6f) vorgesehen sind, die unterschiedlich hohen Drehmomentwerten zugeordnet sind.

5. Schraubwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (6b) der Messhülse (6) eine Gleitfläche (6d) aufweist, die mit einer am Handgriff (1) vorgesehenen Gleitfläche kooperiert.

6. Schraubwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleitflächen eine Zwischenschicht (8) aus einem Material mit geringem Reibwert angeordnet ist.

7. Schraubwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8) aus Teflon besteht.