Die Erfindung betrifft ein kraftgetriebenes Handgerät, insbesondere ein Chirurgiehandgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Aus der WO 2007/002180 Al ist ein kraftgetriebenes Chirurgiehandgerät bekannt, welches einen Elektromotor, ein von dem Elektromotor angetriebenes Spannmittel zur Befestigung eines Werkzeugs, wie zum Beispiel eines Bohrers, eines Fräsers oder einer Säge, ein elektronisches Kontrollmodul, zwei Stellmittel zur Steuerung des Elektromotors, einen Energiespeicher und ein Gehäuse umfasst. Nachteilig an einem derartigen kraftgetriebenen Handgerät ist eine aufwendige Steuerung und Überwachung des als Antriebseinheit dienenden Elektromotors sowie die ausschließliche Verwendung eines bestimmten Sensortyps zur Erfassung einer Stellung der Stellmittel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes kraftgetriebenes Handgerät zu entwickeln, welches durch einen einfachen Aufbau eine erhöhte Zuverlässigkeit und niedrige Herstellungs- und Wartungskosten aufweist bzw. bei welchem die den Stellmitteln zugeordneten Sensoren optimal auf ihre Aufgaben angepasst sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 2 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.

Das erfindungsgemäße kraftgetriebene Handgerät weist einen Elektromotor auf, welcher als Drehstrommotor ausgebildet ist, wobei aus dem Energiespeicher des Handgeräts mittels des elektronischen Kontrollmoduls ein Drehstrom für den Elektromotor erzeugbar ist, dessen Frequenz auf ein Erreichen einer vom Anwender gewünschten Drehzahl abgestimmt ist. Da das Kontrollmodul ohne eine Zuführung von im Betrieb des Elektromotors anfallenden Motordaten wie zum Beispiel Drehzahl und/oder Rotorstellung betreibbar ist, welche mittels zusätzlicher, am Elektromotor verbauter Sensoren erfolgen müsste, wird der Aufbau des kraftgetriebenen Handgeräts wesentlich vereinfacht. Kern der Erfindung ist somit ein kraftgetriebenes Handgerät, welches durch den Einsatz eines Drehstrommotors in Verbindung mit einem hierfür geeigneten Kontrollmodul zu einer wesentlichen Optimierung des Handgeräts im Hinblick auf einen einfachen technischen Aufbau mit wenigen Einzelteilen und im Hinblick auf die Kosten der Einzelteile insbesondere auch des Motors führt.

Das erfindungsgemäße kraftgetriebene Handgerät umfasst zwei Sensoren, wobei der erste Sensor, durch welchen die Stellung des ersten Stellmittels erfassbar ist, als Näherungssensor, insbesondere als Hallsensor ausgebildet ist und wobei der zweite Sensor, durch welchen die Stellung des zweiten Stellmittels erfassbar ist, als Reedsensor ausgebildet ist. Hierbei werden Signalwerte des ersten Sensors von dem elektronischen Kontrollmodul verarbeitet, um durch diese Signalwerte die Drehzahl des Elektromotors zu kontrollieren und hierbei bildet der zweite Sensor einen elektrischen Schalter, durch welchen eine Stromzufuhr von der Energiequelle zu dem elektronischen Kontrollmodul und/oder von der Energiequelle zu dem Elektromotor ein- und/oder ausschaltbar ist. Durch eine derartige Kombination zweier unterschiedlicher Sensortypen für die Kontrolle des Handgeräts ist es möglich, sowohl den durch einen Näherungssensor wie zum Beispiel einen Hallsensor gewährleisteten hohen Bedienungskomfort bei der Drehzahlregelung beizubehalten als auch durch die Nutzung eines Reedsensors einen Energieverlust im Stillstand des Elektromotors zu verringern.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, bei einem kraftgetriebenen Handgerät mit einem als Drehstrommotor ausgebildeten Elektromotor eine Stellung des ersten Stellmittels von einem Näherungssensor, insbesondere einem Hallsensor zu erfassen, wobei Signalwerte des Näherungssensors von dem elektronischen Kontrollmodul verarbeitbar sind und wobei durch diese Signalwerte die Drehzahl des Elektromotors kontrollierbar ist und weiterhin eine Stellung des zweiten Stellmittels durch einem Reedsensor zu erfassen, wobei der Reedsensor einen elektrischen Schalter bildet, durch welchen eine Stromzufuhr von der Energiequelle zu dem elektronischen Kontrollmodul und/oder von der Energiequelle zu dem Elektromotor ein- und/oder ausschaltbar ist. Durch eine derartige Kombination zweier unterschiedlicher Sensortypen für die Kontrolle des Handgeräts ist es möglich, sowohl den durch einen Näherungssensor wie zum Beispiel einen Hallsensor gewährleisteten hohen Bedienungskomfort bei der Drehzahlregelung beizubehalten als auch durch die Nutzung eines Reedsensors einen Energieverlust im Stillstand des Elektromotors zu verringern.

Erfindungsgemäß ist es bei einem kraftgetriebenen Handgerät mit unterschiedlichen Sensoren für die Stellmittel vorgesehen, den Elektromotor als Drehstrommotor auszubilden und durch das elektronische Kontrollmodul für den Elektromotor aus dem Energiespeicher einen Drehstrom mit einer Frequenz zu erzeugen, welche abhängig von der gewünschten Drehzahl ist. Da das Kontrollmodul ohne eine -A-

Zuführung von im Betrieb des Elektromotors anfallenden Motordaten wie zum Beispiel Drehzahl und/oder Rotorstellung betreibbar ist, welche durch zusätzliche Sensoren erfolgen müsste, wird der Aufbau des kraftgetriebenen Handgerät wesentlich vereinfacht.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, zwischen dem Elektromotor und dem Spannmittel ein Getriebe und/oder eine Kupplung anzuordnen. Hierdurch lassen sich unterschiedlichste - Werkzeuge optimal betreiben, da das Getriebe und/oder die Kupplung eine zusätzliche Anpassung an die Erfordernisse der Werkzeuge erlauben.

Entsprechend der Erfindung ist es auch vorgesehen, das elektronische Kontrollmodul mit einer Platine auszustatten, welche sämtliche elektronischen Bauteile des Handgeräts einschließlich des Näherungssensors und des Reedsensors trägt und das elektronische Kontrollmodul insbesondere in einem Griffteil des Gehäuses benachbart zu den beiden Stellmitteln anzuordnen. Hierdurch ist ein kompakter Aufbau des Kontrollmoduls und damit eine einfache und kostengünstige Montage eines wesentlichen Bestandteils des Handgeräts gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist das elektronische Kontrollmodul zum Schutz vor Verunreinigungen und/oder vor Druck- und Temperaturbelastungen in ein Vergussmaterial eingegossen. Hierdurch kann der Schaden, welcher in Folge eines undichten Gehäuses entstehen kann, in Grenzen gehalten werden, da das Kontrollmodul den zusätzlichen Belastungen Stand halten kann und bei einer nachfolgenden Reparatur nicht ersetzt werden muss .

Weiterhin sieht die Erfindung vor, das eingegossene elektronische Kontrollmodul mit einer Innenseite des Gehäuses zu verkleben oder an die Innenseite des Gehäuses anzugießen. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Kontrollmodul auch bei Wartungsarbeiten in seiner Position gegenüber den Stellmitteln nicht verschoben wird und somit die bestehende Abstimmung zwischen den Stellmitteln und den Sensoren nicht beeinträchtigt werden kann.

Die Erfindung sieht vor, einen Innenraum des Gehäuses des Handgeräts durch das Gehäuse gegenüber den Druck- und Temperaturbelastungen, welche bei einer Dampfdrucksterilisierung des Handgeräts auftreten, abzuschirmen. Hierdurch ist das Handgerät als kraftgetriebenes Chirurgiehandgerät für einen Einsatz in der Chirurgie geeignet.

Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, den Elektromotor als asynchron betriebenen Drehstrommotor auszubilden. Derartige Asynchronmotoren sind auf Grund ihres einfachen Aufbaus besonders kostengünstig herstellbar.

Eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, den Elektromotor als synchron betriebenen Drehstrommotor auszubilden. Derartige Synchronmotoren drehen sich exakt mit der vorgegebenen Frequenz. Hierdurch ist das Einstellen einer gewünschten Drehzahl regelungstechnisch besonders einfach.

Insbesondere sieht es die Erfindung vor, einen bürstenlosen bzw. schleifkontaktlosen Drehstrommotor zu verwenden. Derartige Motoren verursachen im Vergleich mit anderen Drehstrommotoren viel geringere Störungen und sind somit für den Einsatz in einem Umfeld mit gegenüber elektrischen Störungen hochempfindlichen Apparaten geeignet.

Erfindungsgemäß ist das Gehäuse wenigstens im Bereich der Stellmittel amagnetisch ausgebildet. Hierdurch sind Sensoren, welche auf Magnetfelder reagieren, verwendbar. Schließlich sieht die Erfindung vor, das erste und das zweite Stellmittel außerhalb einer Gehäuseschale des Gehäuses anzuordnen und den ersten und den zweiten Sensor innerhalb der Gehäuseschale des Gehäuses anzuordnen, wobei die jeweilige Stellung der Stellmittel von den Sensoren durch die Gehäuseschale hindurch erfassbar ist. Hierdurch sind ausschließlich die Stellmittel den hohen Belastungen auf einer Baustelle oder bei der Dampfdrucksterilisierung voll ausgesetzt. Die Sensoren hingegen sind geschützt in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet.

Im Sinne der Erfindung ist unter einem Stellmittel eine manuell betätigbare Vorrichtung zu verstehen, welche geeignet ist auf einen Sensor einzuwirken. Stellmittel im Sinne der Erfindung sind zum Beispiel Taster oder Drehräder oder Schieber.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben .

In der Figur 1 ist ein kraftgetriebenes Handgerät 1 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Das Handgerät 1 umfasst einen Elektromotor 2, ein von dem Elektromotor 2 angetriebenes Spannmittel 3 zur Befestigung eines Werkzeugs 4, ein elektronisches Kontrollmodul 5, ein erstes Stellmittel STl und ein zweites Stellmittel ST2, einen Energiespeicher 8 und ein Gehäuse 9. Das erste Stellmittel STl ist durch einen ersten Taster 6 und das zweite Stellmittel ST2 ist durch einen zweiten Taster 7 gebildet. Weiterhin umfasst das Handgerät 1 einen ersten Sensor 10 und einen zweiten Sensor 11. Das Gehäuse 9 umfasst eine zweiteilige Gehäuseschale 12 und einen Deckel 13, durch welchen ein Batteriefach 14 verschließbar ist. Der Energiespeicher 8 ist als wiederaufladbare Batterie 15 ausgebildet und an dem Deckel 13 fixierbar. Der Energiespeicher 8 steht im eingebauten Zustand mit dem Kontrollmodul 5 in elektrischer Verbindung. Hierzu weist das Kontrollmodul 5 drei gefederte Stiftkontakte 16, 17 und 18 auf, welche mittels Federn 19, 20 und 21 gegen Kontaktflächen 22, 23 und 24 des Energiespeichers 8 gedrückt werden, um diesen zuverlässig zu kontaktieren. Das Kontrollmodul 5 bildet eine Baueinheit 25, welche in einem Innenraum 26 des Gehäuses 9 an einer Innenseite 27 des Gehäuses 9 in einem Griffteil 28 des Gehäuses 9 verklebt ist. Das Kontrollmodul 5 umfasst eine Platine 29, elektronische Bauteile 30, 31, die Stiftkontakte 16, 17 und 18, elektrische Leitungen 32 und Anschlüsse 33 für den Elektromotor 2. Weiterhin sind die Sensoren 10 und 11 auf der Platine 29 angeordnet und auf die Taster 6 und 7 ausgerichtet. Die Baueinheit 25 erhält ihre räumliche Form im Wesentlichen durch eine Vergussmasse 34, in welche insbesondere die elektronischen Bauteile 30, 31 eingebettet sind. Die Baueinheit 25 weist in der dargestellten Seitenansicht die Form eines horizontal und vertikal gespiegelten „L" auf. Die exemplarisch genannten elektronischen Bauteile 30, 31 sind beispielsweise als Leistungselektronik zur Versorgung des Elektromotors 2 und als Kontrollelektronik ausgeführt. Die erwähnte Verklebung der Kontrollmoduls 5 mit dem Gehäuse 9 erfolgt mittels einer temperaturbeständigen Klebmasse 35. Die Taster 6 und 7 sind auf einer Außenseite 36 des Gehäuses 9 angeordnet. Die Taster 6 und 7 umfassen jeweils einen Stößel 37, 38, welcher in Führungen 39, 40 längsverschieblich jeweils gegen eine Druckfeder 41, 42 in x- bzw. x' -Richtung geführt ist. Hierbei ist in jedem Stößel 37, 38 ein Material 43, 44 angeordnet, auf welches der dem einzelnen Taster 6, 7 zugeordnete Sensor 10, 11 reagiert. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist der gesamte Stößel oder ein Bestandteil des Stößels aus diesem Material ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem oberen Taster 6 als Sensor 10 ein Näherungssensor 45 zugeordnet, welcher als sogenannter Hall-Sensor 46 ausgeführt ist. Um den Hall-Sensor 46 ansprechen zu können, ist in dem Stößel 37 als Material 43 ein Magnet 47 angeordnet. Beim Eindrücken des Stößels 37 aus seiner dargestellten Ruhestellung 137 in die Pfeilrichtung x' nähert sich der Magnet 47 entlang einer Bewegungslinie A dem Hall-Sensor 46. Die jeweilige Position des Stößels 37 wird von dem Hall-Sensor 46 erkannt. In dem Kontrollmodul 5 erfolgt dann eine Umsetzung der Signale des Hall-Sensors 46 in eine entsprechende Ansteuerung bzw. Stromversorgung des Elektromotors 2, sofern das Handgerät 1 eingeschaltet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem unteren Taster 7 als Sensor 11 ein Reed-Sensor 48 zugeordnet. Um den Reed- Sensor 48 ansprechen zu können, ist in dem Stößel 38 als Material 44 ebenfalls ein Magnet 49 angeordnet. Beim Eindrücken des Stößels 38 aus seiner dargestellten Ruhestellung 138 in die Pfeilrichtung x' nähert sich der Magnet 49 entlang einer Bewegungslinie B dem Reed-Sensor 48. Die Position des Stößels 38 wird von dem Reed-Sensor 48 erkannt und führt beim vollständigen Eindrücken des Stößels 38 zum Schließen eines elektrischen Kontakts in dem Reed- Sensor 48, durch welchen die Stromversorgung des Handgeräts ein- und ausgeschaltet wird. Der Reed-Sensor 48 findet somit als elektrischer -Schalter SE Verwendung.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungen 39, 40, in welchen die Stößel 37, 38 der Taster 6, 7 verschiebbar sind, mit dem Gehäuse 9 verschraubt. Entsprechend einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, wenigstens eine der Führungen 39, 40 einteilig mit dem Gehäuse 9 auszuführen.

Eine Energieversorgung des Elektromotors 2, welcher als Drehstrommotor 50 ausgeführt ist, erfolgt von dem Energiespeicher 8 unter Zwischenschaltung des Kontrollmoduls 5. Das Kontrollmodul 5 wird mittels kontaktlosen Steuereinheiten 51, 52 gesteuert. Die erste kontaktlose Steuereinheit 51 ist durch das erste Stellmittel STl und den Sensor 10 gebildet. Die zweite kontaktlose Steuereinheit 52 ist durch das zweite Stellmittel ST2 und den Sensor 11 gebildet. In dem Kontrollmodul 5 werden die Signale bzw. Signalwerte der Sensoren 10 bzw. 11 ausgewertet. Auf der Grundlage der Auswertung wird dann ggf. aus dem von dem Energiespeicher 8 zur Verfügung gestellten Gleichstrom ein Drehstrom erzeugt, dessen Frequenz auf die gewünschte Drehzahl des Elektromotors 2 abgestimmt ist. Der Elektromotor 2 treibt über eine Antriebswelle 53 das Werkzeug 4 an, welches im Ausführungsbeispiel als Sägeblatt 54 ausgebildet ist. Wie in der Figur 1 dargestellt ist es optional vorgesehen, zwischen dem Elektromotor 2 und dem Spannmittel 3, in welches unterschiedliche Werkzeuge 4 einsetzbar sind, ein Getriebe 55 und/oder eine Kupplung 56anzuordnen .

Die Erfindung ist nicht auf dargestellte oder beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr Weiterbildungen der Erfindung im Rahmen der Schutzrechtsansprüche .

Bezugszeichenliste :

1 Handgerät

2 Elektromotor

3 Spannmittel

4 Werkzeug

5 elektronisches Kontrollmodul

6 erster Taster

7 zweiter Taster

8 Energiespeieher

9 Gehäuse

10 erster Sensor

11 zweiter Sensor

12 Gehäuseschale von 9

13 Deckel von 9

14 Batteriefach

15 Batterie

16 Stiftkontakt

17 Stiftkontakt

18 Stiftkontakt

19 Feder von 16

20 Feder von 17

21 Feder von 18

22 Kontaktfläche von 8

23 Kontaktfläche von 8

24 Kontaktfläche von 8

25 Baueinheit

26 Innenraum von 9

27 Innenseite von 9

28 Griffteil

29 Platine

30 elektronisches Bauteil

31 elektronisches Bauteil

32 elektrische Leitung

33 Anschluss für 2

34 Vergussmasse 35 Klebemasse

36 Außenseite des Gehäuses

37 Stößel von 6

38 Stößel von 7

39 Führung von 6 40 Führung von 7

41 Druckfeder von 6

42 Druckfeder von 7

43 Material

44 Material

45 Näherungssensor

46 Hall-Sensor

47 Magnet in 37 als 43

48 Reed-Sensor

49 Magnet in 38 als 44

50 Drehstrommotor

51 kontaktlose Steuereinheit

52 kontaktlose Steuereinheit

53 Antriebswelle

54 Sägeblatt

55 Getriebe

56 Kupplung

A Bewegungslinie von 37

B Bewegungslinie von 38

137 Ruhestellung von 37

138 Ruhestellung von 38 SE elektrischer Schalter STl erstes Stellmittel ST2 zweites Stellmittel