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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine chirurgische Drückereinheit
zum Vorgeben einer Drehzahl und/oder einer Drehrichtung einer chirurgischen
Antriebseinheit, welche in mindestens zwei verschiedenen Betriebsmodi
betreibbar ist, umfassend mindestens ein in einer Betätigungsrichtung
beweglich gelagertes Betätigungsglied
und mindestens einen Betätigungssensor
zum Erzeugen eines Betätigungssignals
als Reaktion auf eine Bewegung und/oder eine Stellung des Betätigungsglieds,
wobei einem ersten Betriebsmodus eine erste Betriebsmodistellung
des mindestens einen Betätigungsglieds
zugeordnet ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung
eine chirurgische Antriebseinheit umfassend einen chirurgischen
Antrieb und eine Drückereinheit
zum Vorgeben einer Drehzahl und/oder einer Drehrichtung der Antriebseinheit.
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Chirurgische Antriebseinheiten der
eingangs beschriebenen Art werden häufig in Form von Akkumaschinen
oder mit einem Steuergerät
verbundenen und damit netzabhängigen
Geräten
verwendet. Insbesondere bei den letztgenannten Ausführungsformen
enthält
die Antriebseinheit den Antrieb selbst sowie eine Drückereinheit
der eingangs beschriebenen Art. Bekannte Drückereinheiten umfassen in der
Regel einen oder mehrere Schiebeschalter, z.B. in Form von Drückereinheit,
mit denen beispielsweise ein Drehzahlvorgabesignal erzeugt werden
kann. Damit ein Betriebsmodus der Antriebseinheit geändert werden
kann, ist häufig
ein zweites Betätigungsglied
vorgesehen, das ebenfalls in Form eines Schiebeschalters ausgebildet
ist. Um weitere Funktionen der Antriebseinheit aktivieren zu können, sind
dann in der Regel weitere Betätigungsglieder
erforderlich. Dies ist unter Umständen jedoch nachteilig, da
nur ein begrenzter Platz an der Antriebseinheit verfügbar ist und
zudem bei mehr als zwei Betätigungsgliedern
die Gefahr besteht, daß nicht
immer das richtige Betätigungsglied
von einem Operateur gedrückt
wird, so daß es
zu einer Fehlbedienung der Antriebseinheit kommen kann, wodurch
im schlimmsten Fall ein Schaden für einen Patienten entstehen
kann.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine chirurgische Drückereinheit
und eine chirurgische Antriebseinheit der eingangs beschriebenen
Art so zu verbessern, daß weitere
Betriebsmodi von einer Bedienperson einfach und sicher eingestellt
werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einer chirurgischen Drückereinheit
der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mindestens eine
Betätigungsglied
von der ersten Betriebsmodistellung in zweite Betriebsmodistellung,
welche einem zweiten Betriebsmodus der Antriebseinheit zugeordnet
ist, um eine Drehachse verdrehbar, zum Umschalten der Antriebseinheit
vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus.
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Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, dem
mindestens einen Betätigungsglied
mehrere Funktionen zuzuweisen. Beispielsweise könnte das Betätigungsglied
in Form eines Drehzahlreglers ausgebildet sein, welcher es gestattet,
nach Verdrehung desselben von einem Linkslaufbetrieb der Antriebseinheit
auf einen Rechtslaufbetrieb umzuschalten. Denkbar wäre es auch,
einen Drehzahlgeber so auszubilden, daß er in einer ersten Drehstellung
als Drehzahlgeber betätigbar
ist, in einer zweiten Drehstellung dagegen als Drehzahlgeber blockiert.
Auf diese Weise kann beispielsweise eine Verriegelung einer Ruhestellung
der Antriebseinheit, in welcher diese kein Antriebsmoment ausübt, er reicht
werden. Das Betätigungsglied
läßt sich
auf einfache Weise gegen ein unbeabsichtigtes Betätigen sichern.
In jedem Fall gestattet es die Erfindung, dem mindestens einen Betätigungselement
mindestens zwei unabhängige
Funktionen zuzuweisen, und zwar zum einen eine Funktion in Folge
einer Betätigung
in der Betätigungsrichtung,
zum anderen eine Funktion oder einen Funktionswechsel in Folge einer
Verdrehung des Betätigungsglieds.
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Vorteilhaft ist es, wenn bei einer
erfindungsgemäßen chirurgischen
Drückereinheit
oder bei einer Drückereinheit
der eingangs beschriebenen Art mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit
zum Erzeugen eines magnetischen Feldes vorgesehen ist, wenn der
Betätigungssensor
zum Detektieren eines Magnetfeldes ausgebildet ist und wenn die
Magnetfeldererzeugungseinheit relativ zum Betätigungssensor bewegbar ist.
Diese Ausgestaltung gestattet es, die Magnetfelderzeugungseinheit
und den Betätigungssensor
räumlich
voneinander zu trennen. Dadurch kann beispielsweise eine vollständig gekapselte
Magnetfelderzeugungseinheit an der Antriebseinheit verbleiben und
mit dieser sterilisiert werden, wohingegen der Magnetfeldsensor
mit einer Steuerungselektronik und/oder einer Batterie der Antriebseinheit,
falls es sich bei dieser um eine batteriebetriebene handelt, vor
einem Sterilisiervorgang entfernt werden kann. Insgesamt läßt sich
so eine Drehzahl und/oder eine Drehrichtung der Antriebseinheit
vorgeben und berührungslos
mittels des Betätigungssensors
erfassen.
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Eine Änderung eines Magnetfelds oder
eine Bewegung desselben relativ zu dem mindestens einen Betätigungssensor
läßt sich
auf einfache Weise dadurch erreichen, daß der mindestens eine Betätigungssensor
ein Magnetfeldsensor ist.
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Günstig
ist es, wenn zwei Betätigungssensoren
vorgesehen und derart angeordnet sind, daß mit dem einen Betätigungssensor
eine Stellung des mindestens einen Betätigungsglieds in der ersten
Betriebsmodistellung und/oder eine Bewegung des mindestens einen
Betätigungsglieds
in der ersten Betriebsmodistellung detektierbar ist und daß mit dem zweiten
Betätigungssensor
eine Stellung des mindestens einen Betätigungsglieds in der zweiten
Betriebsmodistellung und/oder eine Bewegung des mindestens einen
Betätigungsglieds
in der zweiten Betriebsmodistellung detektierbar ist. Auf diese
Weise lassen sich unterschiedliche Betätigungsstellungen des mindestens
einen Betätigungsglieds
separat erfassen. Beispielsweise kann in einer ersten Betriebsmodistellung
eine Drehzahl für
einen Rechtslauf der Antriebseinheit vorgegeben werden, in einer
zweiten Betriebsmodistellung eine Drehzahl für einen Linkslauf. Oder es
kann ein als Betriebsmodiwählglied ausgebildetes
Betätigungsglied
z.B. in einer ersten Betriebsmodistellung einen Links- oder Rechtslauf der
Antriebseinheit vorgeben, in einer zweiten Betriebsmodistellung
einen Oszillations- oder Pilgerschrittbetrieb. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein,
daß in
jeder der beiden Betriebsmodistellungen durch Betätigen des
Betätigungsglieds
in der Betätigungsrichtung
jeweils noch auf einen anderen Betriebsmodus umgeschaltet werden
kann.
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Ein besonders einfacher Aufbau der
Drückereinheit
ergibt sich, wenn das mindestens eine Betätigungsglied in der Betätigungsrichtung
verschiebbar an der Drückereinheit
gelagert ist. Eine solche Drückereinheit
läßt sich
vorzugsweise in einen pistolenartigen Handgriff einer Antriebseinheit
integrieren, was eine ergonomische vorteilhafte Bedienung beziehungsweise
Betätigung
des mindestens einen Betätigungsglieds
durch eine Bedienperson gestattet.
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Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens
eine Betätigungsglied
einen im wesentlichen rotationssymmetrischen Grundkörper aufweist.
Vorzugsweise kann der Grundkörper
aus einem Kunststoff gefertigt sein, was dessen Herstellung vereinfacht
und zudem beispielsweise eine Einbettung und damit vollständige Kapselung
der mindestens einen Magnetfelderzeugungseinheit in das Betätigungsglied
gestattet.
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Günstigerweise
weist die Druckereinheit eine Führung
zum Vorgeben und Begrenzen einer Bewegung des mindestens einen Betätigungsglieds auf.
Diese kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß sie eine
Drehbewegung und/oder eine Längsbewegung
des mindestens einen Betätigungsglieds führt. Die
Führung
gestattet es, eine Bewegung des mindestens einen Betätigungsglieds
relativ zum Betätigungssensor
in gewünschter
Weise vorzugeben.
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Vorteilhafterweise umfaßt die Führung mindestens
eine Längsführung zum
Vorgeben und Begrenzen einer Verschiebebewegung des mindestens einen
Betätigungsglieds
in der Betätigungsrichtung. An
der mindestens einen Längsführung vorgesehene Anschläge, z.B.
Endanschläge
können
beispielsweise zum Definieren von unterschiedlichen Betriebsmodi
oder einer maximalen oder minimalen Drehzahl der Antriebseinheit
dienen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Führung mindestens eine Drehführung umfaßt zum Vorgeben
und Begrenzen einer Drehbewegung des mindestens einen Betätigungsglieds.
Es läßt sich so
in definierter Weise die Antriebseinheit vom ersten Betriebsmodus
in den zweiten Betriebsmodus umschalten.
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Günstig
ist es, wenn eine Verriegelungsstellung des mindestens einen Betätigungsglieds
vorgesehen ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn in der Verriegelungsstellung
eine Bewegung des mindestens einen Betätigungsglieds quer zur einer
von der mindestens einen Drehführung
vorgegebenen Bewegungsbahn blockiert ist. Es läßt sich so das Betätigungsglied
auf einfache Weise durch Verdrehen in die Verriegelungsstellung
bringen, insbesondere läßt sich
ein Drehzahlvorgabeglied dadurch quasi "ausschalten".
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Besonders einfach wird der Aufbau
der Drückereinheit,
wenn die mindestens eine Drehführung ein
freies Ende aufweist und wenn das freie Ende der mindestens einen
Drehführung
die Verriegelungsstellung definiert. Beispielsweise kann das freie
Ende einen Anschlag ausbilden, der eine Drehbewegung begrenzt.
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Grundsätzlich wäre es denkbar, die mindestens
eine Längsführung und
die mindestens eine Drehführung
unabhängig
voneinander auszubilden. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die
mindestens eine Längsführung und
die mindestens eine Drehführung
miteinander gekoppelt sind. So wird es möglich, das mindestens eine
Betätigungsglied
in einer Längsrichtung
zu bewegen und aus dieser heraus das Betätigungsglied zu verdrehen.
Insbesondere läßt sich
dann die Führung
insgesamt in Form einer Bajonettführung ausbilden, d.h. Längs-und Drehbewegungen
lassen sich trennen und nacheinander ausführen.
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Um ein Umschalten zwischen zwei geführten Längsbewegungen
zu gestatten, ist es günstig,
wenn zwei Längsführungen über eine
Drehführung
miteinander gekoppelt sind.
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Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens
eine Längsführung zwei
Enden aufweist und wenn die mindestens eine Drehführung und
die mindestens eine Längsführung an
einem oder benachbart zu einem der beiden Enden miteinander gekoppelt
sind. Gemäß dieser
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, die
Druckereinheit so auszubilden, daß beispielsweise in einer Ruhestellung,
in welcher die Antriebseinheit kein Drehmoment ausübt, eine
Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Betriebsmodi möglich ist.
Die Verbindung der beiden Führungen
benachbart zu einem der beiden Enden der Längsführung, oder aber auch der Drehführung, stellt
sicher, daß in
einer Extremstellung das mindestens eine Betätigungsglied eine definierte Stellung
einnimmt, das heißt
nicht unbeabsichtigt in die eine oder andere Richtung verdreht beziehungsweise
verschoben werden kann. Mit anderen Worten ist dem mindestens einen
Betätigungsglied
in der Extremstellung nur ein Bewegungsfreiheitsgrad zugeordnet.
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Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, daß eine Betriebsmodistellung
einem Rechtslauf des Antriebseinheit und eine andere Betriebsmodistellung einem
Linkslauf der Antriebseinheit zugeordnet ist. Dadurch läßt sich
die Antriebseinheit beispielsweise in zwei unterschiedlichen Drehrichtungen
antreiben.
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Des weiteren kann es vorteilhaft
sein, wenn eine weitere Betriebsmodistellung einem Oszillationsbetrieb
oder einem Pilgerschrittbetrieb der Antriebseinheit zugeordnet ist.
Unter einem Oszillationsbetrieb ist zu verstehen, daß sich die
Drehrichtung der Antriebseinheit ständig ändert, wobei eine Drehung jeweils
gleich lang in unterschiedliche Drehrichtungen erfolgt. Bei einem
Pilgerschritt betrieb ist dagegen die Dauer einer Bewegung in unterschiedliche
Drehrichtungen unterschiedlich lang, so daß sich insgesamt eine resultierende
Bewegung in einer Drehrichtung ergibt.
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Vorteilhafterweise ist eine weitere
Betriebsmodistellung einem Betriebsmodus zugeordnet, in welchem
eine Drehzahl der Antriebseinheit vorgebbar ist. Damit kann das
mindestens eine Betätigungsglied
beispielsweise als Drehzahlvorgabedrücker dienen.
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Damit weitere Betriebsmodi mit einem
einzigen Betätigungsglied
vorgebbar sind, ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Betätigungsglied durch
eine in einer ersten Längsführung geführte Bewegung
von einer dritten Betriebsmodistellung, welche einem dritten Betriebsmodus
der Antriebseinheit zugeordnet ist, in eine vierte Betriebsmodistellung bringbar
ist, die einem vierten Betriebsmodus der Antriebseinheit zugeordnet
ist.
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Die Zahl der möglichen Betriebsmodi, die mit dem
mindestens einen Betätigungsglied
einstellbar sind, läßt sich
ferner erhöhen,
wenn das mindestens eine Betätigungsglied
durch eine in einer zweiten Längsführung geführte Bewegung
von einer fünften Betriebsmodistellung,
welche einem fünften
Betriebsmodus der Antriebseinheit zugeordnet ist, in eine sechste
Betriebsmodistellung bringbar ist, die einen sechsten Betriebsmodus
der Antriebseinheit zugeordnet ist.
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Günstig
ist es, wenn der vierte und der sechste Betriebsmodus identisch
sind. Dies gestattet es, beispielsweise aus dem dritten und aus
dem fünften
Betriebsmodus und unabhängig
von einer Verdrehstellung des mindestens einen Betätigungsglieds
jeweils in den gleichen Betriebsmodus umzuschalten, beispielsweise
von einem Rechtslauf in einen Linkslauf und von einem Oszillationsbetrieb ebenfalls
in einen Linkslauf der Antriebseinheit.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der erste und der dritte
Betriebsmodus identisch sind und daß der zweite und der fünfte Betriebsmodus identisch
sind. Eine solche Verknüpfung
der unterschiedlichen Betriebsmodi läßt sich beispielsweise durch
eine insgesamt U-förmige
Führung
realisieren.
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Eine Bedienung der Druckereinheit
wird für einen
Operateur besonders einfach, wenn ein erstes und ein zweites Betätigungsglied
vorgesehen sind, wenn das eine Betätigungsglied zum Umschalten
der Antriebseinheit in unterschiedliche Betriebsmodi ausgebildet
ist und wenn das andere Betätigungsglied zum
Vorgeben einer Drehzahl der Antriebseinheit ausgebildet ist. Damit
läßt sich
mit dem einen Betätigungsglied
eine Drehzahl vorgeben und mit dem anderen Betätigungsglied, z.B. auch gleichzeitig,
von einem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus wechseln.
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Vorteilhaft ist es, wenn durch eine
in der mindestens einen Drehführung
geführte
Bewegung des mindestens einen Betätigungsglieds die Antriebseinheit
in einer Ruhestellung, in welcher die Antriebseinheit kein Antriebsmoment
ausübt,
verriegelbar ist durch eine geführte
Verdrehung des mindestens einen Betätigungsglied in der mindestens
einen Drehführung
in die Verriegelungsstellung. Dadurch kann vermieden werden, daß durch
eine unbeabsichtigte Betätigung
des mindestens einen Betätigungsglieds die
Antriebseinheit in unerwünschter
Weise anläuft.
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Auf einfache Weise läßt sich
die Druckereinheit in eine Ausgangsstellung überführen, wenn das mindestens eine
Betätigungsglied
mit einem Kraftspeicher gekoppelt ist und wenn eine zur Betätigung des
mindestens einen Betätigungsglieds
aufzubringende Betätigungskraft
in dem Kraft-speicher speicherbar ist. Ein Kraftspeicher läßt sich
beispielsweise durch ein elastisches Element, insbesondere eine
Feder oder ein Gummiband ausbilden.
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Günstigerweise
ist der Kraftspeicher derart angeordnet und ausgebildet, daß er parallel
oder im wesentlichen parallel zur Betätigungsrichtung wirkt. Auf
diese Weise wird der Aufbau der Drückereinheit sehr einfach und
kompakt.
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Vorzugsweise ist in der Ruhestellung und/oder
in der ersten Betriebsmodistellung und/oder in der zweiten Betriebsmodistellung
des mindestens einen Betätigungselements
die im Kraftspeicher gespeicherte Energie am kleinsten. Mit anderen
Worten bedeutet dies aber auch, daß durch den Kraftspeicher das
mindestens eine Betätigungsglied
in den drei angegebenen Stellungen gehalten wird, wenn der Kraftspeicher
derart ausgebildet ist, daß die
in diesem gespeicherte Energie größer als Null ist, wenn das
mindestens eine Betätigungsglied
die genannten Stellungen einnimmt.
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Grundsätzlich könnte die mindestens eine Drehführung eine
beliebige Länge
aufweisen oder sich über
einen beliebigen Winkelbereich erstrecken.
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Günstig
ist es jedoch, wenn die mindestens eine Drehführung eine Verdrehung des mindestens einen
Betätigungselements
um einen vorgebbaren Drehwinkel begrenzt. Dies gestattet es, eine
Verdrehung um einen bestimmten Winkel definiert auszuführen.
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Vorzugsweise ist der Drehwinkel in
einem Bereich von 45° bis
315° vorgebbar.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
der Drehwinkel einem ganzzahligen Vielfachen von 90° entspricht.
Dies gestattet es, bei entsprechender Ausgestaltung des mindestens
einen Betätigungsglieds, eine
Betriebsmodistellung des Betätigungsglieds
erkennbar zu machen, beispielsweise durch eine unsymmetrische Ausbildung
einer Betätigungsfläche oder
eines Betätigungsknopfes
des Betätigungsglieds
oder durch eine angebrachte Markierung.
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Eine besonders einfache Konstruktion
der Drückereinheit
ergibt sich, wenn die Führung
mindestens eine Führungsausnehmung
und mindestens einen in der mindestens einen Führungsausnehmung geführten Führungsvorsprung
umfaßt
und wenn die Führungsausnehmung
oder der Führungsvorsprung
an dem mindestens einen Betätigungsglied
angeordnet sind. Beispielsweise kann die Führung des mindestens einen
Betätigungsglieds
durch einen in einer Nut geführten
Zapfen ausgebildet sein.
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Vorzugsweise trägt das mindestens einen Betätigungsglied
den Führungsvorsprung.
Dieser kann einstückig
oder lösbar
verbindbar mit dem Betätigungsglied
ausgebildet sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Drückereinheit mindestens zwei
Führungsausnehmungen für das mindestens
eine Betätigungsglied
aufweist. Beispielsweise kann eine Füh rungsausnehmung geradlinig
ausgebildet sein, die andere gekrümmt, um einerseits eine Bewegung
in der Betätigungsrichtung,
andererseits eine Verdrehung des mindestens einen Betätigungsglieds
zu führen.
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Damit mit der Druckereinheit eine
Drehzahl vorgegeben werden kann, ist es vorteilhaft, wenn das mindestens
eine Betätigungsglied
ein Drehzahlvorgabeglied zum Vorgeben einer Drehzahl der Antriebseinheit
ist.
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Um einer Bedienperson der Antriebseinheit ein
Umschalten zwischen verschiedenen Betriebsmodi zu ermöglichen,
ist es günstig,
wenn das mindestens eine Betätigungsglied
ein Betriebsmodiwählglied
zum Auswählen
eines Betriebsmodus der Antriebseinheit ist und wenn das Betriebsmodiwählglied in
mindestens zwei Betriebsmodistellungen bringbar ist.
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Grundsätzlich wäre es denkbar, die Magnetfelderzeugungseinheit
direkt mit dem Magnetfeldsensor zu koppeln und eine Feldänderung
durch eine Bewegung eines Aktivierungsglieds in dem von der Magnetfelderzeugungseinheit
bewegten Magnetfeld zu bewirken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, daß das mindestens eine Betätigungsglied
die mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit trägt.
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Besonders einfach wird der Aufbau
der Drückereinheit,
wenn die mindestens eine Magnetfelderzeugungseinheit einen Permanentmagneten
umfaßt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn
zwei durch ein Leitelement zum Führen
eines Magnetfeldes verbundenen Magnetfelderzeugungseinheiten vorgesehen
sind. Dadurch läßt sich
ein von den Magnetfelderzeugungseinheiten erzeugtes Magnetfeld in
einer Weise so führen
und abschirmen, daß,
insbesondere wenn mehrere Magnetfeldsensoren vorgesehen sind, jeweils
nur ein Magnetfeldsensor in den Bereich des erzeugten Magnetfeldes
gelangen kann. Dadurch lassen sich mehrere Magnetfeldsensoren in
einem kleinen räumlichen
Abstand voneinander anordnen und es kann trotzdem sichergestellt
werden, daß jeweils
nur ein Betätigungssensor
ein Betätigungssignal
erzeugt.
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Um verschiedene Betriebsmodi unabhängig voneinander
vorgeben zu können,
ist es günstig, wenn
jeder Längsführung mindestens
ein Betätigungssensor
zugeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn mit der
mindestens einen Magnetfelderzeugungseinheit ein symmetrisch ausgebildetes
Magnetfeld erzeugbar ist und wenn der Betätigungssensor derart angeordnet
ist, daß er in
einer unbetätigten
Stellung des mindestens einen Betätigungsglieds in einer Symmetrieebene
des Magnetfelds liegt und wenn er in einer betätigten Stellung des mindestens
einen Betätigungsglieds,
in welcher das mindestens eine Betätigungsglied aus der unbetätigten Stellung
ausgelenkt ist, außerhalb
dieser Symmetrieebene liegt. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise
eine Bewegung des Magnetfeldes parallel zur Symmetrieebene zu keiner
Signaländerung des
Betätigungssensors
führt.
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Auf einfache Weise läßt sich
verhindern, daß von
dem mindestens einen Betätigungssensor
ein Signal erzeugt wird, wenn das mindestens eine Betätigungselement
gedreht wird, wenn die beiden Magnetfelderzeugungseinheiten in der
unbetätigten
Stellung einen identischen Abstand von dem mindestens einen Betätigungssensor
aufweisen.
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Damit eine sichere Funktion der Druckereinheit
sichergestellt werden kann, ist es günstig, wenn zwei Betätigungssensoren
vorgesehen sind und wenn der eine Betätigungssensor an einer um den Drehwinkel
um das mindestens eine Betätigungsglied
versetzten Position relativ zum anderen Betätigungssensor angeordnet ist.
Mit anderen Worten heißt
das, daß das
Betätigungsglied
um den Drehwinkel verdreht werden kann und dann entweder der eine
oder der andere Betätigungssensor
eine Betätigungsstellung
oder eine Bewegung des mindestens einen Betätigungsglieds erfassen kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann bei einer Druckereinheit der eingangs beschriebenen
Art oder bei Drückereinheiten, wie
sie oben beschrieben sind, vorgesehen sein, daß das mindestens eine Betätigungsglied
betätigbar
ist zum Umschalten der Antriebseinheit vom ersten Betriebsmodus
in einen weiteren Betriebsmodus und daß die Antriebseinheit in den
weiteren Betriebsmodus umschaltbar ist durch kontinuierliches Betätigen des
mindestens einen Betätigungsglieds
während mindestens
einen vorgebbaren Zeitintervalls. Diese Ausgestaltung gestattet
es, von einem ersten in einen weiteren, vom ersten Betriebsmodus
abweichenden Betriebsmodus zu wechseln, indem beispielsweise das
Betätigungsglied
für eine
bestimmte Zeitdauer betätigt,
beispielsweise gedrückt
wird. Als Betätigungsglied
eignet sich zum Beispiel ein mechanisch bewegbarer Drücker oder
auch ein elektronisches Schaltelement, welches allein durch Berühren betätigbar ist.
Ein Zurückschalten
vom weiteren Betriebsmodus in den ursprünglichen ersten Betriebsmodus
kann erreicht werden, wenn das Betätigungsglied wiederum für mindestens
das vorgebbare Zeitintervall kontinuierlich betätigt wird. Mit einer solchen Drückereinheit
lassen sich auch weitere Betriebsmodi mit einem einzigen Betätigungsglied
auswählen, indem
nämlich
zum Beispiel zwischen verschiedenen Betriebsmodi durchgewechselt
werden kann durch Betätigen
des Betätigungsglieds
für mindestens
das vorgebbare Zeitintervall, das heißt, daß von einem ersten Betriebsmodus
in einen zweiten gewechselt werden kann und durch nochmaliges Betätigen des Betätigungsglieds
für das
vorgebbare Zeitintervall zum Beispiel in einen dritten Betriebsmodus
gewechselt werden kann.
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Um das Zeitintervall in gewünschter
Weise vorgeben zu können,
ist es vorteilhaft, wenn ein Zeitglied vorgesehen ist. Beispielsweise
kann das Zeitintervall mittels des Zeitglieds auf 1, 2, 3 oder 5
Sekunden eingestellt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn das Zeitglied
triggerbar ist durch eine Betätigung
des mindestens einen Betätigungsglieds.
Beispielsweise kann die Druckereinheit so ausgebildet werden, daß das Zeitglied
eine Betätigungszeit
des Betätigungsglieds
erfaßt
und an eine Steuereinheit weiterleitet. Nach Überschreiten des vorgebbaren
Zeitintervalls wird dann in einen weiteren letriebsmodus umgeschaltet.
Das Zeitglied kann jeweils selbsttätig auf Null zurückgesetzt
werden.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird
erfindungsgemäß bei einer
chirurgischen Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Art dadurch
gelöst,
daß die
Druckereinheit eine der oben beschriebenen Drückereinheiten ist. Damit ergeben
sich alle oben beschriebenen Vorteile auch direkt in Verbindung
mit einer chirurgischen Antriebseinheit.
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Grundsätzlich ist es denkbar, daß die Antriebseinheit
netzabhängig
ist, das heißt,
daß sie
beispielsweise über
ein Steuergerät
mit einem Energieversorgungsnetz verbunden ist. Für einen
flexiblen und kabellosen Einsatz der An triebseinheit ist es jedoch
vorteilhaft, wenn diese Batterie- oder akkubetrieben ist.
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Um bestimmte Betriebsmodi der Antriebseinheit
vorzugeben und gegebenenfalls zu regeln, ist es günstig, wenn
eine Steuer- und/oder Regelungseinheit vorgesehen ist zum Steuern
und/oder Regeln einer Drehzahl und/oder eines Betriebsmodus des
Antriebs.
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Um einen autonomen Betrieb der Antriebseinheit
zu gestatten, ist es vorteilhaft, wenn diese die Steuer- und/oder
Regelungseinheit umfaßt.
Beispielsweise kann diese in einem Gehäuse der Antriebseinheit untergebracht
sein.
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Die nachfolgende Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
Es zeigen:
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1:
eine teilweise geschnittene Ansicht einer chirurgischen Antriebseinheit
mit einem verriegelten Drehzahldrücker;
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2:
eine perspektivische Ansicht der Antriebseinheit aus 1;
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3:
eine Ansicht der Drückereinheit
der Antriebseinheit aus 1 in
Richtung des Pfeils A;
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4:
eine Schnittansicht längs
Linie 4–4
in 1;
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5:
eine Schnittansicht längs
Linie 5–5
in 1;
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6:
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Betätigungsglieds;
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7:
eine schematische Darstellung der Druckereinheit in einer Verriegelungsstellung
des unteren Drückers;
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8:
eine schematische Darstellung der Drückereinheit in einem Rechtslaufbetriebsmodus der
Antriebseinheit;
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9:
eine schematische Ansicht der Drückereinheit
in einem Linkslaufbetriebsmodus der Antriebseinheit; und
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10:
eine schematische Ansicht der Drückereinheit
in einem Oszillations-Betriebsmodus.
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In den 1 und 2 ist eine insgesamt mit dem
Bezugszeichen 10 versehene, pistolenförmige Antriebsmaschine dargestellt,
die einen in einem Gehäuse 14 untergebrachten
Motor 12 umfaßt,
welcher über
eine Kupplung 16 mit einem nicht näher dargestellten Behandlungswerkzeug
in Form eines chirurgischen Handstücks verbindbar ist.
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Eine nicht dargestellte Antriebswelle
des Motors 12 definiert dabei eine Längsachse 18 des Motors 12 beziehungsweise
eines in etwa zylindrischen Bereichs des Gehäuses 14 zum Aufnehmen
des Motors 12. Ferner ist an der Antriebsmaschine 10 eine zwei
Drücker 20 und 22 umfassende
Drückereinheit 24 angeordnet
zum Vorgeben einer Drehzahl beziehungsweise zum Einstellen eines
gewünschten
Betriebsmodus der Antriebsmaschine 10. Über ein Anschlußkabel
26 ist
die Antriebseinheit 10 mit einem nicht dargestellten Steuergerät verbindbar,
welches zum Verarbeiten von mit der Drückereinheit erzeugten Betätigungssignalen
zum Ansteuern/oder Regeln des Motors 12 dient.
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Die beiden Drücker 20 und 22 der
Drückereinheit 24 sind
im wesentlichen identisch ausgebildet. Sie umfassen beide einen
zylindrischen Grundkörper 28 beziehungsweise 30,
welcher jeweils in einer Aufnahmebohrung 32 beziehungsweise 34 eines Rahmens 36 geführt ist.
Aus dem Rahmen 36 vorstehende freie Enden der Grundkörper 28 und 30 sind jeweils
mit einer Sacklochbohrung 38 beziehungsweise 40 versehen,
in welcher ein an einem Betätigungsknopf 46 beziehungsweise 48 abstehender Kupplungszapfen 42 beziehungsweise 44 mit
einem quer zu einer Längsachse 50 beziehungsweise 52 des
Grundkörpers 28 beziehungsweise 30 verlaufenden,
den Kupplungszapfen 42 beziehungsweise 44 durchsetzenden
Sicherungsstift 54 beziehungsweise 56 gesichert
ist.
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Der Rahmen 36 der Drückereinheit 24 ist
mit dem Gehäuse
unterhalb des Motors 12 in einem Griffbereich 58 des
Gehäuses 14 montiert,
und zwar derart, daß die
beiden Betätigungsknöpfe 46 und 48 aus
dem Griffbereich 58 vorstehen im wesentlichen in die gleiche
Richtung weisen wie die Kupplung 16.
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Den mit den Sacklochbohrungen 38 und 40 versehenen
Enden der Grundkörper 28 und 30 gegenüberliegende
Enden derselben sind mit einer flachen zylindrischen Vertiefung 60 beziehungsweise 62 versehen,
in welchen sich koaxial zu den Längsachsen 50 und 52 eine
Schraubenfeder 64 bzw. 66 mit einem ihrer beiden
Enden abstützt,
wohingegen sich das andere der beiden Enden der Schraubenfedern 64 beziehungsweise 66 in
einer topfförmigen Ausneh mung 68 beziehungsweise 70 an
einer dem Rahmen 36 gegenüberliegenden Innenwand 72 des Gehäuses 14 abstützt. Schutzhülsen 74 und 76 umgeben
die Schraubenfedern 64 und 66 auf ihrer gesamten
Länge sowie
das die Vertiefung 60 beziehungsweise 62 aufweisende
freie Ende des Grundkörpers 28 beziehungsweise 30,
wodurch eine gewisse Führung
der Schraubenfedern 64 und 66 und eine Kapselung
der Bauteile erreicht wird, insbesondere zum Schutz derselben während einer
Reinigung der Antriebsmaschine 10 beziehungsweise zum Schutz
von im Gehäuse 14 angeordneten
Kabeln, Leitungen oder anderen losen oder beweglichen Teilen.
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Mit dem Rahmen 36 ist eine
Leiterplatte 78 verbunden, welche zwei Bohrungen 80 und 82 aufweist,
durch welche sich die Grundkörper 28 und 30 hindurch
erstrecken. Die Leiterplatte 78 trägt insgesamt drei Hallsensoren 84, 86 und 88,
die in Richtung auf die Betätigungsknöpfe 46 und 48 hin
von der Leiterplatte 78 abstehend auf dieser angeordnet
sind. Der Hallsensor 84 ist benachbart der Bohrung 80 angeordnet,
die beiden Hallsensoren 86 und 88 benachbart der
Bohrung 82 und einander diametral gegenüberliegend.
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Jeder der beiden Grundkörper 28 und 30 ist quer
zu den Längsachsen 50 beziehungsweise 52 mit
einer ausgefrästen
Vertiefung 90 beziehungsweise 92 versehen, welche
im wesentlichen quaderförmig
ist. Eine neben der Vertiefung 90 bzw. 92 verbleibende
Wand 94 beziehungsweise 96 des Grundkörpers 28 beziehungsweise 30 ist
zusätzlich
mit zwei symmetrisch zu der Vertiefung 90 beziehungsweise 92 angeordneten
topfartigen Ausnehmungen 98 und 98a beziehungsweise 100 und 100a versehen.
Die Wände 94 und 96 sind
im Inneren der Grundkörper 28 und 30 vollständig von
Leitblechen 102 beziehungsweise 104 vollständig bedeckt,
welche jeweils zwei Permanentmagnete 106 und 106a beziehungsweise 108 und 108a tragen,
welche formschlüssig
in die Ausnehmungen 98 und 98a beziehungsweise 100 und 100a eintauchen.
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Die beiden Permanentmagnete 106 und 106a beziehungsweise 108 und 108a erzeugen
ein in sich geschlossenes Magnetfeld, das einerseits in den Leitblechen 102 und 104 geführt ist,
sich andererseits von diesen in Richtung der Permanentmagnete 106 und 106a beziehungsweise 108 und 108a weg
erstreckt. Ein Verlauf von Magnetfeldlinien 110 ist in 6 schematisch in Verbindung
mit dem Drücker 20 dargestellt.
Das Magnetfeld weist eine Symmetrie auf, die einer Symmetrie des
Aufbaus einer durch die Permanentmagnete 106 und 106a beziehungsweise 108 und 108a mit
dem Leitblech 102 beziehungsweise 104 gebildeten
Magnetfelderzeugungseinheit entspricht.
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Zum Führen einer Bewegung des Drückers 20 ist
im Rahmen 36 in einer Innenwand der Aufnahmebohrung 32 eine
Längsnut 112 parallel
zur Längsachse 50 vorgesehen.
Quer zu dieser und mit ihr verbunden ist eine in Umfangsrichtung
der Aufnahmebohrung 32 verlaufende Nut 114 eingearbeitet,
die sich über
einen Winkelbereich von 90° erstreckt.
Sie weist ein freies Ende 116 auf, welches von der Längsnut 112 weg
weisend eine kleine Aussparung 108 bildet. In die miteinander
verbundene Längsnut 112 und
die Nut 114 taucht ein Führungszapfen 120 ein,
der quer zur Längsachse 50 im
Grundkörper 20 und
aus diesem vorstehend befestigt ist.
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In einer inneren Wand der Aufnahmebohrung 34 sind
analog zur Längsnut 112 eine
parallel zur Längsachse 52 verlaufende
Längsnut 122 sowie eine
von einem dem Betätigungsknopf 48 zugewandten
Ende der Längsnut 122 quer
zur Längsachse 52 in
Umfangsrichtung der Aufnahmebohrung 34 sich über einen Winkelbereich
von 180° erstreckende
Nut 124 vorgesehen. Diametral gegenüberliegend der Längsnut 122 ist
eine weitere Längsnut 126,
so daß sich
insgesamt eine im wesentlichen U-förmige Führung ergibt. In diese taucht
ein quer vom Grundkörper 30 abstehender
Führungszapfen 128 ein. Ähnlich der Aussparung 118 sind
benachbart einer Verbindung der Längsnut 122 und der
Nut 124 eine Aussparung 130 angeordnet sowie eine
Aussparung 132 benachbart einer Verbindung der Nut 124 mit
der Längsnut 126.
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Die Funktionsweise der Drückereinheit 24 wird
nachfolgend in Verbindung mit den 1 bis 10 erläutert.
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In der in den 1 und 2 gezeigten
Darstellung der Antriebsmaschine 10 befindet sich der untere
Drücker 20 in
einer Verriegelungsstellung. In dieser ist der länglich ausgebildete Betätigungsknopf 46 quer
zum ebenfalls länglich
gestalteten Betätigungsknopf 48 orientiert.
Der Führungszapfen 120 schlägt in der
Verriegelungsstellung, die in den Figuren einheitlich mit dem Buchstaben
V gekennzeichnet ist, am Ende 116 der Nut 114 an.
Ausgehend von der Verriegelungsstellung kann der Drücker 20
um 90° verdreht
werden, und zwar genau so weit, bis der Führungszapfen 120 in
die Längsnut 112 eintaucht. Durch
die Kraft der Schraubenfeder 64 wird dann der Drücker 20 in
Richtung der Längsachse 50 bewegt, bis
der Führungszapfen 120 in
die Aussparung 118 eintaucht.
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Sowohl in der Verriegelungsstellung
als auch in der Ruhestellung, in welcher der Führungszapfen 120 in
die Aussparung 118 eintaucht, ist der Motor 12 unbestromt.
Der Drücker 20 nimmt
dabei eine Stellung ein, in der der Hallsensor 84 in einer
Symmetrieebene 134 symmetrisch zwischen den beiden Perma nentmagneten 98 und 98a ruht.
Eine Verdrehung des Drückers 20 zurück in die
Verriegelungsstellung erzeugt im Hallsensor 84 kein Signal,
da sich das symmetrisch ausgebildete Magnetfeld aufgrund der Rotation
nicht ändert.
Wird dagegen der Drücker 20 parallel
zur Längsachse 50 in
Richtung des Pfeils 136 betätigt, dann wird das Leitblech 102 zusammen
mit den beiden Magneten 98 und 98a unter dem Hallsensor 84 hindurch
bewegt und aufgrund des sich ändernden
magnetischen Flusses, welcher im Hallsensor 84 detektiert
wird, ein Betätigungssignal
in Form einer Hall-Spannung erzeugt und an die Steuerung weitergeleitet.
Je weiter der Drücker 20 entgegen
der als Kraftspeicher dienenden Schraubenfeder 64 gedrückt wird,
um so größer ist
die erzeugte Hall-Spannung.
In Abhängigkeit
vom Betätigungssignal
wird die Drehzahl des Motors 12 geregelt, das heißt der Drücker 20 dient
als Drehzahlvorgabe-Drücker.
also als sogenannter "Gasknopf" der Antriebsmaschine 10.
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Der Drücker 22 ist in Form
eines Betriebsmodiwählers
ausgebildet. In einer Grundstellung wie sie in den 1 und 2 sowie
in den 7 und 8 dargestellt ist, befindet
sich die Antriebseinheit 10 im Betriebsmodus "Rechtslauf". Dies ist mit dem
Buchstaben "R" in den Figuren angedeutet.
Dabei taucht der Führungszapfen 128 in
die Aussparung 130 ein. Der Drücker 22 ist dabei
unbetätigt.
Wird er ausgehend von dieser Grundstellung in Richtung des Pfeils 138 gedrückt, so
wird der Führungszapfen 128 in
der Längsnut 122 geführt. Ist
der Drücker 22 weit
genug eingedrückt,
dann schaltet die Antriebseinheit 10 vom Betriebsmodus "Rechtslauf' auf einen Betriebsmodus "Linkslauf" um, in welchem der
Motor 12 links herum läuft.
Dies ist durch die mit "L" markierten Stellungen
in den Figuren angedeutet. Nach Loslassen des Drückers 22 wird dieser
von der Schraubenfeder 66 in die Grundstellung zurückgedrückt. Eine
Bewegung des Führungszapfens 128 in
der Längsnut 122 ist
gekoppelt mit einer Relativbewegung des Leitblechs 104 mit
den beiden Permanentmagneten 108 und 108a relativ
zum Hallsensor 86. Aufgrund der besonderen Ausgestaltung
der durch die beiden Permanentmagnete 108 und 108a zusammen
mit dem Leitblech 104 ausgebildeten Magnetfelderzeugungseinheit
wird in Folge einer Bewegung parallel zur Längsachse 52 lediglich
im Hallsensor 86 ein Signal erzeugt, jedoch nicht im Hallsensor 88.
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Vom Betriebsmodus "Rechtslauf' kann auf einen in
den Figuren mit "O" gekennzeichneten "Oszillations-Betriebsmodus" umgeschaltet werden,
und zwar indem der Drücker
22 um 180° verdreht
wird. Dies ist möglich
durch eine Bewegung des Führungszapfens 128 in
der Nut 124, welche eine Drehführung für den Drücker 22 bildet. Eine
Verdrehung um 180° gestattet
dann eine Bewegung des Führungszapfens 128 in
der Längsnut 126.
In dieser um 180° verdrehten
Stellung, welche in 10 dargestellt
ist, kann durch Drücken
des Drückers 22 in
Richtung des Pfeils 138 das Leitblech 104 zusammen
mit den Magneten 108 und 108a im Bereich des Hallsensors 88 bewegt
werden. Der "Oszillations-Betriebsmodus" ist gewählt, solange
der Drücker 22 nicht
gedrückt
wird und der Führungszapfen 128 in
die Aussparung 132 eintaucht. Wird der Drücker 22 in
Richtung des Pfeils 138 gedrückt und wird dabei eine vorgesehene
Eindrücktiefe
erreicht, dann schaltet die Antriebsmaschine 10 vom "Oszillations-Betriebsmodus" in den Betriebsmodus "Linkslauf' um.
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Durch die besondere Ausgestaltung
des Drückers 22 ist
ein einfacher Wechsel sowohl vom Betriebsmodus "Rechtslauf" als auch vom "Oszillations-Betriebsmodus" in den Betriebsmodus "Linkslauf" möglich.
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Bei einer Variante für die Umschaltung
von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus mittels des
Drückers 22 kann
in der Antriebseinheit 10 oder im Steuergerät ein Zeitglied
vorgesehen sein, welches durch eine Betätigung des Drückers 22 triggerbar
ist. Wird beispielsweise der Drücker 22 für ein bestimmtes
Zeitintervall gedrückt,
das heißt
zum Beispiel von der Stellung für
den Betriebsmodus "Rechtslauf" durch Drücken in
die Stellung für
den Betriebsmodus "Linkslauf" überführt, so wird der andere Betriebsmodus,
zum Beispiel "Linkslauf" auch dann weiter
beibehalten, wenn der Drücker 22 wieder losgelassen
wird. Dies bedeutet, daß eine
Bedienperson den Drücker 22 zum
Umschalten in einen anderen Betriebsmodus nicht dauerhaft drücken muß, sondern
nur für
eine Zeitdauer, die mindestens dem vorgebbaren Zeitintervall entspricht,
um die Antriebseinheit 10 in einen weiteren Betriebsmodus
umzuschalten. Um beispielsweise wieder in den ursprünglich eingestellten
Betriebsmodus zurückzuschalten, muß der Drücker 22 mindestens
nochmals für
das vorgebbare Zeitintervall gedrückt werden. Das Steuergerät schaltet,
beispielsweise nach Überschreiten des
mittels des Zeitglieds vorgebbaren Zeitintervalls, wieder in den
ursprünglichen
Betriebsmodus zurück.
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Die oben beschriebenen Varianten
der Drückereinheit 24 können auch
in Verbindung mit einer akkubetriebenen Antriebsmaschine verwendet
werden.