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Title:
COUPLING FOR A SURGICAL ROTARY DRIVE TOOL HOLDER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/082490
Kind Code:
A1
Abstract:
A coupling for a surgical rotary drive tool holder comprising a tool which is mounted in the tool holder and rotationally driven thereby and a bushing type rotationally driven receiving element in the tool holder, wherein a shank of the tool can be inserted into the receiving element and rotationally engages therewith in a positive fit, also comprising at least one locking body which can be inserted radially into the inner area of the receiving element, whereby said locking body engages with a shoulder element of the shank when it is inserted in a locking position and secures the latter against axial displacement and said locking body exits from the shoulder element when it is in a radially extracted position, thereby enabling the shank to be displaced axially in the receiving element. The aim of the invention is to simplify use of the tool. In order to achieve positive-fit rotational engagement in the bushing-type receiving element, a carrier - which rotates with the bushing and which is axially displaceable in relation thereto- is provided with at least one bearing surface on the side facing the tool; the carrier can be displaced into an extracted position due to the effect of a spring, wherein the locking body or locking bodies lie adjacent thereto and are thus maintained in a release position; the carrier can be displaced into an inserted position counter to the effect of the spring by means of the shank of the tool adjacent thereto, wherein the locking body or locking bodies can enter into a locking position and the can secure the shank of the tool against axial displacement; the shank of the tool, in an inserted position, can cause the carrier to be inserted counter to a position in which it is secured against axial displacement and counter to the effect of the spring into the receiving element by means of the locking body or locking bodies such that the bearing surfaces thereof are disposed adjacent to bearing surfaces of the tool resulting in rotational engagement.

Inventors:
BLUST EDGAR (DE)
MUELLER THOMAS (CH)
Application Number:
PCT/EP2004/000853
Publication Date:
September 30, 2004
Filing Date:
January 30, 2004
Export Citation:
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Assignee:
AESCULAP AG & CO KG (DE)
BLUST EDGAR (DE)
MUELLER THOMAS (CH)
International Classes:
A61B17/16; A61C1/14; B23B31/00; A61B17/00; (IPC1-7): A61B17/16; B23B31/00; A61C1/14
Foreign References:
DE3934610A11991-04-25
US20020151902A12002-10-17
US5222956A1993-06-29
US5928241A1999-07-27
US5989257A1999-11-23
US2751229A1956-06-19
Attorney, Agent or Firm:
Böhme, Ulrich (Stellrecht & Partner Patentanwälte Uhlandstrasse 14c, Stuttgart, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Kupplung für ein chirurgisches DrehantriebsHandstück (1) mit einem in dem Handstück (1) gelagerten und von diesem drehend angetrie benen Werkzeug (23) mit einer hülsenförmigen drehangetriebenen Aufnahme (7) im Handstück (1), in die ein Schaft (24) des Werkzeu ges (23) unter Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahme ein schiebbar ist, und mit mindestenseinem radial in den Innenraum der Aufnahme (7) einschiebbaren Verriegelungskörper (15), der in einer eingeschobenen Verriegelungsstellung in einen Rücksprung des Schaftes (24) eingreift und diesen dadurch gegen axiale Verschiebung sichert, während er in einer radial ausgeschobenen Stellung aus dem Rücksprung austritt und damit eine axiale Verschiebung des Schaftes (24) in der Aufnahme (7) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahme in der hül senförmigen Aufnahme (7) ein mit der Aufnahme (7) rotierender, gegenüber dieser axial verschieblicher Mitnehmer (10) angeordnet ist mit mindestens einer Anlagefläche (30) an seiner dem Werkzeug (23) zugewandten Seite, daß der Mitnehmer (10) unter der Wirkung einer Feder (13) in eine ausgeschobene Stellung verschiebbar ist, in der der oder die Verriegelungskörper (15) an ihm anliegen und dadurch in ihrer Freigabestellung gehalten werden, daß der Mitnehmer (10) mit tels des an ihm anliegenden Schaftes (24) des Werkzeuges (23) ge gen die Wirkung der Feder (13) in eine eingeschobene Stellung ver schiebbar ist, in der der oder die Verriegelungskörper (15) in die Ver riegelungsstellung eintreten und den Schaft (24) des Werkzeuges (23) gegen eine axiale Verschiebung sichern können, und daß der Schaft (24) des Werkzeuges (23) in dessen eingeschobener, durch den oder die Verriegelungskörper (15) gegen eine axiale Verschie bung gesicherten Stellung den Mitnehmer (10) gegen die Wirkung der Feder (13) derart in die Aufnahme (7) einschiebt, daß dessen Anlage flächen (30) an Anlageflächen (28) des Werkzeuges (23) unter Aus bildung einer Drehmitnahme anliegen.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage flächen (30 ; 28) des Mitnehmers (10) bzw. des Werkzeuges (23) flä chig aneinander anliegen.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage flächen (30 ; 28) des Mitnehmers (10) bzw. des Werkzeuges (23) li nienförmig aneinander anliegen.
4. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anlageflächen (30) an einem Teil (10 ; 23) einen Einführtrichter (31) ausbilden und am anderen Teil (23 ; 10) eine Einführspitze (29).
5. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) und das Werkzeug (23) im Bereich ihrer Anlageflächen (30 bzw. 28) spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene sind, die durch die Drehachse der Aufnahme (7) und durch einen Durchmesser des eingesetzten Werkzeuges (23) aufge spannt wird.
6. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) und das Werkzeug (23) jeweils zwei Anlageflächen (30 bzw. 28) aufweisen.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Norma lenvektoren der beiden Anlageflächen (28 bzw. 30) des Werkzeuges (23) und/oder des Mitnehmers (10) parallel zueinander verlaufen.
8. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, daß die beiden Anlageflächen (30 bzw. 28) des Mitnehmers (10) und/oder des Werkzeuges (23) Vförmig angeordnet sind.
9. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anlageflächen (30 bzw. 28) des Mitnehmers (10) und/oder des Werkzeuges (23) eben sind.
10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß die Anlageflächen (28) des Werkzeuges (23) oder des Mit nehmers (10) eine gebogene Kontur (28a, 28b) aufweisen.
11. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur im drehachsnahen Bereich konvex ausgebildet und im drehachsfernen Bereich demgegenüber zurückgesetzt ist.
12. Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur im drehachsfernen Bereich konkav ausgebildet ist.
13. Kupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeich net, daß der Öffnungswinkel des Einführtrichters (31) im drehachs fernen Bereich größer ist als im drehachsnahen Bereich.
14. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Anlageflächen (28,30) parallel zur Drehachse der Auf nahme (7) angeordnet sind.
15. Kupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeich net, daß der Mitnehmer (10) an seinem dem Werkzeug (23) zuge wandten, als Einführtrichter (31) ausgebildeten Ende keilförmig ist.
16. Kupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil winkel (ß) des Mitnehmers (10) zwischen 60 und 90° liegt.
17. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der den Verriegelungskörper (15) aufnehmende Rücksprung eine Umfangsnut (34) ist.
18. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß der den Verriegelungskörper (15) aufnehmende Rücksprung eine quer zur Drehachse verlaufende, geradlinige Nut (32) an der Außenseite des Werkzeuges (23) ist.
19. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich net, daß der Rücksprung eine randseitig geschlossene Vertiefung an der Außenseite des Werkzeuges (23) ist.
20. Kupplung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver tiefung die Form einer Kugelkalotte hat.
21. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verriegelungskörper (15) in der eingeschobe nen Verriegelungsstellung an der Kante des Rücksprunges (32, 34) punktoder linienförmig anliegt.
22. Kupplung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver riegelungskörper (15) eine Kugel ist und der Rücksprung (32,34) eine bogenförmige Kontur aufweist, deren Radius geringfügig kleiner ist als der Radius des Verriegelungskörpers (15).
23. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) in der Aufnahme (7) außen seitig einen Rücksprung (33) aufweist, in den der Verriegelungskörper (15) eintaucht, wenn sich der Mitnehmer (10) bei entspannter Feder (13) in seiner ausgeschobenen Stellung befindet.
24. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ausschubbewegung des Mitnehmers (10) durch einen Anschlag (11,12) der Aufnahme (7) begrenzt wird.
25. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Mitnehmer (10) einen zu seiner Verschiebe richtung parallelen Schlitz (11) aufweist, durch den ein an der Auf nahme (7) festgelegter Mitnahmestift (12) hindurchragt.
26. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verriegelungskörper (15) federnd in die Ver riegelungsstellung verschoben wird.
27. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß mehrere Verriegelungskörper (15) vorgesehen sind.
28. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der oder die Verriegelungskörper (15) Kugeln sind.
29. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verriegelungskörper (15) in einer radialen Öffnung (14) der Aufnahme (7) verschieblich geführt ist.
30. Kupplung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Aufnahme (7) zur Verschiebung des Verriege lungskörpers (15) von einer Verschiebehülse (16) mit einer Aufgleit fläche (17) den Verriegelungskörper (15) umgeben und in Richtung auf ein radiales Einschieben des Verriegelungskörpers (15) federbela stet ist.
31. Kupplung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf gleitfläche (17) mindestens in einem Teilabschnitt (17a) relativ zur Verschieberichtung der Verschiebehülse (16) geneigt ist.
32. Werkzeug zur Verwendung in einer Kupplung nach einem der voran stehenden Ansprüche mit einem Schaft, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (24) Anlageflächen (28) aufweist zur drehfesten Anlage an Anlageflächen (30) des Mitnehmers (10), die in eine Einführspitze (29) einmünden, und daß sich an die Anlageflächen (28) auf deren der Einführspitze (29) abgewandten Seite mindestens ein Rücksprung (34 ; 32) für einen Verriegelungskörper (15) anschließt.
33. Werkzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß es im Be reich seiner Anlageflächen (28) spiegelsymmetrisch zu einer Spiegel ebene ist, die durch die Drehachse des Werkzeuges (23) und durch einen Durchmesser des eingesetzten Werkzeuges (23) aufgespannt wird.
34. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekenn zeichnet, daß das Werkzeug (23) jeweils zwei Anlageflächen (28) aufweist.
35. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekenn zeichnet, daß die Normalenvektoren der beiden Anlageflächen (28) des Werkzeuges (23) parallel zueinander verlaufen.
36. Werkzeug nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlageflächen (28) des Werkzeuges (23) Vförmig ange ordnet sind.
37. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 36 dadurch gekennzeich net, daß die Anlageflächen (28) eben sind.
38. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anlageflächen (28) eine gebogene Kontur (28a, 28b) aufweisen.
39. Werkzeug nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon tur im drehachsnahen Bereich konvex ausgebildet und im drehachs fernen Bereich demgegenüber zurückgesetzt ist.
40. Werkzeug nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon tur im drehachsfernen Bereich konkav ausgebildet ist.
41. Werkzeug nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anlageflächen (28) parallel zur Drehachse des Werkzeuges (23) angeordnet sind.
42. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekenn zeichnet, daß der den Verriegelungskörper (15) aufnehmende Rück sprung eine Umfangsnut (34) ist.
43. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekenn zeichnet, daß der den Verriegelungskörper (15) aufnehmende Rück sprung eine quer zur Drehachse verlaufende, geradlinige Nut (32) an der Außenseite des Werkzeuges (23) ist.
44. Werkzeug nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rücksprung eine randseitig geschlossene Vertiefung an der Außenseite des Werkzeuges (23) ist.
45. Werkzeug nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver tiefung die Form einer Kugelkalotte hat.
Description:
KUPPLUNG FÜR EIN CHIRURGISCHES DREHANTRIEBS-HANDSTÜCK Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein chirurgisches Drehantriebs- Handstück mit einem in dem Handstück gelagerten und von diesem drehend angetriebenen Werkzeug mit einer hülsenförmigen, drehangetriebenen Auf- nahme im Handstück, in die ein Schaft des Werkzeuges unter Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahme einschiebbar ist, und mit mindestens einem radial in den Innenraum der Aufnahme einschiebbaren Verriegelungs- körper, der in einer eingeschobenen Verriegelungsstellung in einen Rück- sprung des Schaftes eingreift und diesen dadurch gegen axiale Verschie- bung sichert, während er in einer radial ausgeschobenen Stellung aus dem Rücksprung austritt und damit eine axiale Verschiebung des Schaftes in der Aufnahme ermöglicht.

Chirurgische Drehantriebs-Handstücke werden eingesetzt, um Bohrer, Fin- gerfräser oder ähnliche schnell laufende schaftförmige Werkzeuge anzutrei- ben, die zur Bearbeitung von Zähnen, Knochen etc. benötigt werden. Die Werkzeuge müssen dabei nach Bedarf auswechselbar sein, und es ist er- wünscht, daß dies durch einfaches Einschieben und Herausziehen unter gleichzeitiger Herstellung bzw. Aufhebung einer Drehverbindung zum Dreh- antrieb des Handstückes erreicht werden kann.

Es sind derartige Kupplungen bekannt, bei denen die Werkzeuge in eine Aufnahme eingeschoben und dann durch manuelle Betätigung einer Ver- riegelungseinrichtung in axialer Richtung festgelegt werden. Dies erfordert einen separaten Betätigungsschritt, und bei häufigem Werkzeugwechsel während einer chirurgischen Operation kann dies störend sein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Kupplung so aus- zugestalten, daß eine Festlegung des in die Kupplung eingesetzten Werk- zeuges ohne manuelle Betätigung einer Verriegelungseinrichtung erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Art er- findungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Ausbildung einer formschlüssigen Drehmitnahme in der hülsenförmigen Aufnahme ein mit der Hülse rotieren- der, gegenüber dieser axial verschieblicher Mitnehmer angeordnet ist mit mindestens einer Anlagefläche an seiner dem Werkzeug zugewandten Seite, daß der Mitnehmer unter der Wirkung einer Feder in eine ausgeschobene Stellung verschiebbar ist, in der der oder die Verriegelungskörper an ihm anliegen und dadurch in ihrer Freigabestellung gehalten werden, daß der Mitnehmer mittels des an ihm anliegenden Schaftes des Werkzeuges gegen die Wirkung der Feder in eine eingeschobene Stellung verschiebbar ist, in der der oder die Verriegelungskörper in die Verriegelungsstellung eintreten und den Schaft des Werkzeuges gegen eine axiale Verschiebung sichern können, und daß der Schaft des Werkzeuges in dessen eingeschobener, durch den oder die Verriegelungskörper gegen eine axiale Verschiebung gesicherten Stellung den Mitnehmer gegen die Wirkung der Feder derart in die Aufnahme einschiebt, daß dessen Anlageflächen an Anlageflächen des Werkzeuges unter Ausbildung einer Drehmitnahme anliegen.

Es wird also in der Aufnahme ein Mitnehmer angeordnet, dem eine Doppel- funktion zukommt. Einerseits stellt dieser Mitnehmer die drehfeste Verbin- dung her zwischen der Aufnahme und dem Schaft des Werkzeuges, ande- rerseits dient der Mitnehmer als Auswerfer für das in die Aufnahme einge- setzte Werkzeug und als Blockiereinrichtung, die die Verriegelungskörper in der Freigabestellung hält, wenn kein Werkzeug in die Aufnahme eingesetzt ist. Werden die Verriegelungskörper freigegeben, so daß sie sich unbehin- dert radial nach außen bewegen können, dann schiebt der Mitnehmer unter der Wirkung der Feder das Werkzeug aus der Aufnahme hinaus und legt sich dem oder den Verriegelungskörpern so gegenüber, daß diese nicht mehr in die radial innenliegende Verriegelungsstellung gelangen können.

Erst wenn der Mitnehmer durch ein in die Aufnahme eingeschobenes Werk- zeug wieder aus dieser vorderen Stellung zurückgeschoben wird, können die Verriegelungskörper wieder radial nach innen verschoben werden, allerdings erst dann, wenn der Schaft des Werkzeuges vollständig eingeschoben ist, so daß der Rücksprung des Schaftes den Verriegelungskörpern gegenüberliegt.

In dieser Stellung kann der Schaft dann einfach dadurch verriegelt werden, daß die Verriegelungskörper radial nach innen verschoben werden. Dies könnte zwar auch manuell erfolgen, wird aber vorzugsweise durch eine Fe- der automatisch erreicht, so daß eine manuelle Betätigung einer Verriege- lungseinrichtung überflüssig wird. In der eingeschobenen und verriegelten Stellung des Werkzeuges werden die Anlageflächen des Schaftes und die Anlageflächen des Mitnehmers unter der Wirkung der Feder gegeneinander gespannt, so daß dadurch eine sichere Drehmitnahme gewährleistet ist.

Die Anlageflächen werden besonders geschont, wenn eine großflächige Drehmomentseinleitung gewährleistet ist, dies läßt sich beispielsweise da- durch erreichen, daß gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Anla- geflächen des Mitnehmers und des Werkzeuges flächig aneinander anliegen.

Es kann aber bei einer abgewandelten Ausführungsform auch vorgesehen sein, daß die Anlageflächen des Mitnehmers und des Werkzeuges linienför- mig aneinander anliegen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Anlageflächen an einem Teil einen Einführtrichter ausbilden und am anderen Teil eine Einführspitze. Grundsätzlich ist es möglich, den Einführtrichter entweder am Schaft des Werkzeuges oder am Mitnehmer vorzusehen und dementsprechend die Einführspitze am jeweilig anderen Teil, bevorzugt wird aber eine Ausgestaltung, bei der die Einführspitze am Schaft des Werkzeu- ges angeordnet ist und der Einführtrichter an dem Mitnehmer, da auf diese Weise die radiale Ausdehnung des Werkzeugschaftes gering gehalten wer- den kann. Dies kann bei den sehr hohen verwendeten Drehzahlen von Be- deutung sein.

Günstig ist es, wenn der Mitnehmer und das Werkzeug im Bereich ihrer An- lageflächen spiegelsymmetrisch zu einer Spiegelebene sind, die durch die Drehachse der Aufnahme und durch einen Durchmesser des eingesetzten Werkzeuges aufgespannt wird. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Aufnahme und das Werkzeug jeweils zwei Anlageflä- chen aufweisen. Es gibt dann bei einer symmetrischen Ausgestaltung zwei Einkupplungslagen, die durch die Ausgestaltung als Einführtrichter beim Ein- schieben des Werkzeugschaftes in die Aufnahme zwangsläufig eingenom- men werden.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Normalenvektoren der beiden Anlageflächen des Werkzeuges und/oder des Mitnehmers parallel zueinan- der verlaufen, insbesondere in einer Ebene liegen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Anlage- flächen des Mitnehmers und/oder des Werkzeuges exakt oder annähernd V-förmig angeordnet, die Anlageflächen nähern sich also keilförmig einander an. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Einführhilfe und Winkelausrich- tung zwischen Mitnehmer und Werkzeugschaft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Anlageflä- chen des Mitnehmers und/oder des Werkzeuges eben sind. Dies ermöglicht eine flächige Anlage und erleichtert die Herstellung.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Anlageflächen des Werkzeuges oder des Mitnehmers eine gebogene Kontur aufweisen. Die gebogene Kon- tur kann dabei in Längsrichtung der Anlagefläche vorliegen, also in einer Richtung eines Schenkels der V-Form, oder aber auch quer dazu. Bevorzugt wird dabei eine Kontur, bei der die Anlagefläche quer zur Längsrichtung eben ist und in Längsrichtung gebogen.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Kontur im drehachsnahen Bereich konvex ausgebildet und im drehachsfernen Bereich demgegenüber zurück- gesetzt ist. Man erhält auf diese Weise eine linienförmige Anlage der An- lageflächen aneinander, insbesondere wenn eine der beiden Anlageflächen eben und die andere gebogen ausgebildet ist.

Die Zurücksetzung kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, daß die Kontur im drehachsfernen Bereich konkav ausgebildet ist.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Öffnungswinkel des Einführ- trichters im drehachsfernen Bereich größer ist als im drehachsnahen Be- reich. Dies erleichtert die Einfuhr und führt dazu, daß die Anlageflächen im drehachsnahen Bereich näher aneinanderliegen, daß also mehr Material für die außenliegenden Anlageflächen zur Verfügung steht.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die Anlageflächen parallel zur Dreh- achse der Aufnahme angeordnet und verlaufen somit auch parallel zueinan- der. Diesen parallelen Anlageflächen kann eine einführtrichterähnliche Er- weiterung zugeordnet sein.

Der den Verriegelungskörper aufnehmende Rücksprung am Schaft des Werkzeuges kann eine Umfangsnut sein.

Da der Schaft und die Mitnahme jedoch in ganz bestimmten relativen Win- kelstellungen zueinander stehen, kann vorgesehen sein, daß der den Verrie- gelungskörper aufnehmende Rücksprung eine quer zur Drehachse verlau- fende, geradlinige Nut an der Außenseite des Werkzeuges ist oder sogar eine randseitig geschlossene Vertiefung an der Außenseite des Werkzeuges, insbesondere in Form einer Kugelkalotte. Dadurch erfolgt eine wesentlich geringere Schwächung des Werkzeugschaftes im Bereich des Rücksprunges als bei der Ausbildung als umlaufende Umfangsnut, und dies kann insbeson- dere bei kleinen Durchmessern des Werkzeugschaftes und bei den notwen- digen hohen Drehzahlen von Vorteil sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mitnehmer an seinem dem Werkzeug zugewandten, als Einführtrichter ausgebildeten Ende keilförmig ausgebildet. Dies erleichtert zusätzlich die Einführung des Werkzeuges. Der Keilwinkel kann dabei zwischen 60° und 90° liegen, vorzugsweise liegt er im Bereich von etwa 75°.

Es ist vorteilhaft, wenn der Mitnehmer in der Aufnahme außenseitig einen Rücksprung aufweist, in den der Verriegelungskörper eintaucht, wenn sich der Mitnehmer bei entspannter Feder in seiner ausgeschobenen Stellung befindet. Dadurch ist sichergestellt, daß beim Einführen des Schaftes und beim Anpassen der Winkelstellung von Mitnehmer und Schaft der Mitnehmer noch nicht die Verriegelungskörper freigibt, erst nach dieser die Winkelstel- lung justierenden Einführung des Schaftes wird der Benutzer durch kräfti- geren Druck auf das Werkzeug den Mitnehmer gegen die Wirkung der Feder zurückschieben und dabei auch die Verriegelungskörper aus den außenseiti- gen Rücksprüngen des Mitnehmers nach außen drängen. Dieser Rücksprung weist dabei normalerweise eine sehr geringe Tiefe aus, so daß dieses Ver- drängen der Verriegelungskörper keine allzu großen Kräfte erfordert.

Die Ausschubbewegung des Mitnehmers wird vorzugsweise durch einen An- schlag der Aufnahme begrenzt.

Es kann vorgesehen sein, daß der Mitnehmer einen zu seiner Verschiebe- richtung parallelen Schlitz aufweist, durch den ein an der Aufnahme festge- legter Mitnahmestift hindurchragt. Dadurch wird der Mitnehmer drehfest mit der Aufnahme verbunden, jedoch axial frei verschieblich. Der Mitnahmestift begrenzt außerdem die axiale Bewegung des Mitnehmers und wirkt somit als Anschlag.

Es ist günstig, wenn der Verriegelungskörper in der eingeschobenen Verrie- gelungsstellung an der Kante des Rücksprunges punkt-oder linienförmig anliegt, dadurch ergibt sich eine genau definierte Axialstellung des Werk- zeuges. Beispielsweise kann der Verriegelungskörper eine Kugel sein und der Rücksprung kann eine bogenförmige Kontur aufweisen, deren Radius geringfügig kleiner ist als der Radius des Verriegelungskörpers. Der kugel- förmige Verriegelungskörper liegt dann an der Kante des Rücksprunges an.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verriegelungskörper federnd in die Verriegelungsstellung verschoben wird.

Grundsätzlich ist es möglich, nur einen einzigen Verriegelungskörper vorzu- sehen, es ist aber vorteilhaft, wenn mehrere Verriegelungskörper Verwen- dung finden, beispielsweise zwei.

Besonders günstig ist es, wenn die Verriegelungskörper Kugeln sind.

Der Verriegelungskörper kann vorzugsweise in einer radialen Öffnung der Aufnahme verschieblich geführt sein.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Aufnahme zur Verschiebung des Ver- riegelungskörpers von einer Verschiebehülse mit einer Aufgleitfläche für den Verriegelungskörper umgeben ist, die vorzugsweise in Richtung auf ein radiales Einschieben des Verriegelungskörpers federbelastet ist.

Die Aufgleitfläche kann mindestens in einem Teilabschnitt relativ zur Ver- schieberichtung der Verschiebehülse geneigt sein, durch diese Neigung und die Federbelastung der Verschiebehülse drückt die Verschiebehülse den Verriegelungskörper in dessen Verriegelungsstellung federnd radial nach innen.

Der Schutz erstreckt sich auch auf ein Werkzeug, welches in weiteren Un- teransprüchen angegebene Merkmale aufweist, die die Verwendung in der erfindungsgemäßen Kupplung ermöglichen.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfin- dung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.

Es zeigen : Figur 1 : eine Längsschnittansicht durch ein chirurgisches Drehan- triebs-Handstück mit eingesetztem Werkzeug ; Figur 2 : eine vergrößerte Teilschnittansicht im Bereich der den Schaft des Werkzeuges aufnehmenden Aufnahme des Drehantriebs-Handstückes der Figur 1 bei eingesetztem und gegen axiale Verschiebung gesichertem Werkzeug ; Figur 3 : eine Ansicht ähnlich Figur 2 mit ausgeschobenem Werkzeug und vorgeschobenem Mitnehmer ; Figur 4 : eine Draufsicht auf den Schaft eines Werkzeuges in Anlage an einem Mitnehmer gemäß einer ersten bevorzugten Aus- führungsform ; Figur 5 : eine Seitenansicht der Anordnung der Figur 4 ; Figur 6 bis abgewandelte Ausführungsformen der Verbindungsbereiche Figur 11 : zwischen Werkzeugschaft und Mitnehmer ; Figur 12 : eine vergrößerte Detailansicht des Kupplungsbereiches mit einem kugelförmigen Verriegelungskörper, der an der Kante des Werkzeugrücksprunges anliegt ; Figur 13 : eine Ansicht ähnlich Figur 4 mit einem keilförmig zuge- spitzten Mitnehmer und Figur 14 : eine Ansicht ähnlich Figur 5 des Mitnehmers der Figur 13.

Das in der Zeichnung dargestellte Handstück 1 umfaßt ein zylindrisches Ge- häuse 2 mit einem Anschlußteil 3 an seiner Rückseite und einem sich an der gegenüberliegenden Seite konisch verjüngenden Spitzenteil 4. Über das An- schlußteil 3 wird das Gehäuse 2 in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise an einen Antrieb angeschlossen, beispielsweise an einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor.

Im Innern des zylindrischen Gehäuses 2 ist über zwei Kugellager 5,6 eine zylindrische Aufnahme 7 in Form einer zum vorderen Ende des Handstückes 1 hin offenen Aufnahmehülse 7 gelagert, die an ihrem dem Anschlußteil 3 zugewandten Ende in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise mit dem Drehantrieb des an das Anschlußteil 3 angeschlossenen Motors drehfest verbindbar ist. Die Aufnahme 7 weist einen zum Spitzenteil 4 hin offenen zylindrischen Innenraum 8 auf, dieser ist am gegenüberliegenden Ende durch einen Boden 9 verschlossen. In den Innenraum ist drehfest mit die- sem verbunden ein Mitnehmer 10 eingesetzt, der im wesentlichen kreis- zylindrisch ausgebildet ist und im Innenraum der Aufnahme 7 an deren In- nenwand in Längsrichtung der Aufnahme verschieblich geführt ist. Durch einen Längsschlitz 11 im Mitnehmer 10 tritt ein quer zur Längsrichtung ver- laufender, an der Aufnahme 7 festgelegter Stift 12 hindurch, der einerseits den Mitnehmer 10 mit der Aufnahme 7 drehfest verbindet und der anderer- seits die Längsverschiebung des Mitnehmers 10 begrenzt.

An seinem dem Boden 9 zugewandten Ende stützt sich eine Druckfeder 13 an dem Mitnehmer 10 ab, deren gegenüberliegendes Ende in einer Vertie- fung des Bodens 9 aufgenommen ist und somit den Mitnehmer 10 mit einer Federkraft beaufschlagt, die versucht, den Mitnehmer 10 aus der Aufnahme 7 hinauszuschieben. Mit anderen Worten kann der Mitnehmer 10 nur gegen die Wirkung dieser Druckfeder 13 in Richtung auf den Boden 9 verschoben werden.

Der Abschnitt 17a der Andruckfläche 17 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 kreiszylindrisch ausgebildet, beim Ausführungsbeispiel der Figur 12 dagegen geringfügig konisch, so daß dieser Abschnitt gegenüber der Verschieberichtung der Verschiebehülse 16 geneigt verläuft. Dadurch wird der Verriegelungskörper 15 auch in seiner eingeschobenen Verriege- lungsstellung nach innen gespannt, da die Verschiebehülse 16 unter der Wirkung der Schraubenfeder 18 nach vorne geschoben wird.

Der Einsatz besteht vorzugsweise aus einem besonders festen Material, bei- spielsweise aus Hartmetall.

In kurzem Abstand anschließend an das vordere Ende des Mitnehmers 10 befinden sich in der Wand der Aufnahme 7 diametral gegenüberliegend zwei kanalförmige, radiale Durchbrüche 14, in jedem dieser Durchbrüche 14 ist ein kugelförmiger Verriegelungskörper 15 radial verschieblich geführt, so daß die Verriegelungskörper 15 radial in den Innenraum vorstehend in die- sen eingeschoben und aus diesem wieder ausgeschoben werden können.

Auf der Außenseite der Aufnahme 7 ist axial verschieblich eine Verschiebe- hülse 16 gelagert, die die Verriegelungskörper 15 mittels einer ringförmigen Andruckfläche 17 überfängt, die nebeneinander einen kreiszylindrischen und einen schräg abfallenden, gebogenen Abschnitt 17a bzw. 17b aufweist. Ver- schiebt man die Verschiebehülse 16 auf der Aufnahme 7 in einer Richtung, so werden die Verriegelungskörper 15 an der Andruckfläche 17b anliegend radial nach innen verschoben, bei der Verschiebung der Verschiebehülse in umgekehrter Richtung erhalten die Verriegelungskörper 15 dagegen so viel Spiel, daß sie radial nach außen aus dem Innenraum 8 der Aufnahme 7 her- ausgeschoben werden können.

Die Verschiebehülse 16 wird mit Hilfe einer die Aufnahme 7 umgebenden Schraubenfeder 18 in eine Verriegelungsstellung gespannt, in der sie die Verriegelungskörper 15 maximal radial nach innen einschiebt. Um die Ver- riegelungskörper 15 radial nach außen auszuschieben, muß also die Ver- schiebehülse 16 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 18 auf der Auf- nahme 7 verschoben werden.

Die Verschiebung der Verschiebehülse 16 erfolgt mit Hilfe eines auf dem Gehäuse 2 gelagerten und dieses umgebenden Griffteiles 19, welches mit einem Mitnehmerstift 20 durch eine Öffnung des Gehäuses 2 in den Ge- häuseinnenraum hineinragt und dort in eine Ringnut 21 auf der Außenseite der Verschiebehülse 16 eintaucht. Der Mitnehmerstift 20 hat dabei gegen- über allen Wänden der Ringnut 21 normalerweise Spiel und wird in dieser Stellung durch eine Schraubenfeder 22 gehalten, die das Griffteil 19 in einer Ruhestellung festlegt, aus der es unter Spannung der Schraubenfeder 22 verschoben werden kann. Beim Verschieben des Griffteiles 19 gelangt die- ses an der Seitenwand der Ringnut 21 zur Anlage und nimmt dann die Ver- schiebehülse 16 mit in die Freigabestellung, in welcher die Verriegelungs- körper 15 radial nach außen ausgeschoben werden können.

In den Innenraum 8 der Aufnahme 7 ist von der offenen vorderen Seite des Handstückes 1 durch dessen Spitzenteil 4 hindurch ein schaftförmiges Werkzeug 23 eingeschoben, dessen Schaft 24 einen Außendurchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des Innenraumes 8 entspricht. Da- durch wird dieser Schaft 24 in dem Innenraum 8 quer zu dessen Längsrich- tung geführt, eine weitere Führung ergibt sich durch Kugellager 25,26, die im Inneren des Spitzenteils 4 und in einer sich daran anschließenden hül- senförmigen Verlängerung 27 angeordnet sind.

Der Schaft 24 ist an seinem hinteren Ende bei dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel keilförmig zugespitzt und weist zwei ebe- ne Anlageflächen 28 auf, die V-förmig aufeinander zulaufen und eine zen- trale Spitze 29 ausbilden. Die Anlageflächen 28 sind dabei so angeordnet, daß deren Normalenvektoren in einer Ebene liegen, die Anlageflächen 28 sind bezüglich einer Mittelebene des Werkzeuges 23 spiegelsymmetrisch, die durch die Drehachse und durch einen Durchmesser des Werkzeuges 23 aufgespannt wird.

Diese Anlageflächen 28 sind komplementär ausgestaltet zu ebenen, keil- oder V-förmig verlaufenden Anlageflächen 30 am Mitnehmer 10, diese An- lageflächen 30 bilden einen keilförmigen Einführtrichter 31 für die Spitze 29 des Werkzeuges 23 aus.

An der Außenseite des Schaftes 24 sind einander gegenüberliegend zwei geradlinige Nuten 32 eingearbeitet, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Durchmesser im wesentlichen dem der kugelförmigen Verriegelungskörper 15 entspricht. Die beiden Nuten 32 verlaufen dabei parallel zu den Ebenen, die durch die Anlageflächen 28 definiert werden.

Im Mitnehmer 10 sind in dessen Außenwand zwei kugelkalottenförmige Ver- tiefungen 33 geringer Tiefe eingearbeitet, diese liegen einander diametral gegenüber, so daß sie beim Vorschieben des Mitnehmers 15 unmittelbar vor den Durchbrüchen 14 angeordnet sind, so daß die Verriegelungskörper 15 in diese Vertiefungen 33 eintauchen können. Die Tiefe der Vertiefung 33 ist dabei deutlich geringer als die Tiefe der Nut 32 im Schaft 24 des Werkzeu- ges 23.

Um in das Handstück 1 ein Werkzeug 23 einsetzen zu können, müssen zu- nächst die Verriegelungskörper 15 in der radial ausgefahrenen Stellung ste- hen, dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Verschiebehülse 16 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 18 zurückgeschoben wird. Dadurch können die Verriegelungskörper 15 radial nach außen geschoben werden, und zwar durch den Mitnehmer 10, der unter der Wirkung der Druckfeder 13 in die vorgeschobene Stellung verschoben wird und dabei die kugelförmigen Ver- riegelungskörper 15 so weit nach außen verschiebt, bis diese auf seiner Außenseite abrollen oder entlanggleiten. Die Vorschubbewegung des Mit- nehmers 10 wird durch den im Längsschlitz 11 geführten Stift 12 begrenzt, und zwar derart, daß bei vollständig vorgeschobenem Mitnehmer 10 die Vertiefungen 33 genau dem Durchbruch 14 gegenüberliegen. Die radial nach außen geschobenen Verriegelungskörper 15 liegen am bogenförmigen Abschnitt 17b der Andruckfläche 17 der Verschiebehülse 16 an und verhin- dern, daß diese in die vorgeschobene Stellung zurückkehren kann. Anderer- seits drückt die Andruckfläche 17 mit ihrem bogenförmigen Abschnitt 17b die Verriegelungskörper 15 unter der Wirkung der Schraubenfeder 18 radial nach innen in die Vertiefung 33 hinein. Dadurch wird der Mitnehmer 10 in seiner ausgeschobenen Stellung nicht nur durch die Druckfeder 13 gehalten, sondern zusätzlich auch durch die Verriegelungskörper 15, die nach Art einer elastischen Raste in die Vertiefungen 33 eingreifen.

Schiebt man von der offenen Seite her den Schaft 24 eines Werkzeuges 23 in die Aufnahme 7 hinein, so gelangt die Spitze 29 des Schaftes 24 in den Einführtrichter 31 des Mitnehmers 10. Dabei legen sich die Anlageflächen 28 flächig an die Anlageflächen 30 an, und dies führt zu einer Verdrehung des Werkzeuges 23, bis die Anlageflächen 28 dieselbe Orientierung einnehmen wie die Anlageflächen 30. Bei dieser Winkeljustierung wird der Mitnehmer 10 durch die in die Vertiefungen 33 eintauchenden Verriegelungskörper 15 festgelegt. Allerdings kann der Benutzer diese Festlegung überwinden, wenn er nach erfolgter Winkeljustierung das Werkzeug 23 mit größerer Kraft in die Aufnahme 7 hineindrückt. Dabei werden die Verriegelungskörper 15 radial nach außen gedrückt und verschieben dabei die Verschiebehülse 16 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 18 weiter zurück, da sie an dem bogenförmigen Abschnitt 17b der Andruckfläche 17 anliegen. Sobald das Werkzeug 23 so weit eingeschoben ist, daß die Nut 32 den Durchbrüchen 14 und damit den Verriegelungskörpern 15 gegenüberliegt, können diese radial nach innen in die Nut 32 eintreten und geben dadurch die Verschiebehülse 16 frei, die unter der Wirkung der Schraubenfeder 18 in die vorgeschobene Stellung verschoben wird, so daß jetzt der zylindrische Abschnitt 17a der Andruckfläche 17 außenseitig an den Verriegelungskörpern 15 anliegt und verhindert, daß diese radial nach außen verschoben werden können, der Schaft 24 des Werkzeuges 23 ist damit in axialer Richtung im Gehäuse 2 festgelegt.

In dieser festgelegten Stellung des Werkzeuges 23 wird der Mitnehmer 10 durch die Druckfeder 13 gegen den Schaft 24 gespannt, so daß sich im Be- reich der Anlageflächen 28 und 30 durch deren flächige Anlage eine zuver- lässige Drehmitnahme ergibt, die Drehbewegung der Aufnahme 7 wird also über den Stift 12 auf den Mitnehmer 10 übertragen und vom Mitnehmer 10 auf das Werkzeug 23.

Zur Entnahme des Werkzeuges 23 genügt es, die Verschiebehülse 16 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 18 zurückzuziehen, dadurch werden die Verriegelungskörper 15 in radialer Richtung freigegeben, und der Mitnehmer 10 kann nunmehr unter der Wirkung der Druckfeder 13 nach vorne gescho- ben werden, dabei wird auch das Werkzeug 23 aus der Aufnahme 7 ausge- schoben. In der gleichen Weise, wie oben beschrieben, blockiert dann der Mitnehmer 10 die Verriegelungskörper 15 in der radial ausgeschobenen Stellung, so daß der Werkzeugwechsel in gleicher Weise erfolgen kann, wie oben beschrieben.

Der Mitnehmer hat somit zusätzlich noch die Wirkung eines Auswerfers des in der Aufnahme 7 aufgenommenen Werkzeuges 23.

Bei dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anlageflächen 28 und 30 eben ausgebildet und liegen flächig aneinander an, die Spitze 29 und der Einführtrichter 31 sind also zueinander komplementär.

In diesem Anlagebereich sind auch abweichende geometrische Ausgestal- tungen möglich, in den Figuren 6 bis 11 sind einige mögliche Abwandlungen beispielhaft dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 sind die einander diametral gegen- überliegenden geradlinigen Nuten 32 ersetzt durch eine umlaufende Ringnut 34, außerdem ist der Einführtrichter 31 des Mitnehmers 10 an seiner Ein- führseite aufgeweitet, weist also einen größeren Keilwinkel auf. Dement- sprechend sind auch die Anlageflächen 28 der Spitze 29 in diesem Bereich aufgeweitet, im Ausführungsbeispiel der Figur 6 mit bogenförmiger Kontur, so daß keine vollflächige Anlage in diesem Bereich mehr vorhanden ist. Die Drehmitnahme erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel nur im drehachsna- hen Bereich von Spitze 29 und Mitnehmer 10.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist eine ähnliche Ausgestaltung gewählt mit dem Unterschied, daß die Anlageflächen 28 und die komplementären Anlageflächen 30 nicht keil-oder V-förmig angeordnet sind, sondern parallel zueinander im Abstand verlaufen, und zwar parallel zur Drehachse des Werkzeuges 23.

In den Fällen der Figuren 1 bis 7 sind die Anlageflächen 28 und 30 so aus- gebildet, daß sie im gekoppelten Zustand flächig aneinander anliegen und somit eine großflächige Drehmomentübertragung gewährleisten.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 8 bis 11 hingegen ergibt sich aufgrund der Form der Anlageflächen eine linienförmige Anlage zwischen den Anlageflächen.

Während bei diesen Ausgestaltungen die Anlageflächen 30 des Mitnehmers in gleicher Weise als ebene, keil-oder V-förmig verlaufende Flächen ausge- bildet sind, weisen die Anlageflächen 28 des Schaftes 24 bei diesen Aus- führungsbeispielen gebogene Konturen auf, und zwar gebogen in Längs- richtung der V-förmigen Schenkel, quer dazu sind die Anlageflächen 28 eben ausgebildet.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 8 weist die Anlagefläche 28 einen dreh- achsnahen konvexen Bereich 28a und einen drehachsfernen konkaven Be- reich 28b auf, eine Anlage ergibt sich nur im konvexen Bereich 28a, und diese Anlage ist linienförmig.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 9 ist die Anlagefläche 28 über den größten Bereich konkav ausgebildet, nur der spitzennahe Endbereich ist ab- geschrägt oder konvex ausgebildet, so daß sich an einem sehr kleinen Randbereich eine Anlage an der Anlagefläche 30 ergibt.

Ähnliche Konturen wie in Figur 8 sind bei den Ausführungsbeispielen der Fi- guren 10 und 11 gewählt, dabei weisen diese Ausführungsbeispiele keine Ringnut 34 auf, sondern einander gegenüberliegende Nuten 32.