Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zum Befesti
gen eines Befestigungsteils, beispielsweise einer Platte, eines
Riegels, eines Winkels, eines Profils oder dergleichen, an ei
nem Untergrund mittels zumindest einer Schraube, die durch zu
mindest eine Bohrung in dem Befestigungsteil durchführbar und
in den Untergrund einschraubbar ist, wobei in der Bohrung eine
in mehreren Raumrichtungen verkippbar gelagerte Hülse angeord
net ist, durch die die Schraube zum Einschrauben in den Unter
grund eingeführt wird, wobei die Hülse eine Aufnahme zum zumin
dest teilweisen flächigen Aufnehmen eines Kopfes der Schraube
aufweist, und wobei eine Innenfläche der Bohrung und eine Au
ßenfläche der Hülse in der Art einer Kugelschichtoberfläche ge
wölbt sind, wobei sich ein größter Durchmesser der Bohrung über
einen vollen Umfang der Bohrung gesehen zwischen einem oberen
Rand der Bohrung und einem unteren Rand der Bohrung befindet,
so daß die Hülse in Betriebsstellungen unverlierbar in der Boh
rung gehalten ist.
Eine derartige Befestigungsanordnung ist aus der DE 198 32 513 A1
bekannt.
Eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art kann für
die unterschiedlichsten Anwendungen verwendet werden.
Beispielsweise wird eine solche Befestigungsanordnung in häus
lichen Anwendungen dazu verwendet, um beispeilsweise Gegenstän
de, wie Lampen, Regale oder dergleichen an einer Wand oder Dec
ke anzubringen. Für solche Gegenstände sind meistens Befesti
gungsteile in Form von Wandbeschlägen, Profilen oder derglei
chen vorgesehen, die an der Wand oder der Decke mittels einer
oder mehrerer Schrauben befestigt werden müssen. Derartige Be
festigungsteile weisen in der Regel eine oder mehrere Bohrungen
auf, durch die eine Schraube durchgeführt und in den Untergrund
eingeschraubt wird. Dazu wird bei diesen Anwendungsfällen zu
nächst in die Wand bzw. in die Decke ein Loch gebohrt, in das
ein Dübel eingesetzt wird, in den dann die Schraube eingedreht
wird. Durch vollständiges Eindrehen und Festziehen der Schraube
drückt dann der Schraubenkopf das Befestigungsteil gegen den
Untergrund.
Dabei kann der Fall eintreten, daß das Loch in der Wand oder
der Decke nicht lotrecht zur Oberfläche, sondern schräg gebohrt
wurde. Insbesondere nahe bei Raumecken ist es besonders schwie
rig ein Loch lotrecht in die Wand oder Decke zu bohren, weil
das Gehäuse der Bohrmaschine ein lotrechtes Ansetzen des Boh
rers an der Decke bzw. der Wand behindert oder unmöglich macht.
Wenn das Loch im Untergrund schräg gebohrt wurde, muß die
Schraube dann zwangsläufig relativ zum Befestigungsteil schräg
durch die Bohrung in den Untergrund eingedreht werden. In einem
solchen Fall würde es ohne die bei der eingangs genannten Befe
stigungsanordnung vorgesehene Hülse nur mit erhöhtem Kraftauf
wand möglich sein, die Schraube vollständig einzudrehen, damit
das Befestigungsteil unbeweglich am Untergrund befestigt werden
kann.
Durch die bei der eingangs genannten Befestigungsanordnung vor
gesehene in mehreren Raumrichtungen verkippbar gelagerte Hülse
wird dieses Problem beseitigt, weil aufgrund des Vorhandenseins
der taumelnd gelagerten Hülse die Schraube auch schräg durch
das Befestigungsteil durchgeführt werden kann, ohne daß sich
die Schraube beim Durchtritt durch die Hülse mit dieser ver
klemmen kann, weil die Hülse sich dann ebenfalls entsprechend
schräg stellt, so daß die Längsachse der Schraube stets im we
sentlichen senkrecht zur oberen und unteren Öffnung bzw. dem
Rand der Hülse verläuft. Die Hülse weist weiterhin eine Aufnah
me zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Kopfes der Schraube
auf, wodurch erreicht wird, daß beim Befestigen der Schraube
der Kopf zumindest teilweise mit der Hülse in Eingriff kommt.
Sobald der Kopf der Schraube mit der Aufnahme der Hülse zumin
dest teilweise in Anlage oder Eingriff kommt, wird die Hülse in
der Bohrung fixiert und bilden der Kopf der Schraube und die
Hülse eine starre unbewegliche Verbindung des Befestigungstei
les mit dem Untergrund.
Ein weiterer bedeutsamer Anwendungsfall der eingangs genannten
Befestigungsanordnung liegt im medizinischen Bereich. Zur Hei
lung von Knochenfrakturen werden dem Patienten zur Fixierung
der gebrochenen Knochenteile Riegel implantiert, die aus einer
länglichen metallischen Platte gebildet werden. In dem Riegel
sind zumindest zwei, üblicherweise eine Mehrzahl von Bohrungen
vorgesehen, so daß der Riegel die Fraktur überspannend mit bei
den Knochenteilen verschraubt werden kann. Als Schrauben werden
Knochenschrauben verwendet, die unmittelbar in den Knochen ein
gedreht werden. Auch hier ist es wünschenswert, daß die eine
oder die mehreren Hülsen vom Arzt oder dem Operationshilfsper
sonal erst vor der konkreten Anwendung in die Bohrung bzw. Boh
rungen eingesetzt werden können.
Die Hülse der eingangs genannten Befestigungsanordnung und die
Bohrung in dem Befestigungsteil sind mit einem Äquator ausge
bildet, d. h. die Innenfläche der Bohrung und die Außenfläche
der Hülse sind in der Art einer Kugelschichtoberfläche gewölbt.
Ein größter Durchmesser der Bohrung befindet sich dabei zwi
schen einem oberen Rand der Bohrung und einem unteren Rand der
Bohrung, so daß die Hülse in ihren je nach Anwendungsfall nicht
oder mehr oder weniger verkippten Betriebsstellungen unverlier
bar in der Bohrung gehalten ist, weil der Äquator der Hülse ei
nen größeren Durchmesser hat als der obere und der untere Rand
der Bohrung.
Die unverlierbare Aufnahme der Hülse in der Bohrung in Be
triebsstellungen hat den Vorteil, daß das Befestigungsteil auch
mit Abstand zum Untergrund unbeweglich durch Einschrauben der
Schraube in den Untergrund fixiert werden kann, da der Schrau
benkopf über die Hülse mit dem Befestigungsteil fest verankert
ist, sobald der Schraubenkopf in der Aufnahme der Hülse aufge
nommen ist.
Die Ausgestaltung von Hülse und Bohrung mit einem zuvor be
schriebenen Äquator kann es jedoch bedingen, daß die Hülse ra
dial elastisch zusammendrückbar ausgebildet sein muß, um in die
Bohrung eingesetzt werden zu können, wie dies beispielsweise
bei der aus der EP 0 809 975 A1 bekannten Befestigungsanordnung
der Fall ist. Bei dieser Anordnung ist die Hülse somit in die
Bohrung einrastbar.
Eine derartige elastische Ausgestaltung der Hülse hat jedoch
den Nachteil, daß die Hülse entweder aus einem elastischen Ma
terial gefertigt sein muß, oder daß konstruktive Maßnahmen wie
eine Mehrzahl von axial begrenzten Schlitzen vorgesehen sein
müssen, die jedoch stets zu einer Schwächung der Hülse führen,
so daß die Hülse beim Anziehen der Schraube sich übermäßig
spreizt und der Kopf der Schraube nicht mehr einwandfrei in der
Aufnahme der Hülse sitzt.
Bei der Befestigungsanordnung gemäß der zuvor erwähnten
DE 198 32 513 A1 ist die Hülse nicht radial komprimierbar, son
dern durch Einpressen in die Bohrung eingesetzt. Ein derartiges
Einpressen der Hülse erfordert jedoch bei einer radial nicht
oder nur geringfügig komprimierbaren Hülse eine erhebliche
Preßkraft, die nur unter Zuhilfenahme eines entsprechenden
Werkzeugs oder einer Maschine aufgebracht werden kann. Mit an
deren Worten kann das Einsetzen der Hülse nicht vom Anwender
der Befestigungsanordnung durchgeführt werden, sondern die Hül
se muß bereits werksseitig in die Bohrung eingepreßt werden.
Dies wiederum hat jedoch zur Folge, daß im Fall, daß das
Befestigungsteil eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, jede
Bohrung mit einer derartigen Hülse werksseitig ausgestattet
werden muß, auch wenn das Befestigungsteil mit nur einer oder
zwei Schrauben am Untergrund befestigt werden soll. Der kon
struktive Aufwand und der Kostenaufwand ist bei dieser bekann
ten Befestigungsanordnung daher nachteilhafterweise erhöht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befesti
gungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu
bilden, daß die Hülse ohne hohen Kraftaufwand leicht in die
Bohrung des Befestigungsteils eingesetzt werden kann, die Hülse
dann jedoch im Betrieb unverlierbar in der Bohrung aufgenommen
ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der eingangs
genannten Befestigungsanordnung dadurch gelöst, daß die Hülse
in zumindest einer einer Nichtbetriebsstellung entsprechenden
Einsetzstellung relativ zur Bohrung im wesentlichen ohne radia
le Stauchung in die Bohrung einsetzbar ist und durch Verkippen
in eine Betriebsstellung bringbar ist.
Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung sieht demnach nicht
wie im Stand der Technik vor, daß die Hülse in die Bohrung ein
preßbar oder durch radiales Zusammendrücken in die Bohrung ein
rastbar ist, sondern daß die Hülse in einer Einsetzstellung,
die einer Nichtbetriebsstellung entspricht, im wesentlichen
ohne radiale Stauchung in die Bohrung eingesetzt werden kann
und durch Verkippen in eine Betriebsstellung bringbar ist, in
der die Hülse dann unverlierbar in der Aufnahme gehalten ist.
Dies ermöglicht es, die Hülse, wie in einer bevorzugten Ausge
staltung vorgesehen ist, massiv, d. h. nicht elastisch, auszugestalten.
Dadurch, daß die Hülse in einer Nichtbetriebsstellung
in die Bohrung einsetzbar ist, wird der Vorteil erzielt, daß in
allen möglichen vorkommenden Betriebsstellungen, in der eine
Schraube durch die Hülse in den Untergrund einschraubbar ist,
unverlierbar in der Bohrung aufgenommen ist. Eine Nichtbe
triebsstellung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine
solche Stellung der Hülse relativ zur Bohrung, in der eine
Schraube nicht gleichzeitig durch die Hülse und durch das Befe
stigungsteil hindurchgeführt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Einsetzstellung der
Hülse eine Stellung, in der eine Längsmittelachse der Hülse et
wa senkrecht zur Längsmittelachse der Bohrung steht.
Eine solche Einsetzstellung der Hülse hat den Vorteil, daß die
Hülse beispielsweise zwischen Daumen und Zeigefinger am oberen
und unteren Rand der Hülse ergriffen werden und in die Bohrung
eingesetzt werden kann, wodurch die Handhabung der Befesti
gungsanordnung beim Einsetzen der Hülse vorteilhafterweise sehr
einfach ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung gibt es genau eine
Einsetzstellung der Hülse relativ zur Bohrung.
Hierbei ist von Vorteil, daß die Einsetzstellung der Hülse re
lativ zum Befestigungsteil wohl definiert ist, so daß die Ge
fahr, daß sich die Hülse beim Hantieren mit dem Befestigungs
teil vor dem Anschrauben unerwünscht selbsttätig in die Ein
setzstellung bewegt und herausfällt, praktisch nicht vorhanden
ist. Zum leichten Auffinden der Einsetzstellung kann auch eine
Markierung am Befestigungsteil vorgesehen sein, die die
Einsetzstellung der Hülse anzeigt, oder die Einsetzstellung ist
bspw. relativ zu einer Kante des Befestigungsteils parallel
oder senkrecht ausgerichtet.
Wenn eine Mehrzahl von Bohrungen in dem Befestigungsteil vor
handen sind, ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn die
Einsetzstellung der Hülse relativ zu jeder Bohrung die gleiche
ist.
Durch diese Maßnahme wird die Handhabung der erfindungsgemäßen
Befestigungsanordnung zum Einsetzen der Hülse in die Bohrung
weiter vereinfacht, weil die Hülse in jede Bohrung mit der
stets gleichen Ausrichtung relativ zum Befestigungsteil bzw.
zur Bohrung einsetzbar ist, wodurch bereits nach kurzer Übung
das Einsetzen der Hülsen in die Bohrungen leicht vonstatten
geht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Bohrung an
einem Teilumfang, der etwa der Höhe der Hülse entspricht, vom
oberen Rand aus radial erweitert.
Diese Maßnahme stellt eine konstruktiv vorteilhaft einfache
Weise dar, für die Hülse genau eine Einsetzstellung zu schaf
fen, in der sie ohne radiale Stauchung in die Bohrung einsetz
bar ist, und aus der sie in eine Betriebsstellung verkippbar
ist, so daß sie dann unverlierbar in der Bohrung gehalten ist.
Dadurch, daß nur ein Teilumfang der Bohrung radial erweitert
ist, ist die Hülse nach dem Einsetzen in die Bohrung und nach
dem Verkippen in allen vorkommenden Betriebsstellungen unver
lierbar in der Bohrung aufgenommen. Bei dieser konstruktiven
Ausgestaltung entspricht die Nichtbetriebsstellung der zuvor
erwähnten Hochkantstellung der Hülse, in der die Hülse mit Dau
men und Zeigefinger in die Bohrung eingesetzt werden kann.
Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die Bohrung an zwei diame
tral gegenüberliegenden Teilumfängen, die etwa der Höhe der
Hülse entsprechen, vom oberen Rand der Bohrung aus radial er
weitert ist.
Diese Maßnahme hat den weiteren Vorteil, daß sich die Hülse
zentriert in die Bohrung einsetzen läßt.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die radiale teilumfängliche
Erweiterung der Bohrung sich vom oberen Rand aus bis etwa auf
Höhe des größten Durchmessers der Bohrung erstreckt.
Gegenüber einer vom oberen Rand aus bis zum unteren Rand durch
gehenden teilumfänglichen Erweiterung der Bohrung hat diese
Maßnahme den Vorteil, daß die Hülse beim Einsetzen in die Boh
rung nicht in Einsetzrichtung gesehen nach unten wieder aus der
Bohrung herausfallen kann, bevor die Hülse in eine Betriebs
stellung verkippt ist. Auf diese Weise wird die Handhabung des
Einsetzens der Hülse in die Bohrung weiter vereinfacht. Der Be
nutzer kann die Hülse somit einfach in der Einsetzstellung in
die Bohrung hineinfallen lassen und dann in eine Betriebsstel
lung verkippen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Außenfläche
der Hülse teilumfänglich etwa auf den Durchmesser des oberen
Randes der Bohrung abgeflacht.
Auch dies stellt eine konstruktiv vorteilhaft einfache Möglich
keit dar, für die Hülse eine Einsetzstellung zu schaffen, die
einer Nichtbetriebsstellung der Hülse entspricht. Der weitere
Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß es nicht nur
eine Einsetzstellung für die Hülse gibt, sondern die Hülse kann
hochkant gestellt in beliebigen Drehorientierungen bezüglich
des Umfangs der Bohrung in diese eingesetzt werden, so daß das
Einsetzen der Hülse noch einfacher ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bilden der Kopf der
Schraube und die Aufnahme der Hülse eine im wesentlichen form
schlüssige Verbindung.
Durch eine formschlüssige Ausgestaltung der Verbindung des Kop
fes der Schraube mit der Aufnahme der Hülse wird beim Eindrehen
der Schraube in den Untergrund mit konstruktiv einfachen Mit
teln eine im wesentlichen spielfreie Verankerung des Schrauben
kopfes in der Hülse und damit der Schraube insgesamt mit dem
Befestigungsteil erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die Hülse ei
nen sich axial erstreckenden durchgehenden offenen Schlitz auf.
Dieser Schlitz, der auch bei entsprechender Breite eine Maßnah
me darstellen kann, daß sich die Hülse leicht und ohne radiales
Zusammendrücken in die Bohrung einsetzen läßt, hat den Vorteil,
daß beim Eintreten des Kopfes der Schraube in die Aufnahme der
Hülse die Hülse geringfügig gespreizt wird und mit der Innen
fläche der Bohrung innig in Kontakt tritt, so daß die Veranke
rung der Anordnung aus Schraubenkopf, Hülse und Befestigungs
teil vollkommen spielfrei ist.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn der Kopf der
Schraube einen Außenumfang aufweist, der geringfügig größer ist
als der Innenumfang der Aufnahme der Hülse, wodurch die
Spreizwirkung des Kopfes der Schraube auf die Hülse verstärkt
wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Hülse aus
Metall oder Kunststoff gefertigt und radial im wesentlichen
nicht komprimierbar. Eine solche Maßnahme wird erst durch die
vorliegende Erfindung möglich und hat den Vorteil, daß die Hül
se nicht elastisch und auch nicht mit Schwächungen wie mehreren
axialen Einschnitten ausgebildet sein muß, sondern eine sehr
hohe Stabilität und mechanische Belastbarkeit besitzten kann.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgen
den Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der
vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher be
schrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung in einer
beispielhaften Anwendung zur Befestigung eines Kno
chenriegels an einem Knochen in Längsschnitt;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Befestigungsanordnung in
Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Befestigungsanordnung in
Fig. 1 entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Befestigungsanordnung in
Fig. 1 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstel
lung, die die Funktion der Befestigungsanordnung
beim Eindrehen der Schraube in den Untergrund in ei
nem ersten Stadium zeigt;
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung, in der
die Schraube so weit in den Untergrund eingedreht
ist, daß der Kopf der Schraube gerade mit der Hülse
der Befestigungsanordnung in Eingriff kommt;
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Taumel-
Beweglichkeit der Hülse in den Betriebsstellungen
der Hülse in der Bohrung des Befestigungsteils, wenn
keine Schraube durch die Hülse in den Untergrund
eingedreht ist;
Fig. 7 eine Draufsicht auf das Befestigungsteil ohne Hül
sen, die schematisch ein weiteres Detail der Befe
stigungsanordnung zeigt;
Fig. 8 schematisch eine Hülse der Befestigungsanordnung in
ihrer Einsetzstellung relativ zur Bohrung des Befe
stigungsteils in Draufsicht;
Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 die Hülse in der Bohrung des Befestigungsteils in
Fig. 8 beim Verkippen aus der Einsetzstellung in ei
ne Betriebsstellung in Draufsicht;
Fig. 11 eine Draufsicht auf die Hülse in Fig. 8 bis 10 in
einer Betriebsstellung, in der sie unverlierbar in
der Bohrung aufgenommen ist; und
Fig. 12 ein weiteres Detail der Hülse der Befestigungsanord
nung in Seitenansicht, wobei das Befestigungsteil im
Schnitt dargestellt ist.
In Fig. 1 bis 3 ist eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen
10 versehene Befestigungsanordnung zum Befestigen eines Befe
stigungsteils 12 an einem Untergrund 14 dargestellt. In den
weiteren Fig. 4 bis 12 sind weitere Einzelheiten darge
stellt.
In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Befestigungsteil 12 ein Riegel 16 in Form einer etwa rechtecki
gen länglichen Platte, der an einem Knochen 18 befestigt wird,
der eine Fraktur 20 aufweist. Mittels des Riegels 16 werden
zwei durch die Fraktur 20 getrennte Knochenteile 22 und 24 zur
Heilung der Fraktur 20 aneinander fixiert.
Der Riegel 16 ist mittels einer ersten Schraube 26 sowie einer
zweiten Schraube 28 an dem Knochenteil 22 bzw. dem Knochenteil
24 befestigt. Die erste Schraube 26 und die zweite Schraube 28
sind Knochenschrauben, die jeweils ein an einem Schaft 27 bzw.
29 der Schraube 26 bzw. 28 ausgebildetes Gewinde 30 aufweisen,
das beim Eindrehen der Schrauben 26 bzw. 28 ein entsprechendes
Gewinde in die Knochenteile 22 bzw. 24 schneidet.
In dem Riegel 16 sind eine erste Bohrung 32 und eine zweite
Bohrung 34 vorgesehen, wobei in der ersten Bohrung 32 eine er
ste Hülse 36 und in der zweiten Bohrung 34 eine zweite Hülse 38
aufgenommen ist.
Die erste Hülse 36 weist eine Aufnahme 40, und die zweite Hülse
38 weist eine Aufnahme 42 auf, die der Aufnahme eines Kopfes 44
der Schraube 26 bzw. der Aufnahme eines Kopfes 46 der Schraube
28 dienen. Der Kopf 44 der Schraube 26 und der Kopf 46 der
Schraube 28 weisen jeweils einen Innensechskant 48 auf, der zur
formschlüssigen Aufnahme eines Inbus-Schlüssels zum Eindrehen
bzw. Ausdrehen der Schrauben 26 bzw. 28 dient.
Die Hülsen 36 bzw. 38 sind in den Bohrungen 32 bzw. 34 in meh
reren, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in allen Raumrich
tungen in der Art einer kardanischen Lagerung verkippbar gela
gert.
Wie in Fig. 6 veranschaulicht ist, sind die Hülsen 36 bzw. 38
in den Bohrungen 32 bzw. 34 über einen vollen Azimutalwinkel
von 360° in einem Winkelbereich von 0° bis zu mindest 45° ver
kippbar, wobei dies in Fig. 6 für einen Kippwinkel von etwa 10°
gezeigt ist. Die Hülse 36 bzw. die Hülse 38 sind sogar, wenn
keine Schraube durch die Hülse 36 bzw. 38 durchgeführt ist, in
einem Polarwinkelbereich von bis zu 180° verkippbar, d. h. sie
können in der Bohrung 32 bzw. in der Bohrung 34 auch auf den
Kopf gedreht werden, ohne dabei herauszufallen.
Diese Verkippbarkeit der Hülsen 36 und 38 besteht jedoch nur
dann, wenn die Köpfe 44 bzw. 46 beim Eindrehen der Schrauben 26
und 28 in die Knochenteile 22 und 24 noch nicht in der Aufnahme
40 bzw. 42 der Hülsen 36 bzw. 38 aufgenommen sind. In dem in
den Fig. 1 bis 3 dargestellten Zustand, in dem die Köpfe 44
bzw. 46 in den Aufnahmen 40 bzw. 42 versenkt und die Schrauben
26 bzw. 28 in dem Knochen 18 eingeschraubt sind, sind die Hül
sen 36 bzw. 38 fixiert. Im in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
endbefestigten Zustand ist das Befestigungsteil 12 vollkommen
unbeweglich mit dem Untergrund 14 verbunden.
Das Befestigungsteil 12 kann dabei bezüglich des Untergrunds 14
mit einem Abstand zu diesem fixiert sein, d. h. ohne daß das Be
festigungsteil 12 den Untergrund 14 berührt.
Die Verkippbarkeit der Hülse 36 bzw. 38 besteht so lange, wie
die Köpfe 44 bzw. 46 der Schrauben 26 bzw. 28 noch nicht in die
Aufnahme 40 der Hülse 36 bzw. in die Aufnahme 42 der Hülse 38
eingreifen, wie am Beispiel der Schraube 28 und er Hülse 38 in
Fig. 4 dargestellt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Hülse
38 in der Bohrung 34 des Riegels 16 derart verkippt, daß eine
Symmetrieachse 49 der Hülse 38 gegen eine Symmetrieachse 50 der
Bohrung 34 bezüglich der Längsachse des Riegels 16 um einen
Winkel α verkippt ist (vergl. Fig. 1) und in einer Richtung
quer zur Längsachse des Riegels 16 um einen Winkel β (vergl.
Fig. 3).
Die freie Verkippbarkeit der Hülse 38 bewirkt, daß, wenn die
Schraube 28, wie in Fig. 1, 4 und 5 dargestellt ist, schräg
in den Knochen 18 eingeschraubt, sich die Hülse 38 selbsttätig
in der Bohrung 34 so verkippt, daß die Symmetrieachse 49 der
Hülse 38 mit der Symmetrieachse der Schraube 28 zusammenfällt,
so daß ein Verklemmen der Schraube 28 beim Eindrehen in den
Knochen 18 mit der Hülse 38 vermieden wird.
Im vollkommen eingedrehten Zustand ist der Kopf 46 der Schraube
28 formschlüssig in der Aufnahme 42 der Hülse 38 aufgenommen.
Das formschlüssige Eingreifen des Kopfes 46 in der Aufnahme 42
der Hülse 38 wird stets beim Eindrehen der Schrauben 26 und 28
automatisch erreicht, unabhängig davon, ob die Schraube 28
schräg in den Knochen 18 eingeschraubt wird, oder, wie im Falle
der Schraube 26 dargestellt ist, ob die Schraube 26 lotrecht in
den Knochen 18 eingeschraubt wird.
Im vollkommen eingeschraubten Zustand der Schraube 26 bzw. 28
sitzt der Kopf 44 der Schraube 26 bzw. der Kopf 46 der Schraube
28 auf Preßsitz in der Aufnahme 40 bzw. 42 der Hülse 36 bzw.
38, wodurch die Hülse 36 und die Hülse 38 gegen die Wand der
Bohrung 32 bzw. 34 gepreßt werden. Wie in Fig. 12 dargestellt
ist, weist die Hülse 38 (und ebenso die. Hülse 36) einen sich
axial erstreckenden durchgehenden offenen Schlitz 90 auf. Der
Schlitz 90 weist eine Breite von weniger als 2 mm, bevorzugt
von weniger als 1 mm, auf. Der Kopf 44 (bzw. der Kopf 46) weist
einen Außenumfang auf, der geringfügig größer ist als der In
nenumfang der Aufnahme 40 (bzw. 42) der Hülse 36 (bzw. 38).
Die Hülsen 36 und 38 sind in den Bohrungen 32 bzw. 34 form
schlüssig aufgenommen. Aufgrund des Formschlusses sind die Hül
sen 36 und 38 in den Bohrungen 32 und 34 unverlierbar gehalten.
Eine Innenfläche 52 der Bohrung 32 des Riegels 16 und eine
Außenfläche 54 der Hülse 36 sind dazu kugelschichtoberflächen
artig gewölbt ausgebildet, wobei die Innenfläche 52 der Bohrung
32 sphärisch konkav und die Außenfläche 54 der Hülse 36 sphä
risch konvex ausgebildet ist. Dabei befindet sich ein Bereich
56 größten Durchmessers der Innenfläche 52 und der Außenfläche
54 zwischen einem oberen Rand 58 der Bohrung 32 und einem unte
ren Rand 60 der Bohrung 32. Durch diese Ausgestaltung ist die
Hülse 36 in Stellungen, die Betriebsstellungen der Hülse 36
darstellen, wie sie in Fig. 1 und 2 und für die Hülse 38 in
Fig. 1 und 3 bis 5 dargestellt sind, unverlierbar, jedoch in
allen Raumrichtungen frei verkippbar in der Art einer kardani
schen Aufhängung in der Bohrung 32 bzw. in der Bohrung 34 auf
genommen ist. Der Bereich größten Durchmessers 56 der Innenflä
che 52 und der Außenfläche 54 bildet somit sowohl an der Boh
rung 32 bzw. 34 als auch an der Hülse 36 bzw. 38 jeweils einen
Äquator.
Der Bereich größten Durchmessers 56 der Hülse 36, d. h. der
Äquator der Hülse 56 liegt nicht mittig zwischen dem oberen
Rand und dem unteren Rand der Hülse 36, sondern leicht zum obe
ren Rand der Hülse 36 hin versetzt. Die Hülse 36 hat somit im
wesentlichen die Form einer Kugelschicht, wobei die Kugel
schicht als aus einer Kugel herausgeschnitten anzusehen ist und
die Schnittlinien beidseits parallel zu einem Großkreis der
Kugel verlaufen.
Um ein leichtes Einsetzen der Hülse 36 bzw. 38 in die Bohrung
32 bzw. in die Bohrung 34 zu ermöglichen, ist für die Hülse 36
bzw. 38 zumindest eine Einsetzstellung relativ zur Bohrung 32
bzw. 34 vorgesehen, die einer Nichtbetriebsstellung entspricht,
so daß die Hülse 36 bzw. 38 im wesentlichen ohne radiale Stauchung
in die Bohrung 32 bzw. 34 einsetzbar ist und durch Ver
kippen in eine Betriebsstellung gemäß Fig. 1 bis 5 bringbar
ist. Dies wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 7 bis 11
anhand der Hülse 36 und der Bohrung 32 näher beschrieben.
In Fig. 8 ist in einer Draufsicht die Einsetzstellung der Hülse
36 dargestellt. In Fig. 9 ist die Einsetzstellung der Hülse 36
in einer Seitenansicht auf die obere Öffnung der Hülse 36 dar
gestellt.
Die in Fig. 8 und 9 dargestellte Einsetzstellung ist eine
Nichtbetriebsstellung der Hülse 36, da in dieser Stellung die
Schraube 26 nicht durch die Hülse 36 und den Riegel 16 hin
durchsteckbar ist. In dieser Einsetzstellung steht eine Längs
mittelachse 92, die der Symmetrieachse der Hülse 36 entspricht,
etwa senkrecht zur Längsmittelachse 50 der Bohrung 32.
Damit die Hülse 36 in der in Fig. 8 und 9 gezeigten Einsetz
stellung in die Bohrung 32 einsetzbar ist, ist die Bohrung 32
an einem Teilumfang 94, der etwa der Höhe der Hülse 36 ent
spricht, vom oberen Rand 58 der Bohrung aus radial erweitert.
Ferner ist die Bohrung 32 an einem dem Teilumfang 94 gegenüber
liegenden Teilumfang 96 ebenfalls vom oberen Rand 58 der Boh
rung 32 aus radial erweitert. Die radiale Erweiterung der Boh
rung 32 an den Teilumfängen 94 und 96 ist dabei so gewählt, daß
der obere Rand 58 der Bohrung 32 zwischen den Teilumfängen 94
und 96 einen lichten Durchmesser aufweist, der etwa dem größten
Durchmesser 56 (Äquator) der Hülse 36 bzw. der Bohrung 32 ent
spricht. Die radialen Erweiterungen sind in der Zeichnung über
trieben dargestellt und in Wirklichkeit mit bloßem Auge kaum
erkennbar.
Die radialen Erweiterungen erstrecken sich dabei vom oberen
Rand 58 aus gesehen nicht bis zum unteren Rand 60, sondern nur
bis etwa auf Höhe des größten Durchmessers 56 der Bohrung 32.
Aufgrund dieser Ausgestaltung der Bohrung 32 läßt sich die Hül
se 36 ohne Kraftaufwendung in die Bohrung 32 einsetzen, man
kann die Hülse 36 sogar einfach in die Bohrung 32 in der in
Fig. 9 gezeigten Stellung hineinfallen lassen.
Ausgehend von der in Fig. 8 und 9 gezeigten Einsetzstellung
wird die Hülse 36 nun in Richtung eines Pfeiles 98 um eine Ach
se verkippt, die etwa mit dem Bereich größten Durchmessers 56
der Hülse 36 (Äquator der Hülse 36) zusammenfällt. In Fig. 10
ist die Hülse 36 in einer etwa um 45° aus der Einsetzstellung
verkippten Stellung dargestellt, in der die Hülse 36 bereits
unverlierbar in der Bohrung 32 aufgenommen ist.
Gemäß Fig. 9 befindet sich in der Einsetzstellung der Bereich
größten Durchmessers 56 der Hülse 36 etwa auf Höhe des Bereich
größten Durchmessers 56 der Bohrung 32.
In der in Fig. 10 dargestellten Kippstellung der Hülse 36 kann
die Hülse 36 nicht mehr aus der Bohrung 32 herausfallen, weil
nun der Äquator der Hülse 36 zwischen dem unteren Rand 60 und
dem oberen Rand 58 der Bohrung 32 gefangen ist.
In Fig. 11 ist die Hülse 36 in einer Draufsicht dargestellt, in
der die Hülse 36 etwa die in Fig. 1 gezeigte Kippstellung ein
nimmt.
Während die Bohrung 32 gemäß Fig. 7 bis 11 an zwei Teilum
fängen 94 und 96 radial erweitert ist, ist es jedoch grundsätzlich
möglich, wie in Fig. 7 für die Bohrung 34 dargestellt ist,
nur an einem Teilumfang 100 radial erweitert auszugestalten.
Anstelle der radialen Erweiterung der Bohrung 32 bzw. 34 kann
der obere Rand 58 der Bohrung 32 bzw. 34 auch nicht radial er
weitert rund ausgebildet sein, wobei dann die Hülse 36 an einem
Teilumfang eine Abflachung aufweist, so daß die Hülse 36 in der
in Fig. 8 bzw. 9 dargestellten Einsetzstellung in die Bohrung
32 einsetzbar ist.
Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausgestaltung der Boh
rung 32 mit radialen Erweiterungen ergibt sich, daß für die
Hülse 36 genau eine Einsetzstellung existiert, wie sie in
Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Bei einer umfänglichen Abflächung
der Hülse 36 würden sich demgegenüber Einsetzstellungen erge
ben, bei denen die Hülse 36 zwar ebenfalls hochkant gestellt
ist, wie in Fig. 8 und 9, jedoch könnte dann die Hülse 36
auch in beliebigen Drehstellungen um die Symmetrieachse 50 der
Bohrung 32 in die Bohrung 32 eingesetzt werden.
In dem Fall, daß für die Hülse 36, wie in Fig. 8 und 9 dar
gestellt ist, genau eine Einsetzstellung vorgesehen ist, wobei
diese Einsetzstellung auch eine um 180° verdrehte Einsetzstel
lung einschließt, ist es gemäß Fig. 7 vorgesehen, daß für jede
Bohrung 32, 34, 32' und 34' für die Hülse 36 bzw. 38 stets die
gleiche Einsetzstellung relativ zu den Bohrungen 32, 32', 34,
34' vorgegeben ist.
Die Hülse 36 bzw. die Hülse 38 sind aus Metall, insbesondere
Titan, gefertigt und radial nicht komprimierbar. Aufgrund des
vorgesehenen Schlitzes 90 gemäß Fig. 12 ist die Hülse 36 bzw.
38 jedoch beim Eindrehen der Schraube 26 bzw. 28 in den Unter
grund 14 geringfügig radial erweiterbar, wenn der Kopf der
Schraube 26 bzw. 28, der insbesondere einen Außenumfang auf
weist, der geringfügig größer ist als der Innenumfang der Auf
nahme 40 bzw. 42 in der Hülse 36 bzw. 38, in die Aufnahme 40
bzw. 42 eindringt.
Wieder mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 ist ferner ein oberer Rand
62 der Hülse 36 abgerundet ausgebildet, ebenso bei der Hülse
38. An dem Kopf 44 der Schraube 26 ist, wie an dem Kopf der
Schraube 28, in einem sich radial nach unten verjüngenden Um
fangsbereich eine Abstützfläche 64 ausgebildet, die sich in dem
in Fig. 1 dargestellten befestigten Zustand des Riegels 16 auf
einer etwa komplementär dazu ausgebildeten Abstützfläche 66 der
Hülse 36 abstützt. Insgesamt liegt der Kopf 44 in in der Auf
nahme 40 der Hülse 36 vollkommen versenkter Lage flächig in der
Aufnahme 40 der Hülse 36 an. Die gegeneinander drückenden,
schräg ausgebildeten Abstützflächen 64 bzw. 66 bewirken dabei
eine leichte Dehnung der Hülse 36, durch die die Verankerung
und Verpressung des Schraubenkopfs 44 in der Hülse 36 verbes
sert wird, wie bereits zuvor erwähnt wurde.
Wie aus Fig. 1 bis 3 hervorgeht, weist der Kopf 44 der
Schraube 26 außerdem in etwa die gleiche Höhe auf wie die Auf
nahme der Hülse 36, und ebenso weist die Hülse 36 in etwa die
gleiche Höhe auf wie die Bohrung 32, so daß der obere Rand 62
der Hülse 36 mit der Oberseite des Kopfes 44 der Schraube 26
und der Oberseite des Riegels 16 eine im wesentlichen gleichmä
ßige Fläche bildet.
Der Kopf 44 der Schraube 26 und die Aufnahme 40 der Hülse 36
können entgegen der in Fig. 1 bis 3 gezeigten etwa zylindri
schen Formgebung auch eine konische Formgebung aufweisen, mit
einer sich von oben nach unten erstreckenden Verjüngung. Hier
durch kann eine noch verbesserte Verankerung des Kopfes 44 in
der Hülse 36 erreicht werden.
Während die Befestigungsanordnung 10 für einen speziellen An
wendungsfall im medizinischen Bereich zur Befestigung eines
Riegels 16 an einem Knochen 18 beschrieben wurde, versteht es
sich, daß eine derartige Befestigungsanordnung auch für techni
sche Zwecke verwendbar ist, beispielsweise um in häuslichen An
wendungen Befestigungsteile, wie Platten, Riegel, Winkel, Hal
ter usw., an einer Wand oder Decke zu befestigen.