Schraubendreher mit Schraubenhalter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubendreher mit Schraubenhalter, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Damit während der chirurgischen Implantation eines Implantates, welches an einem Knochen, einem Knochenfragment oder an einem Gelenk am menschlichen oder tierischen Körper befestigt werden soll, die umliegenden Weichteile eine möglichst geringe Schädigung erfahren, soll der Knochen oder beispielsweise auch ein Wirbelsäulensegment ohne grossflächiges Freilegen der zu behandelnden Teile operiert werden (Minimal Invasive Technik). Bei sehr kleinen Öffnungen der Weichteile eignen sich dann beispielsweise Klemmzangen zum Einführung von Knochen- oder Pedikelschrauben nicht mehr.
Ein Schraubendreher mit Mitteln zum Festhalten einer Schraube ist aus der EP 0 458 449 RYDER bekannt. Dieser bekannte Schraubendreher umfasst einen longitudinalen Schaftteil mit einem freien Ende, welches in eine entsprechende Vertiefung in einem Schraubenkopf einführbar ist. Die elastischen Mittel, welche zum Festklemmen der Schrauben dienen, sind in einer zur Längsachse parallelen Nute eingelassen und bestehen aus einem komprimierbaren Elastomer. Da die elastischen Mittel im unkomprimierten Zustand radial über mindestens eine Seitenfläche des Schaftteiles vorstehen, werden diese beim Einstecken des Schaftteiles in eine komplementäre Vertiefung komprimiert und drücken gegen die Seitenwand der Vertiefung, wodurch der Schraubenkopf am Schaftteil festgehalten wird. Nachteilig an dieser Ausgestaltung der elastischen Mittel ist, dass beim Einschieben des Schaftteiles in eine komplementäre Vertiefung in einem Schraubenkopf die elastischen Mittel nicht komprimiert sondern vom vorderen Ende des Schaftteiles weggeschoben werden könnten.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schraubendreher mit einem elastischen Schraubenhalter zu schaffen, so dass der Schraubenhalter beim Einführen des Schraubendrehers in eine geeignete Vertiefung an einem Schraubenkopf nicht zurückbiegbar ist. Ferner sollen die elastischen Mittel so ausgestaltet werden können, dass der Schraubenhalter beim
Abziehen des Schraubenkopfes vom Schraubendreher die Tendenz hat, radial zu expandieren, wodurch die Abziehkraft zusätzlich verstärkt wird. Ferner sollen die elastischen Mittel auch aus metallischen Materialien herstellbar sein.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Schraubendreher mit einem Schraubenhalter, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Der erfindungsgemasse Schraubendreher mit Schraubenhalter, umfasst im wesentlichen einen Schaft, welcher an seinem hinteren Schaftabschnitt mit Antriebsmitteln, beispielsweise einem Handgriff oder einer Maschine verbunden ist, und ein vorderes Schaftsegment, welches in eine für Schraubendreher geeignete Vertiefung, beispielsweise ein Innensechskant oder Torx an einem Schraubenkopf einführbar ist, sowie ein Federelement, welches quer zur Längsachse des vorderen Schaftsegmentes elastisch deformierbar ist und mindestens ein mit dem Schaft verbindbares, festes Segment sowie mindestens ein elastisches Segment umfasst. Vorzugsweise ist das elastische Segment in einer zur Längsachse des Schaftsegmentes parallelen Nute angeordnet, so dass im unbelasteten Zustand des Federelementes mindestens ein Teil des elastischen Segmentes über die parallel zur Längsachse betrachtete Querschnittsfläche des Schaftsegmentes vorsteht. Das feste Segment des Federelementes ist in einer Bohrung, welche von der Stirnfläche des vorderen Schaftsegmentes in dieses eindringt, befestigt. Die Bohrung hat eine Bohrungsachse, welche mit der Längsachse des Schaftsegmentes einen Winkel 90° > α > 0° einschliesst.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass dank der erfindungsgemässen Ausgestaltung des Federelementes dieses beim Einschieben des vorderen Schaftsegmentes in eine komplementäre Vertiefung in einem Schraubenkopf gegen die Längsachse gepresst und elastisch deformiert wird, auch wenn das Federelement im unbelastetem Zustand relativ weit über den Querschnitt des vorderen Schaftsegmentes vorsteht. Dadurch kann durch den Schraubenhalter eine relativ grosse Rückhaltekraft auf den Schraubenkopf ausgeübt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die elastischen Mittel verbogen werden.
In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers beträgt der zwischen der Bohrungsachse und der Längsachse des Schaftes eingeschlossene Winkel α zwischen 35° und 55°. Durch diese Ausgestaltung mit einem nicht zu flachen Winkel α wird vermieden, dass das Federelement beim Herausziehen des Schraubendrehers aus dem Schraubenkopf aus der Bohrung herausgezogen wird. Durch die Wahl eines nicht zu steilen Winkels wird die Montage des Federdrahtes am Zapfen ermöglicht respektive vereinfacht.
Das Federelement steht im unbelasteten Zustand senkrecht zur Längsachse über die über die parallel zur Längsachse betrachtete Querschnittsfläche des vorderen Schaftsegmentes um eine Höhe H vor. Vorzugsweise beträgt diese Höhe H zwischen 0,2 mm und 0,8 mm. Durch die Ausgestaltung des Schraubenhalters als Federdraht mit einem festen Segment, welches in eine von der Stirnfläche in das vordere Schaftsegment eindringende Bohrung eingepresst ist, kann die Höhe H grösser gewählt werden, als bei Schraubenhaltern, welche am vorderen Schaftsegment freistehend angeordnet sind. Durch die grössere Höhe H wird eine grössere Deformation des Federelementes beim Einschieben in eine entsprechende Vertiefung an einem Schraubenkopf erreicht, wodurch eine höhere Klemmkraft des Schraubenhalters erreichbar ist.
Das Verhältnis Qi / Q2 zwischen der Querschnittsfläche Qi des Federelementes und der Querschnittsfläche Q2 des vorderen Schaftsegmentes beträgt vorzugsweise zwischen 0,06 und 0,01. Solche Querschnittsverhältnisse werden beispielsweise durch einen Aussensechskant mit einer Schlüsselweite von 3,5 mm und einen Federdraht mit einem Durchmesser von 0,8 mm respektive durch einen Aussensechskant mit einer Schlüsselweite von 2,5 mm und einen Federdraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm hergestellt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a einen Längsschnitt durch die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers mit Schraubenhalter;
Fig. 1 b eine Ansicht des in Fig. 1a dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers mit Schraubenhalter;
Fig. 1c ein Frontansicht der in Fig. 1a und 1b dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers mit Schraubenhalter; und
Fig. 2 eine Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers mit Schraubenhalter.
Der in den Fig. 1a - 1c dargestellte Schraubendreher 1 mit Schraubenhalter umfasst im wesentlichen einen longitudinalen Schaft 2 mit einer Längsachse 3, einem hinteren Schaftsegment 10 und einem vorderen Schaftsegment 9, welches endständig eine senkrecht zur Längsachse 3 stehende Stirnfläche 18 aufweist, und ein Federelement 6, welches quer zur Längsachse 3 elastisch deformierbar ist. Das vordere Schaftsegment 9 ist komplementär zu den Vertiefungen an den Schraubenköpfen, welche eingesetzt werden sollen, beispielsweise als Aussensechskant ausgestaltet.
Das Federelement 6 ist ein gebogener metallischer Federdraht mit einer ersten Querschnittsfläche 15 und umfasst ein zur Zentralachse 14 koaxiales festes Segment 12 und ein ebenfalls zur Zentralachse 14 koaxiales elastisches Segment 13. Das feste Segment 12 des Federelementes 6 ist in eine Bohrung 7 eingepresst, welche von der Stirnfläche 18 des vorderen Schaftsegmentes 9 in den Schaft 2 eindringt. Das elastische Segment 13 verläuft s-förmig vom Austritt der Bohrung 7 zuerst radial an der Stirnfläche 18 und anschliessend in einer Nute 8, welche parallel zur Längsachse 3 in den Schaft 2 eingelassen ist. Am vorderen Schaftsegment 9 ragt das Federelement 6
radial aus der Nute 8 heraus und steht im unbelasteten Zustand um eine senkrecht zur Längsachse 3 gemessene Höhe H über die zweite Querschnittsfläche 16 des vorderen Schaftsegmentes 9 vor. Gegen das hintere Schaftsegment 10 ist diese Höhe verringert.
Die Bohrungsachse 17 der Bohrung 7 schneidet die Stirnfläche 18 des Schaftes 2 unter einem Winkel, so dass zwischen der Bohrungsachse 17 und der Längsachse 3 ein Winkel α eingeschlossen wird.
In Fig. 2 wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Schraubendrehers mit Schraubenhalter gezeigt. Das Federelement 6 ist mit seinem festen Segment 12 in eine Bohrung 7 im vorderen Segment 9 des Schaftes 2 eingepresst. Die Bohrungsachse 17 dieser Bohrung 7 schliesst mit der Längsachse 3 des Schraubendrehers einen Winkel α ein, wobei die Bohrung 7 in die Stirnfläche 18 des Schaftes 2 mündet. Das elastische Segment 13 des Federelementes 6 ist derart gebogen, dass es auf einem Teil seiner Länge senkrecht zur Längsachse 3 um eine Höhe H über den Zapfen 2 vorsteht. Diese Höhe H erreicht ihr Maximum bei einer parallel zur Längsachse 3 betrachteten Tiefe T von der Stirnfläche 18 des Schaftes 2, wobei die Tiefe T zwischen 0,5 mm und 3 mm beträgt. Weiter weg von der Stirnfläche 18 verringert sich die Höhe H wieder, wobei in diesem Teil des elastischen Segmentes 13 die Zentralachse 14 des Federelementes 6 mit der Längsachse 3 einen Winkel ß zwischen 3° und 30° einschliesst und das Federelement 6 in der Nute 8 aufnehmbar ist.