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Patent Searching and Data


Title:
GEAR FOR CONVERTING A ROTARY MOVEMENT INTO A RECIPROCATING MOVEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/027093
Kind Code:
A1
Abstract:
A gear (3) consists of a driving head (6) that is eccentrically mounted on a driving shaft (4) and carries out eccentric movements when the driving shaft (4) is rotated, a movable transmission member (7) and a movable tool-carrier (12) with a tool (5). The transmission member (7) and the tool carrier (12) with the tool (5) move back and forth when the driving shaft (4) is rotated. The amplitude of the reciprocating movement may be adjusted by means of a first rotary pin (9) movably arranged on a housing (2) for joining the transmission member (7) to the housing (2).

Inventors:
TANNER PETER (CH)
HERZOG DANIEL (CH)
Application Number:
PCT/CH1995/000044
Publication Date:
September 06, 1996
Filing Date:
February 28, 1995
Export Citation:
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Assignee:
SYNTHES AG (CH)
SYNTHES USA (US)
TANNER PETER (CH)
HERZOG DANIEL (CH)
International Classes:
F16H21/52; B27B19/00; (IPC1-7): F16H21/52
Foreign References:
EP0269564A11988-06-01
DE650678C1937-09-27
US5237884A1993-08-24
DE808873C1951-07-19
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE.
1. Getriebe für die Hin und Herbewegung eines motorgetriebenen Werkzeuges (5) , gekennzeichnet durch eine variabel einstellbare Amplitude der Hin und Herbewegung.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass A) es in ein Gehäuse (2) einer motorangetriebenen Ar¬ beitsvorrichtung (1) einbaubar ist und eine durch deren Motor erzeugte Drehbewegung in eine Hin und Herbewegung wandelt; B) es auf der Antriebsseite einen vom Motor über mindestens eine Antriebswelle (4) verbundenen exzentrisch drehbaren Antriebskopf (6) aufweist und an der Arbeitsseite einen Werkzeugträger (12) besitzt, der im Gehäuse (2) schwenkbar anbringbar ist und ein hin und herbewegliches Werkzeug (5) trägt, C) das Getriebe (3) ein Übertragungsglied (7) besitzt, welches den Antriebskopf (6) und den Werkzeugträger (12) beweglich verbindet und bei dem durch die Veränderung der Lage des Übertragungsgliedes (7) gegenüber dem Antriebskopf (6) die Amplitude der Hin und Herbewegung des Werkzeuges (5) veränderbar ist.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) durch einen ersten Drehstift (9) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) antriebsseitig so am exzentrisch drehbaren Antriebskopf (6) eingepasst ist, dass die Drehungen der Antriebswelle (4) in eine Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes (7) um den ersten Drehstift (9) wandelbar ist, wobei die Lage des ersten Drehstiftes (9) längs einer Durchfräsung (10) am Gehäuse (2) einstellbar ist.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) antriebsseitig ein erstes Maul (8) besitzt, der Antriebskopf (6) in das erstes Maul (8) des Übertragungsgliedes (7) hereinragt, der Antriebskopf (6) in Richtung auf die Innenseiten des ersten Maules (8) kugelig ausgebildet ist und die Maulweite des Übertragungsgliedes (7) dem Durchmesser des Antriebskopfes (6) entspricht.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ersten Mauls (8) mindestens so gross ist wie der Durchmesser des Kreises, den der Mittelpunkt des kugeligen An¬ triebskopfes (6) infolge seiner Exzentrizität zur Antriebsachse (A) bei einer Umdrehung des Antriebswelle (4) durchläuft.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (12) werkzeugseitig durch einen zweiten Drehstift (14) mit einer festen Stelle des Gehäuses (2) verbunden ist.
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (12) antriebsseitig mit einem Trägerkopf (13) in das Übertragungsglied (7) so eingepasst ist, dass die Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes (7) gegenläufig in eine Winkelbewegungen des Werkzeugträgers (12) um den zweiten Drehstift (14) umsetzbar sind.
9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) werkzeugseitig ein zweites Maul (15) besitzt, der Werkzeugträger (12) mit dem Trägerkopf (13) in das zweite Maul (15) des Übertragungsgliedes (7) hereinragt und der Trägerkopf (13) senkrecht zur Ebene des Werkzeugträgers (12) zylindrisch ausgebildet ist und die Maulweite des zweiten Mauls 15 des Übertragungsgliedes (7) dem Durchmesser des zylindrischen Teils des Trägerkopfes (13) entspricht.
10. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Drehstiftes 9 längs der Durchfräsung am Gehäuse von Hand erfolgt.
11. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des ersten Drehstiftes 9 längs der Durchfräsung am Gehäuse motorisch erfolgt.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenverstellung stufenlos ausgebildet ist.
13. Verwendung des Getriebes nach einem der Ansprüche 1 12 für eine oszillierende Säge. GEÄNDERTE ANSPRUCHE [beim Internationalen Büro am 1. Dezember (01.12.95) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 113 durch neue Ansprüche 112 ersetzt (4 Seiten)] GEÄNDERTE ANSPRUCHE: 1 Getriebe für die Hin und Herbewegung eines motorgetriebenen Werkzeuges (5) , welches in ein Gehäuse (2) einer motorangetriebenen Arbeitsvorrichtung (1) einbaubar ist und eine durch deren Motor erzeugte Drehbewegung in eine Hin und Herbewegung wandelt, und welches auf der Antriebsseite einen vom Motor über mindestens eine Antriebswelle (4) verbundenen exzentrisch drehbaren Antriebskopf (6) aufweist und an der Arbeitsseite einen Werkzeugträger (12) mit Trägerkopf (13) besitzt, der im Gehäuse (2) schwenkbar anbringbar ist und an seinem freien Ende ein hin und herbewegliches Werkzeug (5) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass A) das Getriebe (3) ein zwischen Antriebskopf (6) und Werkzeugträger (12) angeordnetes Übertragungsglied (7) besitzt, welches den Antriebskopf (6) und den Trägerkopf des Werkzeugträger (12) beweglich miteinander verbindet; und B) bei dem durch Veränderung der relativen Lage des Übertragungsgliedes (7) gegenüber Antriebskopf (6) und Trägerkopf (13) in Richtung der Antriebsachse (A) die Amplitude der Hin und Herbewegung des Werkzeuges (5) variabel einstellbar ist.
14. 2 Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) durch einen ersten Drehstift (9) mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.
15. 3 Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) antriebsseitig so am exzentrisch dreh¬ baren Antriebskopf (6) eingepasst ist, dass die Drehungen der Antriebswelle (4) in eine Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes (7) um den ersten Drehstift (9) wandelbar ist, wobei die Lage des ersten Drehstiftes (9) längs einer Durchfräsung (10) am Gehäuse (2) einstellbar ist.
16. 4 Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) antriebsseitig ein erstes Maul (8) besitzt, der Antriebskopf (6) in das erstes Maul (8) des Übertragungsgliedes (7) hereinragt, der Antriebskopf (6) in Richtung auf die Innenseiten des ersten Maules (8) kugelig ausgebildet ist und die Maulweite des Übertragungsgliedes (7) dem Durchmesser des Antriebskopfes (6) entspricht.
17. 5 Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des ersten Mauls (8) mindestens so gross ist wie der Durchmesser des Kreises, den der Mittelpunkt des kugeligen An¬ triebskopfes (6) infolge seiner Exzentrizität zur Antriebsachse (A) bei einer Umdrehung des Antriebswelle (4) durchläuft. GEÄNDERTESBUTT(ARTIKEL 19) 6 Getriebe nach einem der Ansprüche 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (12) werkzeugseitig durch einen zweiten Drehstift (14) mit einer festen Stelle des Gehäuses (2) verbunden ist.
18. 7 Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (12) antriebsseitig mit einem Trägerkopf (13) in das Übertragungsglied (7) so eingepasst ist, dass die Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes (7) gegenläufig in eine Winkelbewegungen des Werkzeugträgers (12) um den zweiten Drehstift (14) umsetzbar sind.
19. 8 Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (7) werkzeugseitig ein zweites Maul (15) besitzt, der Werkzeugträger (12) mit dem Trägerkopf (13) in das zweite Maul (15) des Übertragungsgliedes (7) hereinragt und der Trägerkopf (13) senkrecht zur Ebene des Werkzeugträgers (12) zylindrisch ausgebildet ist und die Maulweite des zweiten Mauls 15 des Übertragungsgliedes (7) dem Durchmesser des zylindrischen Teils des Trägerkopfes (13) entspricht.
20. 9 Getriebe nach einem der Ansprüche 3 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Einstellung des ersten Drehstiftes (9) längs der Durchfräsung am Gehäuse von Hand erfolgt.
21. 10 Getriebe nach einem der Ansprüche 3 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Einstellung des ersten Drehstiftes (9) längs der Durchfräsung am Gehäuse motorisch erfolgt.
22. 11 Getriebe nach einem der Ansprüche 1 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitudenverstellung stufenlos ausgebildet ist.
23. 12 Verwendung des Getriebes nach einem der Ansprüche l 11 für eine oszillierende Säge.
Description:
GETRIEBE, DAS EINE DREHBEWEGUNG IN EINE HIN- UND HERBEWEGUNG WANDELT.

Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Patentanspruch 1.

Getriebe, die eine Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung wandeln, sind schon lange bekannt. Sie werden beispielsweise bei motorbetriebenen Sägen in der Chirurgie verwendet, können aber auch in vielen anderen technischen Arbeitsvorrichtungen angewendet werden.

Eine motorbetriebene Säge für die Chirurgie, die ein solches Getriebe aufweist, beschreibt beispielsweise die DT-PS 24 00 696. Sie besitzt einen langgestreckten Sägeblatthalter, der ein Sägeblatt trägt und in einem Sägegehäuse gelagert ist. Er ist an dem vom Sägeblatt abgewandten Ende an einem mit der Welle des Antriebsmotors verbundenen Exzenterzapfen angelenkt. In seinem Mittelbereich ist der Sägeblatthalter mittels eines Führungszapfenε langsverschieblich und schwenkbar im Sägegehäuse gelagert und führt, wenn der Antriebsmotor läuft, Schwenkbewegungen aus. Das

fest mit dem Sägeblatthalter verbundene Sägeblatt führt dann Hin- und Herbewegungen von einer durch den Bau des Getriebe vorgegebenen festen Amplitude aus.

Der Nachteil dieses bekannten Getriebes besteht darin, dass die Amplitude der Hin- und Herbewegung höchsten durch Umbau am Getriebe, nicht aber durch einfache Handhabung vergrossert oder verkleinert werden kann. Dies wäre aber in vielen Fällen intraoperativ von Vorteil .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zu schaffen, bei dem ohne Umbau der Arbeitseinrichtung die Amplitude der vom Getriebe erzeugten Hin- und Herbewegung eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäsε durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Anspruchs 1 gelöst, die übrigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Übertragung der Bewegung erfolgt bei der Erfindung mittels einer Schwinggabel, deren Drehpunkt zwischen dem Antrieb und dem getriebenen Teil auf der Längsachse (x-Achse) verschoben werden kann. Dadurch wird das Hebelverhältnis verstellt, was eine Drehwinkelveränderung der getriebenen Seite zur Folge hat. Die Funktionsweise kann mit einem Verstärker verglichen werden, der ein Grundsignal im gleichen Masse erhöhen wie auch reduzieren kann.

Die Erfindung wird beispielhaft in der Zeichnung erläutert, dabei zeigt die

Fig. 1 ein Teilansicht einer Arbeitsvorrichtung mit einem er- findungsgemässen Getriebe;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Getriebes in einer ersten Stellung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Getriebes nach Fig. 2, in einer zweiten Stellung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Getriebes nach Fig. 2, in einer dritten Stellung; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Getriebes nach Fig. 2, in einer vierten Stellung.

Die Teile sind in allen Figuren, soweit sie dort gezeichnet sind, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, so dass im Folgenden alle Figuren gemeinsam besprochen werden.

Die Fig. 2 - 5 zeigen in verschiedenen Situationen ein erfin- dungsgemässes Getriebe 3. Es besteht aus einer Antriebswelle 4, die das Getriebe 3 mit einem nicht gezeichneten Motor verbindet und einen Antriebskopf 6 trägt, einem Übertragungsglied 7, das mit einem ersten Drehstift 9 mit einem Gehäuse 2 verbunden ist,

und einem Werkzeugträger 12, der mit einem zweiten Drehstift 14 mit dem Gehäuse verbunden ist und einen Trägerkopf 13 besitzt. An den Werkzeugträger 12 wird ein entsprechendes Werkzeug 5 angebaut.

In Fig. l ist beispielhaft ein werkzeugseitiges Ende einer motorbetriebenen Arbeitsvorrichtung 1, hier einer Säge, mit dem erfindungsgemässen Getriebe 3, von dem nur Teile sichtbar sind, dargestellt. Sie wird von oben gesehen. In der Figur sind hälftig im oberen Teil eine Aufsicht, im unteren Teil ein Schnitt in der Höhe der Mittelachse der Arbeitsvorrichtung 1 gezeichnet. Die Arbeitsvorrichtung besitzt ein Gehäuse 2, das vorteilhafterweise aus einem Gehäuseboden und einem Deckel verschraubt wird. (Diese Teile sind hier nicht gesondert dargestellt. ) Im unteren Teil der Figur erkennt man einige Teile des Getriebes 3, nämlich die Antriebswelle 4, das Übertragungsglied 7, den Werkzeugträger 12, den zweiten Drehstift 14, eine Mutter 11, mit der man den hier nicht gezeichneten ersten Drehstift 9 in einer gezeichneten geradlinigen Durchfräsung 10 des Gehäuses 2 festschrauben kann und die Säge 5, die als Werkzeug in der Arbeitsvorrichtung 1 dient. Um die Figur 1 zu verstehen, muss man die schematische Darstellungen des erfindungsgemässen Getriebes 3 nach den Figuren 2 bis 5 betrachten.

In den Figuren 2 bis 5 wird nun im Einzelnen gezeigt, wie mit dem erfindungsgemässen Getriebe 3 die vom nicht gezeichneten Motor erzeugte Drehbewegung in eine durch den Winkel a angedeutete Hin- und Herbewegung des Werkzeuges, deren Amplitude einstellbar ist, gewandelt wird.

Die vom Motor bewirkbare Drehung der Antriebswelle 4, von der nur ein werkzeugseitiges Ende gezeichnet ist, ist von dem in diese eingefügten Antriebskopf 6 in eine exzentrische Drehung wandelbar. Das Übertragungsglied 7 verbindet beweglich den Antriebskopf 6 mit dem beweglichen Werkzeugträger 12, der das Werkzeug 5 trägt. Das Übertragungsglied 7 einerseits und der Werkzeugträger 12 mit dem Werkzeug führen gemeinsam gegen¬ läufige Hin-und Herbewegungen aus, sobald der Motor läuft. Dabei ist durch die Veränderung der Lage des Übertragungs- gliedes 7 gegenüber dem Antriebskopf 6 die Amplitude der Hin- und Herbewegung des Werkzeuges 5 veränderbar. Dies wird im Folgenden näher erläutert.

Die Antriebswelle 4 trägt an ihrem Ende den Antriebskopf 6. Er weist eine Antriebskopf-Achse B auf, die parallel, aber seitlich versetzt zu einer Antriebsachse A der Antriebswelle 4 verläuft. Dreht sich die Antriebswelle 4, so führt der Antriebskopf 6 exzentrische Drehbewegungen um die Antriebsachse A aus. In der Figur 2 liegt die Antriebskopf-Achse B in der Höhe der Antriebsachse A, in dieser zweidimensionalen Zeichnung decken sich so die Antriebskopf-Achse B mit der Antriebsachse A, sie sind aufeinanderliegend gezeichnet. In den Figuren 3 bis

5 hat sich die Antriebswelle 4 gedreht und die Antriebskopf- Achse B liegt neben der Antriebsachse A, sie fällt also in den betreffenden Figuren nicht mit der Antriebsachse A zusammen und ist getrennt gezeichnet.

Mit dem Antriebskopf 6 ist werkzeugseitig das Übertragungsglied 7 verbunden, das seinerseits mittels des ersten Drehstifts 9 beweglich mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Das Übertragungs¬ glied 7 ist antriebsseitig so am exzentrisch drehbaren Antriebskopf 6 eingepasst, dass die Drehungen der Antriebswelle

6 in eine Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes 7 um den ersten Drehstift 9 wandelbar ist. Dazu besitzt das Über¬ tragungsglied 7 antriebsseitig ein erstes Maul 8, in das der Antriebskopf 6 hineinragt. Die Seiten des Antriebskopfs 6 in Richtung auf die Innenseiten des ersten Maules 8 sind kugelig ausgebildet. Die Maulweite des Übertragungsgliedes 7 entspricht dem Durchmesser des kugeligen Teils des Antriebkop es 6, so dass der Antriebskopf 6 bei jeder Drehstellung der Antriebs¬ welle 4 die Innenseiten des ersten Mauls 8 nur an zwei Punkten berührt. Die Breite des ersten Mauls 8 ist mindestens so gross wie der Durchmesser des Kreises, den der Mittelpunkt des kugeligen Antriebskopfes (6) infolge seiner Exzentrizität zur Antriebsachse (A) bei einer Umdrehung des Antriebswelle (4) durchläuft.

Der erste Drehstift 9 ist zusammen mit dem Übertragungsglied 7 in einer Durchfräsung 10 des Gehäuses 2 verschiebbar. Bei diesen Verschiebungen ändert sich gleichzeitig die Lage des

ersten Mauls 8 des Übertragungsgliedes 7 gegenüber dem Antriebskopf 6, so dass die Grosse der Winkelbewegung des Über¬ tragungsgliedes 7 durch die exzentrische Bewegung der Antriebs¬ kopfes 5, bezogen auf die Antriebsachse A, geändert wird. Die Lage des ersten Drehstiftes 9 im Gehäuse 2 kann z.B. mittels mindestens eines Gewindes und einer Mutter 11, beispielsweise einer Kiemmutter, in der Durchfräsung 10 eingestellt werden. Es ist aber auch eine motorische Verstellung des ersten Drehstiftes 9 möglich. Wird die Lage des ersten Drehstiftes 9 in Richtung auf die Antriebseite um den Betrag +---x verschoben, so wird die Winkelbewegung des Übertragungsgliedeε 7 auf den Winkel α bei gleich grosser Drehung der Antriebswelle 4 vergrossert (vergleiche die Figur 3 mit der Figur 5) , wird sie in Richtung auf die Werkzeugseite um den Betrag -<--x verschoben, wird die Winkelbewegung auf den Winkel verkleinert (vergleiche die Figur 3 mit der Figur 4) . Die Amplitude der Winkelbewegung des Übertragungsgliedes 7 ist somit durch das Verschieben des ersten Drehstiftes 9 längs der Durchfräsung 10 des Gehäuses 2 einstellbar.

Mit dem Übertragungsglied 7 ist werkzeugseitig der Werkzeug¬ träger 12 verbunden, an dem werkzeugseitig fest das Werkzeug 5, hier ein Sägeblatt, angebracht ist. Ferner ist der Werkzeugträger 12 werkzeugseitig über einem zweiten Drehstift 14 mit einem festen Punkt des Gehäuses 2 drehbar verbunden. Der Werkzeugträger 12 ist antriebsseitig so in dem Übertragungsglied 7 eingepasst, dass die Winkelbewegung des

Übertragungsgliedes 7 eine gegenläufige Winkelbewegung des Werkzeugträgers 12 hervorruft . Dazu besitzt der Werkzeugträger 12 einen Trägerkopf 13, der in ein werkzeugseitiges zweites Maul 15 des Übertragungsgliedes 7 hineinragt. Die Seiten des Trägerkopfes 13 in Richtung auf die Innenseiten des ersten Maules sind zylindrisch ausgebildet. Die Maulweite des Übertragungsgliedes 7 entspricht dem Durchmesser des zylindri¬ schen Teiles des Trägerkopfes 13. Der Werkzeugträger 12 mit seinem Werkzeug 5 führt somit Hin- und Herbewegungen aus, die gegenläufig, aber in Ihrer Amplitude proportional zu den Winkelbewegungen des Übertragungsgliedes 7 verlaufen. Damit ist auch die Amplitude der Hin- und Herbewegung des Werkzeuges 5 durch das Verschieben des ersten Drehstiftes 9 längs der Durchfräsung 10 des Gehäuses 2 einstellbar.

Das Getriebe 3 ermöglicht somit, die Drehbewegung der Antriebs¬ welle 4 in eine Hin- und Herbewegung des Werkzeug 5 zu wandeln, wobei die Amplitude dieser Hin- und Herbewegung durch einfaches Verstellen der Lage des ersten Drehstiftes 9 am Gehäuse 2 ver¬ stellbar ist. Diese Verstellung kann gegebenenfalls motorisch erfolgen.

Selbstverständlich können bei einer Arbeitsvorrichtung auch

Teile in anderer Weise ausgeführt werden, wenn nur diese

Arbeitsvorrichtung die kennzeichnende Merkmale nach Anspruch l aufweisen.




 
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