DE9004238U1 - Screw head with locking device - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubkopf mit Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Losdrehen. Bei dem Schraubkopf kann es sich um einen Schraubenkopf oder um eine Mutter handeln.The invention relates to a screw head with a safety device to prevent unintentional loosening. The screw head can be a screw head or a nut.

Die Erfindung will einen Schraubkopf schaffen, der hohen Anforderungen an formschlüssige Sicherung genügt und dessen Sicherungsverformung leicht durchgeführt werden kann, beispielsweise auch unter den schwierigen Bedingungen einer Operation an chirurgischen Implantaten.The invention aims to create a screw head that meets high requirements for positive locking and whose locking deformation can be easily carried out, for example, even under the difficult conditions of an operation on surgical implants.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Schraubkopf einen plastisch verformbaren Ringkragen mit nach außen gerichteter Querschnitts-Richtungskomponente aufweist, dessen Rand nahe der kraftübertragen Stirnfläche des Schraubkopfs liegt.The solution according to the invention consists in that the screw head has a plastically deformable ring collar with an outward-directed cross-sectional component, the edge of which lies close to the force-transmitting face of the screw head.

Der Ringkragen kann beispielsweise tellerförmig oder trichterförmig von dem Schraubkopf nach außen ragen, und zwar zu der Seite hin, an der sich bei Verwendung des Schraubkopfs eine Fläche des mit der Schraube zusammenwirkenden GegenstandsThe ring collar can, for example, protrude outwards from the screw head in the shape of a plate or a funnel, namely towards the side on which a surface of the object interacting with the screw is located when the screw head is used.

befindet, wobei diese Fläche eine Vertiefung aufweist, in die hinein der Rand des Ringkragens verformbar ist. Der Ringkragen muß deshalb aus einem Werkstoff bestehen, der einerseits hinreichende Plastizität für diese Verformung enthält und entsprechend dünn ausgeführt ist und der andererseits in der Lage ist, die Sicherungsverformung aufrechtzuerhalten, auch wenn Lösekräfte in dem zu erwartenden Umfang auftreten. Diesen Bedingungen genügen bestimmte Metalle, beispielsweise Chrom-Nickel-Stähle, wie sie für chirurgische Implantate in Gebrauch sind. Andere Werkstoffe wie beispielsweise Kunststoff sollen jedoch von der Verwendung nicht ausgeschlossen sein.This surface has a recess into which the edge of the ring collar can be deformed. The ring collar must therefore be made of a material that has sufficient plasticity for this deformation and is made correspondingly thin, and that is also able to maintain the locking deformation, even if release forces occur to the extent expected. Certain metals meet these conditions, for example chrome-nickel steels, as used for surgical implants. However, other materials such as plastic should not be excluded from use.

Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung ist der Ringkragen als ebener, quer zur Achse des Schraubkopfs liegende Platte ausgebildet, die mit der kraftübertragenden Stirnfläche des Schraubkopfes fluchtet oder nur geringfügig dieser gegenüber nach hinten versetzt ist. Zweckmäßiger ist im allgemeinen eine konische Form, die es ermöglicht, den Ringkragen durch eine Umfangsnut in der Stirnfläche des Schraubkopfs von deren kraftübertragendem Teil abzusetzen, wobei der Rand des Ringkragens der Ebene der kraftübertragenden Stirnfläche sehr nahe sein sollte. Der Winkel, den der Rang des Ringkragens bzw. dessen Querschnittsmittelachse mit der Achse des Schraubkopfs einschließt, ist zweckmäßigerweise größer als 30°, weiter zweckmäßigerweise größer als 45°. Dies gilt dann, wenn die Gegenfläche, mit der die kraftübertragende Stirnfläche des Schraubkopfs zusammenwirkt, eben ist. Wenn nach einem weiteren, besonderen Merkmal der Erfindung die kraftübertragende Fläche konkav und insbesondere konisch ist, was entsprechende Konvexität bzw. Konizität der damit zusammenwirkenden Gegenfläche voraussetzt, kann der Konuswinkel auch kleiner sein. In diesem Falle ist der Ringkragen zweckmäßigerweise an der Bildung der Kraftübertragungsfläche beteiligt.In a simple embodiment of the invention, the ring collar is designed as a flat plate lying transversely to the axis of the screw head, which is aligned with the force-transmitting face of the screw head or is only slightly offset from it. A conical shape is generally more practical, which makes it possible to set the ring collar apart from the force-transmitting part of the screw head by means of a circumferential groove in the face of the screw head, whereby the edge of the ring collar should be very close to the plane of the force-transmitting face. The angle that the rank of the ring collar or its cross-sectional center axis encloses with the axis of the screw head is expediently greater than 30°, further expediently greater than 45°. This applies when the counter surface with which the force-transmitting face of the screw head interacts is flat. If, according to a further special feature of the invention, the force-transmitting surface is concave and in particular conical, which requires corresponding convexity or conicity of the counter surface interacting with it, the cone angle can also be smaller. In this case, the ring collar is expediently involved in the formation of the force-transmitting surface.

Wenn die Gegenfläche, mit der der Schraubkopf zusammenwirkt, hinreichend abgestützt ist, kann die zur Sicherung führende Verformung des Kragens durch Schlag oder Druck auf dieIf the counter surface with which the screw head interacts is sufficiently supported, the deformation of the collar leading to the locking can be achieved by impact or pressure on the

entsprechende Stelle des Ringkragens erfolgen. Ist die Gegenfläche jedoch nicht hinreichend abgestützt, wie es insbesondere bei Implantaten während der Operation der Fall sein kann, ist es zweckmäßiger, die Deformationskraft so aufzubringen, daß die Gegenfläche davon nicht belastet wird. Erfindungsgemäß kann dies mittels eines Werkzeugs geschehen, das sich an einem am Schraubkopf vorgesehenen Widerlager abstützt.corresponding point on the ring collar. However, if the counter surface is not adequately supported, as can be the case with implants during surgery, it is more expedient to apply the deformation force in such a way that the counter surface is not subjected to stress. According to the invention, this can be done using a tool that is supported on an abutment provided on the screw head.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which illustrates advantageous embodiments. The drawing shows:

Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform, Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform und Fig. 5 und 6 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.Fig. 1 and 2 show a first embodiment, Fig. 3 and 4 show a second embodiment and Fig. 5 and 6 show a third embodiment of the invention.

Gemäß Fig. 1 ist der Schraubenkopf 1 mit einem Ringkragen 2 verbunden, der radial verläuft und dessen eine Begrenzungsfläche mit der kraftübertragenden Stirnfläche 3 des Schraubenkopfs fluchtet. Wenn die Gegenfläche 4, mit der der Schraubenkopf kraftübertragend zusammenwirkt, eine Kante 5 aufweist, so kann der Kragen 2 mit seinem Teil 6 über diese Kante gebogen werden und dadurch eine ungewollte Verdrehung des Schraubenkopfs 1 verhindern.According to Fig. 1, the screw head 1 is connected to an annular collar 2, which runs radially and whose one boundary surface is aligned with the force-transmitting front surface 3 of the screw head. If the counter surface 4, with which the screw head interacts to transmit force, has an edge 5, the collar 2 can be bent with its part 6 over this edge, thereby preventing unwanted twisting of the screw head 1.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist die Mutter 11 außerhalb ihrer kraftübertragenden Fläche 13 mit einem konischen Ringkragen 12 einstückig verbunden, dessen Rand 17 etwa mit der kraftübertragenden Fläche 13 fluchtet und von dieser durch eine umlaufende Nut 18 getrennt ist. Wenn die Gegenfläche 14 in dem von dem Rand 17 überlaufenden Bereich mit einer Kante wie im ersten Ausführungsbeispiel oder einer Bohrung 15 versehen ist, kann der Rand 17 durch den Schlag eines Körners in die Bohrung hinein verformt werden und dadurch die Mutter gesichert werden.According to Fig. 3 and 4, the nut 11 is connected in one piece to a conical ring collar 12 outside of its force-transmitting surface 13, the edge 17 of which is approximately flush with the force-transmitting surface 13 and is separated from it by a circumferential groove 18. If the counter surface 14 is provided with an edge as in the first embodiment or a bore 15 in the area overflowing from the edge 17, the edge 17 can be deformed into the bore by striking a punch with a punch and the nut can thus be secured.

Fig. 3 deutet an, daß diese Verformung auch mittels eines Werkzeugs vorgenommen werden kann, das sich mit dem Teil 19aFig. 3 indicates that this deformation can also be carried out by means of a tool which is connected to the part 19a

hinter einer Widerlagerkante 16 der Mutter abstützt gegenüber der Verformungskraft, die durch den Werkzeugteil 19b in Pfeilrichtung ausgeübt wird.behind an abutment edge 16 of the nut against the deformation force exerted by the tool part 19b in the direction of the arrow.

Fig. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die kraftübertragende Stirnfläche 23 der Mutter 21 nicht eben, sondern konisch ausgebildet wird, nämlich als Innenfläche eines zu seinem Rand hin dünner werdenden Ringkragens 22 ausgebildet ist. Die mit der Kraftübertragungsfläche 23 zusammenwirkende Gegenfläche 24 besitzt dieselbe Konizität oder ist zumindest konvex gestaltet. Auch die an die konisch vorspringende Fläche 24 angrenzende Fläche 25 kann als kraftübertragende Gegenfläche in Zusammenwirken mit dem Rand des Ringkragens 22 herangezogen werden, und zwar zusätzlich oder statt des konischen Vorsprungs 24.Fig. 5 and 6 show an embodiment in which the force-transmitting face 23 of the nut 21 is not flat but conical, namely as the inner surface of an annular collar 22 that becomes thinner towards its edge. The counter surface 24 that interacts with the force-transmitting surface 23 has the same conicity or is at least convex. The surface 25 adjacent to the conically projecting surface 24 can also be used as a force-transmitting counter surface in interaction with the edge of the annular collar 22, in addition to or instead of the conical projection 24.

Wie im einzelnen aus Fig. 6 hervorgeht, ist die Gegenfläche Teil eines gabelförmigen Teils 26, wobei der Rand des Ringkragens 22 über den zwischen den Gabelfingern befindlichen Ausschnitt 27 hinwegläuft.As can be seen in detail from Fig. 6, the counter surface is part of a fork-shaped part 26, wherein the edge of the annular collar 22 runs over the cutout 27 located between the fork fingers.

Zur Sicherung der Mutter 21 wird der Rand des Ringkragens 22 im Bereich des Ausschnitts 27 so verformt, wie dies in Fig. bei 28 angedeutet ist. Der verformte Teil gerät bei einer etwaigen Rückdrehung der Mutter in Anschlag an der Kante des Ausschnitts 27 im Bereich der Flächen 24 oder 25 und verhindert dadurch eine Weiterdrehung der Mutter im Lösesinne.To secure the nut 21, the edge of the ring collar 22 is deformed in the area of the cutout 27 as indicated in Fig. at 28. If the nut is turned back, the deformed part comes into contact with the edge of the cutout 27 in the area of the surfaces 24 or 25 and thus prevents the nut from turning further in the loosening direction.

Das zuletzt erläuterte Ausführungsbeispiel ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit der Fixierung der Gabelköpfe von Knochenschrauben oder Knochenhaken an Gewindestangen eines chirurgischen Halters.The last embodiment explained is particularly advantageous in connection with the fixation of the fork heads of bone screws or bone hooks to threaded rods of a surgical holder.

Claims (5)

SchutzansprücheProtection claims 1. Schraubkopf mit Sicherungseinrichtung gegen unbeabsichtigtes Losdrehen, dadurch gekennzeichnet, daß er einen plastisch verformbaren Ringkragen (2, 12, 22) mit nach außen gerichteter Querschnitts-Richtungskomponente aufweist, dessen Rand nahe der kraftübertragenden Stirnfläche (3, 13, 23) liegt.1. Screw head with a safety device against unintentional loosening, characterized in that it has a plastically deformable ring collar (2, 12, 22) with an outwardly directed cross-sectional directional component, the edge of which is located close to the force-transmitting end face (3, 13, 23). 2. Schraubkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Ringkragens (2, 12, 22) einen mittleren Winkel von mindestens 30° mit der Achse einschließt.2. Screw head according to claim 1, characterized in that the edge of the annular collar (2, 12, 22) encloses a mean angle of at least 30° with the axis. 3. Schraubkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel mindestens 45° beträgt.3. Screw head according to claim 2, characterized in that the angle is at least 45°. 4. Schraubkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsfläche (23) konkav, insbesondere konisch, ist und der Ringkragen (22) an der Bildung derselben beteiligt ist.4. Screw head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the force transmission surface (23) is concave, in particular conical, and the annular collar (22) participates in the formation of the same. 5. Schraubkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Widerlager (16) für ein Werkzeug (19a, 19b) zum Verformen des Ringkragens (12) aufweist .5. Screw head according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has an abutment (16) for a tool (19a, 19b) for deforming the annular collar (12) .