DE19622486C1 - Elektromotorischer Antrieb für ein chirurgisches Werkzeug - Google Patents
Elektromotorischer Antrieb für ein chirurgisches WerkzeugInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem elektromotorischen Antrieb für ein
chirurgisches Werkzeug, bei dem der Motor über ein Zahnrad-Getrie
be eine Kupplung für das Werkzeug antreibt, der Motor und span
nungsführende Teile einerseits und die Kupplung andererseits durch
zumindest ein Bauteil aus Isoliermaterial elektrisch voneinander ge
trennt sind und der Motor und das Getriebe mit ihren Gehäusen in
einem äußeren Gehäuse angeordnet sind, das einen Handgriff bildet,
dessen Griffläche gegenüber den stromführenden Teilen des Antriebs
isoliert ist.
Bei derartigen zum Antrieb für sowohl rotierende als auch axial
bewegliche Werkzeuge eingesetzten Antrieben ist es aus Gründen der
Patientensicherheit zwingend erforderlich, daß eine sichere elektrische
Trennung zwischen stromführenden Teilen und dem Patienten gewähr
leistet ist. Dieses Erfordernis ist durch diverse Normen und Vor
schriften verbindlich festgeschrieben.
Aus der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 nächstkommenden DE-C-44 39 799 ist ein elektromotorischer Antrieb für ein
chirurgisches Werkzeug bekannt. Der aus einem Motor bzw. einer
Motor-Getriebe-Einheit bestehende Antrieb steht über eine Welle mit
einer Kupplung für das Werkzeug elektrisch isoliert in Verbindung.
Die elektrische Isolation wird dadurch erreicht, daß der Motor bzw.
die Motor-Getriebe-Einheit sowie spannungsführende Teile in einem
äußeren Gehäuse aus Isoliermaterial angeordnet sind und die mit der
Kupplung in Verbindung stehende Welle zumindest über einen Teilbe
reich ihrer Länge aus Isoliermaterial besteht. Dabei durchläuft die
Welle einen Dichtkopf, der das Gehäuse in einen ersten den Antrieb
aufnehmenden Raum und einen zweiten die Kupplung für das Werk
zeug aufnehmenden Raum unterteilt.
Aus der US-Patentschrift 3 873 863 ist weiter eine Antriebseinheit
mit einem Motor bekannt, der in einem als Handgriff ausgestalteten
Gehäuse untergebracht ist und dessen Rotorwelle über ein Kupplungs
element mit einer eine Werkzeug-Spannzange aufweisenden Arbeits
welle verbunden ist. Die elektrische Trennung zwischen Motor und
Werkzeug wird dadurch erreicht, daß die Kupplung der Rotorwelle
mit der Arbeitswelle über ein Kupplungselement aus isolierendem
Werkstoff erfolgt.
Eine elektrische Isolierung zwischen Motor und Gebtriebe ist im
Zusammenhang mit einem Handwerkzeug bekannt durch die DE-OS
17 63 230. Dort ist aber eine kompliziert konstruierte Wellenkupp
lung vorgesehen.
Das bei den bekannten Antriebseinheiten verwirklichte Prinzip der
elektrischen Trennung der spannungsführenden Bauteile von der
Kupplung und somit vom Werkzeug durch Unterbrechung der Werk
zeug-Antriebswelle und Verbindung der Wellenteile durch ein Bauteil
aus Isoliermaterial ist vergleichsweise aufwendig. Darüberhinaus
können Dichtprobleme auftreten, die insbesondere bei elektrisch
leitenden Umgebungsmedien kritische Zustände bewirken können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen elektromotorischen Antrieb
für ein chirurgisches Werkzeug zu schaffen, das kostengünstig her
stellbar ist und auch bei elektrisch leitenden Umgebungsmedien eine
sichere elektrische Trennung der spannungsführenden Bauteile von
dem Werkzeug und dem Handgriff gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem Antrieb der eingangs beschriebenen
Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführ
ten Merkmale gelöst.
Die damit erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß
Standard-Bauteile verwendet werden können, die, wenn überhaupt,
nur in geringem Umfang modifiziert zu werden brauchen. Gleichzeitig
bietet diese Lösung aufgrund der doppelten elektrischen Trennung,
nämlich zwischen Motorgehäuse und Getriebegehäuse sowie zwischen
Motor und Getriebe bzw. im Getriebe erhöhte Sicherheit.
Eine besonders einfache Ausführung sieht vor, daß das Abtriebszahn
rad des Motors aus Isoliermaterial besteht. Im Falle der Verwendung
eines mehrstufigen Planetengetriebes können die Zahnräder aller
Stufen, mindestens aber die der Eingangsstufe des Getriebes, aus
Isoliermaterial bestehen.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungen besteht dabei darin, daß
die auftretenden Drehmomente in diesem Bereich relativ gering sind,
so daß die Auslegung der betreffenden Zahnräder unproblematisch ist.
Gleichzeitig ergibt sich der Vorteil einer geräuschgedämpften Über
tragung der Antriebskräfte.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im
Längsschnitt dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Der Antrieb besteht im wesentlichen aus einem Elektromotor 2 und
einem Getriebe 3, die beide durch ein gemeinsames Gehäuse 1 um
schlossen sind. Das Gehäuse 1 aus Kunststoff ist handgriffartig ge
staltet und ist im übrigen als Hohlzylinder ausgebildet, in dessen
durch ein Verschlußteil 5 am der Werkzeugseite abgewandten Ende
dicht verschließbaren Hohlraum 4 der Elektromotor 2 und das Getrie
be 3 angeordnet sind.
Das Getriebe 3 ist ein Planetengetriebe, das in einem zylindrischen
Getriebegehäuse 6 untergebracht ist. Das Planetengetriebe weist
mehrere Stufen auf, von denen lediglich die erste mit einem Sonnen
rad 7 und einem von vorzugsweise drei zugehörigen Planetenzahnrä
dern 8 gezeigt ist. Abtriebsseitig ist das Getriebe 3 mit einer Ab
triebswelle 9 versehen, auf der eine Kupplung 10 für ein Werkzeug
drehsicher befestigt ist und die durch eine zentrale Axialbohrung 11
aus dem Gehäuse 1 herausragt. Dabei ist die Abtriebswelle 9 gegen
über dem Gehäuse 1 durch eine Dichtung 12 in Form eines O-Ringes
abgedichtet. Zur verdrehsicheren Fixierung des Getriebes 3 in dem
Gehäuse 1 ist stirnseitig ein Sicherungsstift 13 angeordnet, der in
eine Bohrung 1a im Gehäuse greift.
Der Elektromotor 2 weist ein zylindrisches Motorgehäuse 14 auf, in
dem ein nicht gezeigter Anker mit einer Motorwelle 15 gelagert ist,
auf der ein Zahnrad 16 drehsicher befestigt ist. Zwischen der Stirn
seite 17 des Getriebegehäuses 6 und der dieser zugewandten Stirnseite
18 des Motorgehäuses 14 ist ein im wesentlichen ringförmiges, sich
mit seinem Umfang innen am Gehäuse abstützendes Isolierteil 19 mit
einem zentralen Ringraum 20 angeordnet, durch den die Motorwelle
15 mit dem Zahnrad 16 hindurchragt, das mit dem (weiteren) Zahnrad
8 des Planetengetriebes in Eingriff steht. Das Zahnrad 16 und gege
benenfalls auch das Zahnrad 8 bestehen aus Isoliermaterial, wie etwa
abriebfestem Kunststoff oder Keramik.
Der Elektromotor 2 hat ein Zuleitungskabel 21, das zur Gewährlei
stung der elektromagnetischen Verträglichkeit mit einer entsprechen
den Abschirmung 22 versehen ist, die mit einem das Motorgehäuse 14
umgebenden und ebenfalls abschirmenden Teil 23 in Verbindung
steht. Das Zuleitungskabel 21 ist durch eine Verschraubung 24 am
Verschlußteil 5 mit einer das Gehäuse 1 hermetisch abdichtenden
Klemmdichtung 25 hindurchgeführt.
Werkzeugseitig ist das Gehäuse 1 mit einem lösbar befestigbaren
Werkzeug-Adapter 26 von schulterringförmiger Gestalt bestückt, in
dessen Innenraum 27 die als Kreuzschlitz-Kuppelteil ausgebildete
Kupplung 10 hineinragt. Der Werkzeug-Adapter 26 trägt einen über
O-Ringe 28 radial abgedichteten Drehring 29 mit einem starren Rohr
30 für die Zufuhr und Abfuhr von Spülflüssigkeit, das parallel zu der
Längsachse des Gehäuses 1 geführt ist und an seinem rückwärtigen
Ende einen Schlauchanschluß 31 trägt.
Zur Stabilisierung ist das Saugrohr 30 an einem das Gehäuse 1 um
laufenden Ring 32 abgestützt. Das Rohr 30 mündet am werkzeug
seitigen Ende in einer in dem Drehring 29 angeordneten Ringkammer
33, die über radiale Durchbrüche 34 in dem Werkzeug-Adapter 26
mit dem Innenraum 27 in Verbindung steht, so daß ständig eine
Verbindung des Rohres 30 mit dem Raum 27 und der Kammer 33
gewährleistet ist, und zwar unabhängig von der vom Anwender als
günstig für die Handhabung ausgewählten Drehstellung des Rohres 30
und des Drehringes 29 relativ zum äußeren Gehäuse 1.
Claims (4)
1. Elektromotorischer Antrieb für ein chirurgisches Werkzeug, bei
dem der Motor (2) über ein Zahnrad-Getriebe (3) eine Kupplung (10)
für das Werkzeug antreibt, der Motor (2) und spannungsführende
Teile einerseits und die Kupplung (10) andererseits durch zumindest
ein Bauteil (7, 8, 16) aus Isoliermaterial elektrisch voneinander ge
trennt sind und der Motor (2) und das Getriebe (3) mit ihren Gehäu
sen (14, 6) in einem äußeren Gehäuse (1) angeordnet sind, das einen
Handgriff bildet, dessen Griffläche gegenüber den spannungsführen
den Teilen des Antriebs isoliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwi
schen den benachbarten Stirnseiten (17, 18) des Motorgehäuses (14)
und des Getriebegehäuses (6) ein Isolierteil (19) eingebaut ist, daß
die Motorwelle (15) an ihrem freien Ende ein Zahnrad (16) des
Getriebes (3) trägt und daß zumindest dieses Zahnrad (16) und/oder
ein damit im Eingriff befindliches weiteres Zahnrad (7, 8) aus Iso
liermaterial besteht.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Getriebe (3) ein wenigstens einstufiges Planetengetriebe ist und daß
die Zahnräder (7, 8) wenigstens der Eingangsstufe des Getriebes aus
Isoliermaterial bestehen.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Isolierteil (19) im wesentlichen ringförmig ist und sich mit
seinem Umfang innen am äußeren Gehäuse (1) abstützt und daß die
Motorwelle (15) zentrisch durch den Ringraum (20) des Isolierteiles
(19) verläuft.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das äußere Gehäuse (1) aus Isoliermaterial besteht.
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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