Beschreibung

Technisches Gebiet

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein medizinisches Werkzeugsystem mit einem medizinischen, vorzugsweise schaftförmigen Instrument, das einen distalen Schaft- /Instrumentenabschnitt und einen proximalen Schaft-Zlnstrumentenabschnitt aufweist, die relativ zueinander abwinkelbar sind, und einem medizinischen Werkzeug der Schaftbauart wie Bohrer, Fräser, Schraubendreher, etc. , das in Axialrichtung in ein Werkzeugfutter des distalen Instrumentenabschnitts einfühbar und relativ zu dem Werkzeugfutter drehbar, jedoch axialfest gelagert ist.

Hintergrund der Erfindung

Üblicherweise weist ein derartiges (medizinisches) Werkzeug einen distalen Werkzeugkopf/Effektor und einen Werkzeugschaft auf, der in dem Werkzeugfutter aufgenommen ist. Der Werkzeugkopf ragt aus dem Werkzeugfutter heraus und kann beispielsweise als Fräser, Bohrer, Schneidblatt oder ähnliches ausgeführt sein. Das Werkzeugfutter, welches in diesem Fall das Werkzeug relativdrehbar hält, jedoch selbst nicht dreht und daher der Einfachheit halber auch als Werkzeugaufnahme bezeichnet wird, wird von einem Verwender (manuell) gegriffen, um das Werkzeug, vorzugsweise zur Operation an einem Patienten, zu führen. Üblicherweise wird das Werkzeug relativ zur Werkzeugaufnahme um seine Längsachse rotiert. Die Rotationsbewegung wird von einer Antriebseinheit/Antriebsstrang, die in oder an der Werkzeugaufnahme angeordnet ist, auf den Werkzeugschaft übertragen.

In der Operationstechnik ist es vorteilhaft, den Werkzeugkopf eines Werkzeugs eines medizinischen Handinstruments relativ zu dessen Werkzeugschaft abzuwinkeln. In anderen Worten soll sich ein distaler Abschnitt des Werkzeugs/Werkzeugschafts relativ zu einem proximalen Abschnitt des Werkzeugs/Werkzeugschafts abwinkeln lassen. Dadurch können Operationen auf engstem Raum durchgeführt werden, beispielsweise bei Operationen an der Wirbelsäule.

Stand der Technik

Aus dem Bereich der Operationsroboter sind schon seit längerem Instrumente bekannt, die eine Abwinklung des distalen Werkzeugkopfes zum restlichen Werkzeugschaft ermöglichen. Dadurch wird eine präzise Bewegung der Instrumente auf engstem Raum ermöglicht.

Aus den Offenbarungen DE 10 2017 010 033 A1 und US 10 178 998 B2 sind beispielsweise Fräswerkzeuge mit abwinkelbaren Werkzeugschäften bekannt. Dabei ist der distale Werkzeugkopf des Fräswerkzeugs relativ zum proximalen Fräswerkzeugschaft abwinkelbar. Der Fräswerkzeugschaft in DE 10 2017 010 033 A1 ist in einen mit der Hand greifbaren und führbaren Werkzeugaufnahmeabschnitt eines medizinischen Instruments eingeführt und über einen den Fräswerkzeugschaft umschließenden Druckknopf, der in einem proximalen Bereich des Werkzeugaufnahmeabschnitts vorgesehen ist, axial gegen ein Herausziehen aus dem Werkzeugaufnahmeabschnitt gesichert.

Ein Nachteil von medizinischen Werkzeugen, bei denen der Werkzeugkopf relativ zum Werkzeugschaft abwinkelbar ist, wie dies vorstehend definiert ist, besteht darin, dass sich der eingestellte Winkel zwischen Werkzeugkopf und Werkzeugschaft unter Belastung oftmals unerwünscht verändert.

Aus diesem Grund wurde eine Werkzeugaufnahme für ein oder eines medizinischen Handinstruments entwickelt, bei dem ein distaler Instrumentenabschnitt im Betrieb relativ zu einem proximalen Instrumentenabschnitt abgewinkelt werden kann und bei dem sich der Winkel zwischen einer Längsachse des distalen Instrumentenbschnitts und einer Längsachse des proximalen Instrumentenabschnitts auch unter Belastung nicht ändert. Bei einem derartigen Handinstrument ist der Werkzeugschaft des Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme eingeführt und lässt sich zusammen mit dem distalen Instrumentenabschnitt bezüglich des proximalen Instrumentenabschnitts abwinkeln. Auf diese Weise lässt sich der Werkzeugkopf relativ zu einem proximalen Abschnitt des Werkzeugschafts zusammen mit der Werkzeugaufnahme abwinkeln. Bei einem derartigen medizinischen Handinstrument besteht allerdings die Gefahr, dass sich das Werkzeug, insbesondere unter Belastung, unerwünscht aus der Werkzeugaufnahme herauslöst.

Die in DE 10 2017 010 033 A1 offenbarte Druckknopfsicherung kann aufgrund der unterschiedlichen Geometrien der jeweiligen Werkzeugaufnahmen nicht bzw. nicht technisch sinnvoll auf die vorstehend beschriebene abwinkelbare Werkzeugaufnahme des medizinischen Handinstruments angewendet werden.

Zusammenfassung der Offenbarung

Die Aufgabe der Offenbarung besteht deshalb darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein medizinisches Schaftwerkzeug, ein entsprechend ausgebildetes medizinisches Instrument und ein medizinisches Werkzeugsystem bereitzustellen, wobei das Instrument eine abwinkelbare Werkzeugaufnahme sowie ein darin eingesetztes Werkzeug aufweist und bei dem sich das Werkzeug nicht unerwünscht aus der Werkzeugaufnahme löst. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, das Werkzeug besonders platzsparend mit der abwinkelbaren Werkzeugaufnahme zu kuppeln.

Diese Aufgabe wird offenbarungsgemäß durch ein medizinisches Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein medizinisches Instrument mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und ein medizinisches Werkzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Offenbarung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht im Wesentlichen darin, für ein axiales Festhalten eines Werkzeugs in einer Werkzeugaufnahme eines medizinischen Instruments ein am Instrument angeordnetes Drehelement über einen Schieber mit einem radial auf einen Werkzeugschaft rasteinwirkendes Kupplungselement an/in der Werkzeugaufnahme wirkzuverbinden, derart, dass bei einem ersten vorbestimmten Drehen des Drehelements der Schieber eine Freigabebewegung des Kupplungselements erlaubt und bei einem zweiten vorbestimmten Drehen des Drehelements unterschiedlich zum ersten Drehen der Schieber die Freigabebewegung des Kupplungselements blockiert.

Wird dieses funktionale Grundprinzip bei einem medizinischen Instrument angewandt, welches, wie aus dem genannten Stand der Technik bekannt, zwei Instrumentenabschnitte aufweist, die relativ zueinander um eine Werkzeugschaftlängsachse verdrehbar sind und sich dabei zueinander bezüglich der Schaftlängsachse abwinkeln, kann dieser Drehmechanismus außerhalb des für die Abwinkelung der beiden Instrumentenabschnitte vorgesehenen Drehbereichs zur Betätigung der vorstehend genannten Werkzeugkupplung genutzt werden.

In anderen Worten ausgedrückt ist ein abwinkelbares Instrument vorstellbar, bei welchem der distale, eine Werkzeugaufnahme aufweisende Instrumentenabschnitt bezüglich des proximalen Instrumentenabschnitts um einen bestimmten Winkel abwinkelbar ist, wofür der proximale Instrumentenabschnitt um einen bestimmten Drehwinkel zum distalen Instrumentenabschnitt aus einer Konstruktionslage (z.B. bei gerader Ausrichtung der beiden Instrumentenabschnitte) in eine bestimmte Drehrichtung gedreht werden muss. Dies erlaubt es, eine Drehbewegung ausgehend von der Konstruktionslage in die Gegenrichtung für ein Freigeben des Kupplungselements und damit ein axiales Entkoppeln des Werkzeugs von der Werkzeugaufnahme zu nutzen.

Im Konkreten wird zunächst ein medizinisches Schaftwerkzeug vorgeschlagen, mit einem distalen Effektor/Werkzeugkopf und einem Werkzeugschaft, der dafür vorgesehen und ausgebildet ist, in ein Werkzeugfutter eines medizinischen Instruments vorzugsweise eines Handinstruments drehbar aber axialfest eingesetzt zu werden. Hierfür ist eine Kupplungseinheit vorgesehen, die auf den Werkzeugschaft aufgesetzt oder aufsetzbar ist und folgende Bauteile hat:

- Eine Kugel- oder Gleitlagerung zur drehenden Lagerung eines Kupplungseinheits-Gehäuses auf dem Werkzeugschaft und - eine Rast- /Eingriffsgeometrie, die an einer Außenseite des Kupplungseinheits-Gehäuses angeordnet oder ausgebildet ist und einen in Axialrichtung, insbesondere in proximale Richtung des Werkzeugschafts wirkenden Hinterschnitt definiert.

Dieser Hinterschnitt dient als axial wirkender Angriffspunkt des Instrumenten-seitigen Kupplungs-ZRastelements für ein axiales Festhalten des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme/Werkzeugfutter.

Folgerichtig wird auch ein medizinisches Instrument, insbesondere Handinstrument vorgeschlagen, mit einem Werkzeugfutter/Werkzeugaufnahme zur wahlweisen Aufnahme eines Werkzeugschafts insbesondere nach der vorstehenden Definition, das durch folgende Bauteile gekennzeichnet ist:

- einen inneren Drehmomentenstrang, der dafür vorgesehen und ausgebildet ist, mit dem Werkzeugschaft in Drehmomentübertragungs-Eingriff zukommen, um diesen anzutreiben,

- einen axialbeweglichen Schieber/Riegel/Raststift, der in eine erste Axialrichtung, vorzugsweise die Proximalrichtung federvorgespannt ist,

- ein Rasteingriffselement, vorzugsweise Rastkugel / Verriegelungskugel, als das vorstehend genannte Kupplungselement, welches mit dem Schieber/Riegel/Raststift derart in Wirkeingriff steht, dass das Rasteingriffselement in einer durch die Federvorspannung erreichten ersten Axialstellung des Schiebers/Riegels/Raststifts radial nach außen in eine (den Werkzeugschaft axial freigebenden) Freigabeposition verlagert ist und das Rasteingriffselement in einer entgegen der Federvorspannung erreichten zweiten Axialstellung des Schiebers/Riegels/Raststifts radial nach innen in eine (den Werkzeugschaft axial haltenden) Rastposition verlagert ist.

Vorzugsweise ist ein relativ zum Schieber/Riegel/Raststift um die Werkzeugaufnahmeachse drehbarer Betätigungs-Gehäuseabschnitt insbesondere ein hülsenförmiges Betätigungsbauteil vorgesehen mit

- einer axialen Stirn- oder Anlageseite, welche jenem axialen Endabschnitt des Schiebers/Riegels/Raststifts zugewandt ist, auf welches die Federvorspannung einwirkt, sodass der Schieber/Riegel/Raststift gegen die Stirn- oder Anlageseite angedrückt wird, und mit

- einer Axialvertiefung oder Einkerbung in der Stirn- oder Anlageseite, in die der Schieber/Riegel/Raststift bei einer Verdrehung des Betätigungs- Gehäuseabschnitts für dessen Verschiebung aus seiner Verriegelungsstellung in seine Freigabestellung einfährt.

Diese Konstruktion ist besonders einfach und unanfällig gegenüber Fertigungstoleranzen, Verschmutzungen und/oder Verschleiß.

Weiter vorzugsweise hat das medizinische Instrument einen distalen Instrumentenabschnitt, welcher das Werkzeugfutter/Werkzeugaufnahme ausbildet oder aufweist sowie den Schieber/Riegel/Raststift axialverschiebbar hält und einen proximalen Instrumentenabschnitt, welcher den Betätigungs-Gehäuseabschnitt ausbildet oder aufweist, wobei der distale und proximale Instrumentenabschnitt stirnseitig relativverdrehbar in Axialanlage miteinander stehen und die jeweiligen anliegenden Stirnseiten des distalen und proximalen Instrumentenabschnitts in einem zueinander gleichen Winkel größer 0°, vorzugsweise 22,5° zur Werkzeuglängsachse geneigt sind, derart, dass für den Fall einer Relativdrehung des distalen und proximalen Instrumentenabschnitts sich diese zueinander in Axialrichtung Winkelverstellen.

Vorteilhafterweise ist sowohl der distale als auch der proximale Instrumentenabschnitt um 22,5° angeschrägt, sodass sich die Winkel bei der maximalen Relativdrehung zueinander, genauer gesagt bei einer Relativdrehung um 180° zwischen distalem und proximalem Instrumentenabschnitt, zu einem Verstellwinkel von 45° addieren.

In Diesem Fall kann die Axialvertiefung oder Einkerbung in der Stirn- oder Anlageseite des Betätigungs-Gehäuseabschnitts auf einer solchen Umfangsposition platziert sein, dass bei einer Winkelverstellung der distalen und proximalen Instrumentenabschnitte durch Drehen des Betätigungs-Gehäuseabschnitts (insbesondere der gesamte distale Instrumentenabschnitt) innerhalb des hierfür vorgesehenen Drehbereichs ein Einfahren des Schiebers/Riegels/Raststifts in die Axialvertiefung oder Einkerbung ausgeschlossen ist, jedoch bei einer Winkelverstellung der distalen und proximalen Instrumentenabschnitte durch Drehen des Betätigungs-Gehäuseabschnitts (insbesondere der gesamte distale Instrumentenabschnitt) außerhalb des hierfür vorgesehenen Drehbereichs ein Einfahren des Schiebers/Riegels/Raststifts in die Axialvertiefung oder Einkerbung ermöglicht ist.

Die Offenbarung betrifft demzufolge auch ein medizinisches Werkzeugsystem mit einem, insbesondere von einem Verwender zur Führung des medizinischen Werkzeugsystems greifbaren, Instrument (ggf. mit integriertem Antrieb), das einen distalen Instrumentenabschnitt und einen proximalen Instrumentenabschnitt aufweist, die durch Relativdrehung um die Instrumentenlängsachse relativ zueinander bezüglich der Instrumentenlängsachse abwinkelbar sind. Weiterhin weist das medizinische Werkzeugsystem ein Werkzeug auf, das in der Werkzeugaufnahme des distalen Instrumentenabschnitts aufgenommen ist und relativ zur Werkzeugaufnahme drehbar gelagert ist. In dem distalen Instrumentenabschnitt ist eine erste Kupplungsvorrichtung (wie vorstehend definiert) angeordnet und an dem Werkzeug ist eine zweite Kupplungsvorrichtung (wie vorstehend definiert) vorgesehen. Die zweite Kupplungsvorrichtung realisiert in einem Kupplungszustand durch Wirkeingriff / Zusammenwirken mit der ersten Kupplungsvorrichtung eine Fixierung des Werkzeugs in Axialrichtung.

Aufgrund des Zusammenwirkens der ersten Kupplungsvorrichtung im distalen Instrumentenabschnitt und der zweiten Kupplungsvorrichtung am Werkzeug ist das Werkzeug in Axialrichtung gesichert im distalen Instrumentenabschnitt aufgenommen. Auf diese Weise kann sich das Werkzeug nicht aus Versehen aus dem Werkzeugschaft lösen. Insbesondere dann, wenn das medizinische Werkzeugsystem in Betrieb ist, ist es von großem Vorteil, wenn sich das Werkzeug nicht unerwünscht aus der Werkzeugaufnahme löst, sodass Verletzungen an einem Patienten, an dem das medizinische Werkzeugsystem verwendet wird, vermieden werden können. Kräfte, die ein ungewünschtes Herauslösen des Werkzeugs aus der Werkzeugaufnahme bewirken können, sind vor allem Zugkräfte, die auf ein distales Ende des Werkzeugs, insbesondere auf dessen Werkzeugkopf, ausgeübt werden. Es ist also besonders vorteilhaft, wenn die erste Kupplungsvorrichtung im distalen Instrumentenabschnitt (und nicht im proximalen Instrumentenabschnitt) angeordnet ist, denn somit befindet sich die Kupplung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme in direkter Nähe zum Ort der kritischen Krafteinwirkung und kann dieser (Zug-) Kraft entgegenwirken. Demnach ist die Kupplung im distalen Instrumentenabschnitt zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme besonders wirkungsvoll und wirkt einem ungewollten Lösen des Werkzeugs aus der Werkzeugaufnahme besonders effektiv entgegen.

Insbesondere weist das Werkzeug einen Werkzeugkopf und einen Werkzeugschaft auf. Der Werkzeugschaft ist in der Werkzeugaufnahme aufgenommen. Der Werkzeugkopf ragt aus dem distalen Instrumentenabschnitt hervor.

Auf diese Weise ist der Werkzeugkopf freiliegend und kann besonders effektiv an einem Patienten eingesetzt werden.

Es ist zudem sehr sinnvoll, wenn im proximalen Instrumentenabschnitt weiterhin eine dritte Kupplungsvorrichtung und an einem proximalen Abschnitt des Werkzeugs, insbesondere des Werkzeugschaftes, eine vierte Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, die in einem Kupplungszustand durch Wirkeingriff / Zusammenwirken mit der dritten Kupplungsvorrichtung eine Antriebskraf/Drehmoment auf das Werkzeug, insbesondere den Werkzeugschaft, überträgt.

Die Kupplung im proximalen Instrumentenabschnitt (zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme) dient also zur Übertragung einer Antriebskraft vorzugsweise innerhalb des proximalen Instrumentenabschnitts auf das Werkzeug bzw. den Werkzeugschaft. Die Kupplung im distalen Instrumentenabschnitt (zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme) wirkt hingegen als Axialsicherung vom Werkzeug in der Werkzeugaufnahme.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die erste Kupplungsvorrichtung eine Verriegelungskugel aufweist und die zweite Kupplungsvorrichtung eine sich in Umfangsrichtung des Werkzeugs zumindest abschnittsweise ersteckende, vorzugsweise in Umfangsrichtung vollständig umlaufende, Axialsicherungsnut ist, die im Kupplungszustand mit der Verriegelungskugel in Eingriff steht. Eine derartige Kupplung zwischen Werkzeug und distalem Schaftabschnitt ist besonders platzsparend und kann auf kleinstem Bauraum untergebracht werden.

Vorzugsweise ist die Axialsicherungsnut in ihrem Querschnitt halbkreisförmig oder kreisbogenförmig ausgebildet. Die Verriegelungskugel ist so dimensioniert, dass ein Abschnitt der Verriegelungskugel an der Querschnitt-Innenfläche der Axialsicherungsnut vollständig anliegt. Mit anderen Worten passen die Verriegelungskugel und die Axialsicherungsnut in Geometrie und Abmessung genau zueinander. Auf diese Weise passt die Verriegelungskugel genau in die Axialsicherungsnut und die Kupplung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme ist besonders effektiv umgesetzt.

Besonders sinnvoll ist es, wenn die zweite Kupplungsvorrichtung, genauer gesagt die Axialsicherungsnut, an einem Lagergehäuse einer Wälzlagereinheit / Gehäuse der Werkzeugschaft-seitigen Kupplungseinheit ausgebildet ist, die an dem Werkzeug in Axialrichtung, d.h. in Richtung der Längsachse (eines distalen Abschnittes) des Werkzeugschaftes, fixiert ist, die in dem distalen Instrumentenabschnitt angeordnet wird und das Werkzeug relativ zum distalen Instrumentenabschnitt, insbesondere zur gesamten Werkzeugaufnahme, drehbar lagert.

Eine drehbare Lagerung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme ist sinnvoll, denn üblicherweise wird das Werkzeug relativ zur Werkzeugaufnahme rotiert, wenn das medizinische Werkzeugsystem in Betrieb ist. Die Drehung wird üblicherweise von der Antriebseinheit erzeugt und auf den Werkzeugschaft übertragen. Dabei ist es im Hinblick auf eine präzise und effektive Lagerung besonders wirksam, wenn die Wälzlagereinheit zur drehbaren Lagerung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme im distalen Instrumentenabschnitt vorgesehen ist. Wenn an dem Werkzeug, insbesondere am dem Werkzeugschaft eine Wälzlagereinheit vorgesehen ist, ist es besonders effizient und platzsparend, wenn das Lagergehäuse der Wälzlagereinheit die zweite Kupplungsvorrichtung, genauer gesagt die Axialsicherungsnut aufweist. Dies ist insbesondere relevant, da der Außendurchmesser des Werkzeugaufnahmeschaftes üblicherweise 5,6 mm beträgt und der Außendurchmesser der Wälzlager üblicherweise 3 mm beträgt. In dem verbleibenden, kleinen Bauraum muss abzüglich der Wandstärke der Werkzeugaufnahme die Werkzeugkupplung, d.h. die erste und die zweite Kupplungsvorrichtung, untergebracht sein.

Vorzugsweise weist die Wälzlagereinheit zumindest ein distales Wälzlager, insbesondere Kugellager, das dem Werkzeugkopf zugewandt ist, und ein von diesem in Axialrichtung beabstandetes proximales Wälzlager, insbesondere Kugellager, das dem proximalen Ende des Werkzeugschaftes zugewandt ist, auf. Zwei Kugellager können den Werkzeugschaft relativ zum Werkzeugaufnahmeschaft besonders effektiv und reibungsarm drehbar lagern. Zudem sorgt das Lagergehäuse für ein sicheres und einfaches Einsetzen des Werkzeugs in den Werkzeugaufnahmeschaft beim Einführen des Werkzeugschaftes in den Werkzeugaufnahmeschaft (Kupplungsvorgang).

Insbesondere ist die Wälzlagereinheit an einem distalen Abschnitt des Werkzeugschaftes in Axialrichtung (des Werkzeugschaftes) fixiert. Zur axialen Sicherung der Wälzlagereinheit am Werkzeugschaft kann es vorgesehen sein, dass zwei in Axialrichtung, vorzugsweise zumindest um die Länge der Wälzlagereinheit, voneinander beabstandete Anschläge an dem Werkzeugschaft angeordnet sind, zwischen denen die Wälzlagereinheit angeordnet ist. Einer der beiden Anschläge, insbesondere derjenige, der dem Werkzeugkopf ferner als der andere Anschlag ist, kann stoffeinstückig mit dem Werkzeugschaft verbunden sein. Der andere Anschlag ist separat von dem Werkzeugschaft ausgebildet und kann nach dem Anordnen der Wälzlagereinheit um den Werkzeugschaft auf den Werkzeugschaft aufgebracht und mit diesem verbunden werden. Alternativ dazu können auch beide Anschläge separat von dem Werkzeugschaft ausgebildet sein. Die separat vom Werkzeugschaft ausgebildeten Anschläge können formschlüssig oder kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Werkzeugschaft verbunden werden.

Zudem ist es bevorzugt, wenn die erste Kupplungsvorrichtung weiterhin einen in Radialrichtung fixierten Raststift / Schieber aufweist, der in Axialrichtung zwischen einer Kupplungsposition/Rastposition, in der er zur Realisierung des Kupplungszustands die Verriegelungskugel (in Radialrichtung) in der Axialsicherungsnut hält, und einer Freigabeposition bewegbar ist, in der er die Verriegelungskugel nicht in der Axialsicherungsnut hält. Mit anderen Worten liegt das distale Ende des Raststiftes/Schiebers in der Kupplungsposition der Axialsicherungsnut gegenüber. In der Freigabeposition liegt das distale Ende des Raststiftes/Schiebers nicht der Axialsicherungsnut gegenüber. In der Freigabeposition liegt das distale Ende des Raststiftes einem Abschnitt des Werkzeugschaftes (ohne Vertiefung) bzw. einem Abschnitt des Lagergehäuses der Wälzlagereinheit (ohne Vertiefung) gegenüber. Der Raststift/Schieber ermöglicht vorteilhafterweise, dass sich die Kupplung zwischen Werkzeug und distalem Instrumentenabschnitt nicht unabsichtlich löst, indem er die Verriegelungskugel in der Axialsicherungsnut hält. In der Gelöstposition ermöglicht der Raststift, dass die Verriegelungskugel nicht in der Axialsicherungsnut liegt, sodass das Werkzeug aus dem Werkzeugaufnahmeschaft entnommen werden kann oder noch mit diesem gekoppelt werden kann.

Bevorzugt ist außerdem, dass der Raststift/Schieber an seinem distalen Ende eine erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung hat, über die der Raststift in der Kupplungsposition die Verriegelungskugel in Radialrichtung in der Axialsicherungsnut hält, und eine zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung hat, die (in Axialrichtung gesehen) dem distalen Ende des Raststifts näher als die erste Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung ist und in Radialrichtung weiter entfernt von dem Werkzeug bzw. dem Lagergehäuse der Wälzlagereinheit als die erste Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung vorgesehen ist und in der Freigabeposition die Verriegelungskugel in Radialrichtung am Werkzeug bzw. am Lagergehäuse aber nicht in der Axialsicherungsnut hält.

Die erste und die zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefungen können die Verriegelungskugel zumindest abschnittsweise umschließen und somit optimal in der gewünschten Position halten. Die erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung ist so am Raststift positioniert, dass sie in der Kupplungsposition des Raststiftes optimal mit der Axialsicherungsnut Zusammenwirken kann. Die zweite Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung ist so am Raststift positioniert, dass sie in der Freigabeposition des Raststiftes/Schiebers optimal mit dem Werkzeugschaft bzw. dem Lagergehäuse der Wälzlagereinheit Zusammenwirken kann. Insbesondere ist es wünschenswert, dass die beiden Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefungen jeweils einen halbkreisförmigen oder kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen. Die Verriegelungskugel ist so dimensioniert, dass zumindest ein Abschnitt der Verriegelungskugel in der Querschnitt-Innenfläche der ersten bzw. zweiten Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung vollständig anliegt. Mit anderen Worten passen die Verriegelungskugel und die beiden Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefungen in Geometrie und Abmessung genau zueinander. Auf diese Weise passt die Verriegelungskugel genau in die erste bzw. zweite Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung und die Einstellung der Kupplungsposition bzw. der Freigabeposition des Raststiftes/Schiebers ist besonders effektiv umgesetzt.

Weiter ist denkbar, dass der proximale Instrumentenabschnitt an seinem distalen Endbereich eine Kante, die den Raststift in der Kupplungsposition hält, und eine die Kante unterbrechende Raststift-Aufnahmevertiefung aufweist, die ein proximales Ende des Raststifts in der Freigabeposition aufnimmt, wie dies vorstehend bereits angedeutet wurde.

Mit anderen Worten kontaktiert das proximale Ende des Raststiftes in der Kupplungsposition die Kante und ist in der Freigabeposition in der Raststift- Aufnahmevertiefung aufgenommen. Die Raststift-Aufnahmevertiefung ermöglicht dem Raststift eine Bewegung in Axialrichtung zum proximalen Instrumentenabschnitt hin. Auf diese Weise bewegt sich das distale Ende des Raststiftes ebenfalls in Axialrichtung weg von der Axialsicherungsnut in Richtung zum proximalen Instrumentenabschnitt hin. Sobald das proximale Ende des Raststiftes in der Raststift-Aufnahmevertiefung aufgenommen ist, liegt das distale Ende des Raststiftes nicht mehr der Axialsicherungsnut gegenüber und somit hat der Raststift die Freigabeposition erreicht. Damit ermöglicht die Raststift-Aufnahmevertiefung die Realisierung eines Nicht- Kupplungszustands zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme. Die Kante ermöglicht hingegen das Beibehalten des Kupplungszustands.

Es ist vorzugsweise nur genau eine, die Kante des proximalen Instrumentenabschnitts unterbrechende Raststift-Aufnahmevertiefung vorgesehen. Wenn mehr als eine Raststift-Aufnahmevertiefung vorgesehen ist, gibt es auch mehrere Positionen in Umfangsrichtung, in denen der Raststift in der Freigabeposition vorliegen kann. Mehrere Raststift-Aufnahmevertiefungen würden die Handhabbarkeit und die Einsatzfähigkeit des medizinischen Werkzeugsystems daher beeinträchtigen ohne das Kuppeln zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme zu verbessern.

Vorzugsweise weist der Raststift an seinem proximalen Ende einen Vorsprung auf, der in seinem Durchmesser kleiner als der übrige Raststift ist und so dimensioniert und geformt ist, dass er in der Gelöstposition in der Raststift-Aufnahmevertiefung aufgenommen ist. Auf diese Weise kann die Raststift-Aufnahmevertiefung kleiner dimensioniert werden, als wenn die Raststift-Aufnahmevertiefung statt des (kleineren) Rastvorsprungs den gesamten Umfang des Raststiftes aufnehmen müsste.

Es ist bevorzugt, dass die Kante am distalen Ende des proximalen Instrumentenabschnitts (abgesehen von der sie unterbrechenden Raststift- Aufnahmevertiefung) ringförmig verläuft. Die Raststift-Aufnahmevertiefung unterbricht diese Ringform der Kante. Wenn die Kante derartig ausgebildet bzw. geformt ist, lässt sich die Positionierung des Raststiftes in Axialrichtung zusammen mit einer Drehung des distalen Schaftabschnittes relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt zwischen Freigabeposition und Kupplungsposition ändern, da sich der Raststift zusammen mit dem distalen Instrumentenabschnitt dreht.

Es ist sinnvoll, wenn die erste Kupplungsvorrichtung weiterhin ein Vorspannelement, insbesondere eine Druckfeder, vorzugsweise eine Spiralfeder, aufweist, die den Raststift in Richtung des proximalen Schaftabschnittes vorspannt und dabei den Raststift, vorzugweise Rastvorsprung, in die Raststift-Aufnahmevertiefung und somit in die Freigabeposition drängt.

Das Vorspannelement sorgt dafür bzw. stellt sicher, dass sich der Raststift, wenn Raststift und Raststift-Aufnahmevertiefung in Umfangsrichtung auf einer Höhe sind, auch tatsächlich ausgehend von der Kupplungsposition in Axialrichtung zum proximalen Instrumentenabschnitt hin in die Raststift-Aufnahmevertiefung und damit in die Freigabeposition bewegt. Das Vorspannelement ist also ebenfalls ein Teil der ersten Kopplungsvorrichtung. Damit weist die Kupplungsvorrichtung die Verriegelungskugel, den Raststift sowie das Vorspannelement (Feder) auf und setzt sich insbesondere aus diesen Elementen zusammen.

Vorzugsweise ist der maximal einstellbare Winkel zwischen der Schaftlängsachse des distalen Schaftabschnittes und der Schaftlängsachse des proximalen Schaftabschnitts ein 45°-Winkel. Vorzugsweise ist der vorbestimmte Winkel für die Werkzeug-Entriegelung ein (-)18°-Winkel.

Es ist vorteilhaft, wenn die Raststift-Aufnahmevertiefung wenigstens eine abgeschrägte Flanke aufweist.

Die abgeschrägte Flanke erleichtert es dem Raststift, zwischen Freigabeposition und Kopplungsposition zu wechseln. Mit anderen Worten erleichtert die abgeschrägte Flanke dem Raststift vor allem, die Raststift-Aufnahmevertiefung zu verlassen / aus dieser herauszutreten.

Weiterhin ist denkbar, dass eine Außenumfangsfläche des Lagergehäuses der Wälzlagereinheit, die in Anlagekontakt mit einer Innenumfangsfläche des distalen Schaftabschnittes steht, und/oder der distale Schaftabschnitt selbst mit einer Haft- Oberflächenbeschichtung versehen ist, aufgeraut ist oder Mikrorillen aufweist, wobei eine solche Struktur vorzugsweise eine distal gerichtete Zugkraft teilweise aufnehmen kann und somit das Rasteingriffselement entlasten kann.

Auf den Werkzeugkopf im Betrieb des medizinischen Werkzeugsystems einwirkende Druckkräfte werden von der Wälzlagereinheit, insbesondere von dem proximalen Wälzlager, (in Radialrichtung) direkt auf den distalen Instrumentenabschnitt bzw. dessen Gehäuse übertragen. Auf diese Weise muss die Verriegelungskugel kaum Druckkräfte abfangen, sondern hauptsächlich Zugkräften in Axialrichtung entgegenwirken. Die besondere Beschaffenheit der Außenumfangsfläche des Lagergehäuses der Wälzlagereinheit verstärkt die Übertragung von Zugkräften auf die Innenumfangsfläche des distalen Instrumentenabschnitts und verringert damit die auf die Verriegelungskugel wirkenden Kräfte. Insbesondere Mikrorillen sind perfekt dazu geeignet, Zugkräfte aufzunehmen. Bei Verwendung des medizinischen Werkzeugsystems wird das Werkzeug nicht nur axial, sondern auch radial belastet. Durch die radiale Kraftkomponente stehen die Mikrorillen in Wirkeingriff mit der Außenumfangsfläche des Lagergehäuses der Wälzlagereinheit und können somit die Belastung, die auf die erste Kupplungsvorrichtung, insbesondere Verriegelungskugel wirkt, verringern. Dies verbessert die Kupplung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahmeschaft und damit die axiale Sicherung vom Werkzeug im Werkzeugaufnahmeschaft.

Kurzbeschreibung der Figuren

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines medizinischen Werkzeugsystems, bei dem eine Werkzeugaufnahme des Werkzeugsystems gerade verläuft und ein Kupplungszustand zwischen einem Werkzeug und einem distalen Instrumentenabschnitt gezeigt ist;

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des medizinischen Werkzeugsystems, bei dem ein distaler Instrumentenabschnitt in einem 45°-Winkel relativ zu einem proximalen Instrumentenabschnitt abgewinkelt ist und ein Kupplungszustand zwischen dem Werkzeug und dem distalen Schaftabschnitt gezeigt ist;

Fig. 3 ist eine Perspektivdarstellung eines Werkzeugs mit einer auf den Werkzeugschaft aufgebrachten Wälzlagereinheit, die eine zweite Kupplungsvorrichtung aufweist;

Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht eines medizinischen Werkzeugsystems, bei dem ein distaler Instrumentenabschnitt in einem vorbestimmten Winkel a relativ zu einem proximalen Instrumentenabschnitt abgewinkelt ist und ein Nicht- Kupplungszustand zwischen Werkzeug und dem distalen Schaftabschnitt gezeigt ist;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht eines Raststiftes; Fig. 6 ist eine Perspektivansicht des distalen Endes des proximalen Instrumentenabschnitts;

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das distale Ende des proximalen Instrumentenabschnitts; und

Fig. 8 ist eine Perspektivdarstellung des Werkzeugs und der Werkzeugaufnahme.

Beschreibung der Aspekte der Offenbarung

Nachstehend werden bevorzugte Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf der Basis der zugehörigen Figuren beschrieben.

In den nachfolgenden Figuren ist zur Vereinfachung des Verständnisses die Axialrichtung A und die Radialrichtung R eingezeichnet. Soweit nichts anderes angegeben ist, beziehen sich die Axialrichtung A und die Radialrichtung R jeweils auf einen distalen Instrumentenabschnitt mit einer nachfolgend dargestellten Werkzeugaufnahme des medizinischen Werkzeugsystems.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines medizinischen Werkzeugsystems 1 , bei dem eine Werkzeugaufnahme 2 des Werkzeugsystems 1 gerade verläuft. Die Werkzeugaufnahme 2 ist in einen distalen Instrumentenabschnitt 4 untergebracht, an den sich ein proximaler Instrumentenabschnitt e anschließt, die relativ zueinander abwinkelbar sind. Weiterhin weist das medizinische Werkzeugsystem 1 ein Werkzeug 8 auf, das hier als Fräser ausgeführt ist. Das Werkzeug 8 ist in der Werkzeugaufnahme (Werkzeugfutter) 2 aufgenommen und ist relativ zu der Werkzeugaufnahme 2 drehbar gelagert. In dem distalen Instrumentenabschnitt 4 ist eine erste Kupplungsvorrichtung 10 angeordnet. An dem Werkzeug 8 ist eine zweite Kupplungsvorrichtung 12 vorgesehen, die in einem Kupplungszustand durch Zusammenwirken mit der ersten Kupplungsvorrichtung 10 eine Kupplung zwischen dem Werkzeug 8 und dem distalen Schaftabschnitt 4 realisiert, um das Werkzeug 8 im distalen Schaftabschnitt 4 in Axialrichtung A zu fixieren. In Fig. 1 schließen eine Längsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 und eine Längsachse S2 des proximalen Instrumentenabschnitts 6 einen Winkel von 0° ein. Mit anderen Worten verläuft die Werkzeugaufnahme 2 bezüglich des proximalen Instrumentenabschnitts 6 gerade. Zudem ist in Fig. 1 ein Kupplungszustand zwischen Werkzeug 8 und distalem Instrumentenabschnitt 4 gezeigt. Das heißt, dass die erste Kupplungsvorrichtung 10, die im/am distalen Instrumentenabschnitt 4 angebracht ist, und die zweite Kupplungsvorrichtung 12, die am Werkzeug 8 vorgesehen ist, miteinander in Eingriff stehen bzw. Zusammenwirken. Das Werkzeug 8 weist einen Werkzeugkopf/Effektor 14, genauer gesagt einen Fräskopf, und einen Werkzeugschaft 16 auf. Der Werkzeugkopf 14 und der Werkzeugschaft 16 sind drehfest miteinander verbunden.

In Fig. 1 ist weiterhin zu erkennen, dass der Werkzeugschaft 16 mithilfe einer Wälzlagereinheit 18 in dem distalen Schaftabschnitt 4 drehbar gelagert ist. In dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 ist eine hier nicht dargestellte Antriebseinheit an- /untergebracht, die ein Drehmoment auf den Werkzeugschaft 16 aufbringt. Der Werkzeugschaft 16 dreht sich infolge dieser Drehmomentbeaufschlagung relativ zur Werkzeugaufnahme 2. Die Wälzlagereinheit 18 weist zumindest ein, hier genau zwei, voneinander in Axialrichtung A beabstandete Wälzlager 20, genauer gesagt Kugellager, auf, die alternativ aber auch als Gleitlager ausgebildet sein können. Die Wälzlager 20 sind in einem Lagergehäuse 22, das Teil der Wälzlagereinheit 18 ist, aufgenommen. Die zweite Kupplungsvorrichtung 12 ist in das Lagergehäuse 22 eingebracht und damit nicht direkt an dem Werkzeug 8 vorgesehen. Die Wälzlagereinheit 18 und damit auch das Lagergehäuse 22 ist an dem Werkzeugschaft 16 in Axialrichtung A fixiert angeordnet. Alternativ dazu wäre es aber auch denkbar, dass die zweite Kupplungsvorrichtung 12 direkt an dem Werkzeugschaft 16 vorgesehen ist.

Die zweite Kupplungsvorrichtung 12 ist als eine sich in Umfangsrichtung des Lagergehäuses 22 durchgängig ersteckende bzw. um laufende Axialsicherungsnut 24 ausgebildet. Die Axialsicherungsnut 24 hat vorzugsweise einen halbkreisförmigen oder kreissegmentförmigen Querschnitt. Die erste Kupplungsvorrichtung 10, die in dem distalen Instrumentenabschnitt 4 vorgesehen ist, weist demzufolge eine Verriegelungskugel 26 auf. Der Durchmesser der Verriegelungskugel 26 ist so gewählt, dass die Verriegelungskugel 26 in der Axialsicherungsnut 24 aufnehmbar ist. Vorzugsweise umgibt die Axialsicherungsnut 24 zumindest einen die Axialsicherungsnut 24 kontaktierenden Abschnitt der Verriegelungskugel 26 vollumfänglich. Die Verriegelungskugel 26 wird im Kupplungszustand an ihrer der Axialsicherungsnut 24 gegenüberliegenden Seite von einem distalen Ende eines Raststiftes/Schiebers 28 in der Axialsicherungsnut 24 gehalten. Der Raststift 28 ist ein Teil der ersten Kupplungsvorrichtung 10. Der Raststift 28 ist in Radialrichtung R fixiert. Der Raststift 28 ist in Axialrichtung verschieblich bzw. beweglich in dem distalen Schaftabschnitt 4 angeordnet.

Im Kupplungszustand ist also die Verriegelungskugel 26 in der Axialsicherungsnut 24 aufgenommen und wird von dem Raststift 28 in Radialrichtung in der Axialsicherungsnut 24 gehalten. Diese Position des Raststiftes 28 in Axialrichtung A wird als Kupplungsposition bezeichnet. Eine Kante 30 am distalen Ende des proximalen Schaftabschnittes 6 verhindert eine Bewegung des Raststiftes 28 in Axialrichtung zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 hin.

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines medizinischen Werkzeugsystems 1 , bei dem die Schaftlängsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 in einem (+)45°- Winkel relativ zu der Schaftlängsachse S2 des proximalen Instrumentenabschnitts 6 abgewinkelt ist und ein Kupplungszustand zwischen dem Werkzeug 8 und dem distalen Schaftabschnitt 4 gezeigt ist. Der 45°-Winkel zwischen der Schaftlängsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 zu der Schaftlängsachse S2 des proximalen Instrumentenabschnitts 6 ist hier aufgrund der gewählten Anstellwinkel (die jeweils 22.5° zur Instrumentenlängsachse entsprechen) der einander zugewandten Stirnflächen des distalen Instrumentenabschnitts 4 bzw. des proximalen Instrumentenabschnitts 6 der maximal einstellbare Winkel. Der distale Instrumentenabschnitt 4 wird über eine hier nicht näher erläuterte Drehmechanik relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 abgewinkelt, wobei der Drehmomentenstrang zwischen Antrieb und Werkzeugschaft diese Abwinklung zulässt, wie dies in der Fig. 2 angedeutet ist. Es ist in Fig. 2 zu erkennen, dass die Verriegelungskugel 26 auch dann, wenn die Werkzeugaufnahme 2 in der maximal einstellbaren Winkelstellung bezüglich des proximalen Instrumentenabschnitts abgewinkelt ist, durch den Raststift 28 in Radialrichtung R in der Axialsicherungsnut 24 gehalten ist. Auf diese Weise ist das Werkzeug 8 in der Werkzeugaufnahme 2 durch den Eingriff zwischen erster Kupplungsvorrichtung 10 und zweiter Kupplungsvorrichtung 12 auch in dieser Winkelstellung in Axialrichtung A gesichert.

Der Drehmomentstrang hin zum Werkzeugschaft 16, der im Übergangsbereich zwischen dem distalen Instrumentenabschnitt 4 und dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 angeordnet ist, ist flexibel. Dieser flexible Abschnitt des Drehmomentstrangs erlaubt, dass der distale Abschnitt des Werkzeugschaftes 16 mit Werkzeugkopf 14 zusammen mit dem distalen Instrumentenabschnitt 4 relativ zum Drehmomentstrang im proximalen Instrumentenabschnitt abgewinkelt werden kann. Gleichzeitig ist der flexible Abschnitt des Drehmomentstrangs so ausgeführt, dass er ein Drehmoment, das auf einen proximalen Abschnitt des Werkzeugschaftes 16 ausgeübt wird, auf den Werkzeugkopf 14 übertragen kann.

Fig. 3 ist eine Perspektivdarstellung des Werkzeugs 8 mit der auf den Werkzeugschaft 16 aufgebrachten Wälzlagereinheit 18. Hier ist gut die Axialsicherungsnut 24 zu erkennen, die in das Lagergehäuse 22 eingebracht ist. Die Axialsicherungsnut 24 erstreckt sich über den gesamten Umfang des zylinderförmigen Lagergehäuses 22. Die Axialsicherungsnut 24 ist in einer proximalenHälfte des Lagergehäuses 22 vorgesehen, die dem proximalen Ende des Werkzeugschaftes 16 zugewandt ist.

Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht des medizinischen Werkzeugsystems 1 , bei dem der distale Instrumentenabschnitt 4 in einem vorbestimmten Winkel a relativ zu einem proximalen Instrumentenabschnitt 6 gewinkelt ist, der sich dann einstellt, wenn der proximale Instrumentenabschnitt um ca. -18°, d.h. entgegen der Drehrichtung für ein „ordentliches“ Abwinkeln der Instrumentenschaftabschnitte gedreht wird, wodurch ein Freigabezustand zwischen dem Werkzeug 8 und dem distalen Instrumentenabschnitt 4 erreicht wird. Es ist zu erkennen, dass die erste Kupplungsvorrichtung 10 und die zweite Kupplungsvorrichtung 12 in dem Freigabestand nicht in Wirkeingriff miteinander stehen. Genauer gesagt ist die Verriegelungskugel 26 nicht in der Axialsicherungsnut 24 aufgenommen. Stattdessen ist sie von dem Raststift 28 in Radialrichtung R gegen die Außenumfangsfläche des Lagergehäuses 22 gehalten.

Damit sich die Verriegelungskugel 26 ausgehend von dem Kupplungszustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, aus der Axialsicherungsnut 24 heraus in den Freigabezustand bewegen kann, muss der Raststift 28 sich in Axialrichtung A hin zu dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 bewegen. Dies wird im Kupplungszustand durch die Kante 30 des proximalen Instrumentenabschnitts 6 verhindert. Die Kante 30 ist jedoch an einer Stelle von einer Raststift-Aufnahmevertiefung 32 (s. auch Fig. 6) unterbrochen. Wenn die Relativdrehung der beiden Instrumentenabschnitte um die Längsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 außerhalb jenes Drehbereichs für ein „ordentliches“ Abwinkeln liegt, z.B. ein (-)18°-Winkel, dann ist der Raststift 28 relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 so positioniert, dass er in Umfangsrichtung auf einer Höhe mit der Raststift-Aufnahmevertiefung 32 ist. Ein Vorspannelement 34, das ein Teil der ersten Kupplungsvorrichtung 10 ist, drängt den Raststift 28 in Axialrichtung A zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 hin. Somit schiebt das Vorspannelement 34 den Raststift 28, genauer gesagt dessen proximales Ende, das als Rastvorsprung 36 ausgebildet ist, in die Raststift-Aufnahmevertiefung 32 hinein. Die Position, in der der Raststift 28 ist, wenn sein Rastvorsprung 36 in die Raststift-Aufnahmevertiefung 32 eingreift, wird als Freigabeposition bezeichnet.

In der Freigabeposition liegt das distale Ende des Raststifts 28 nicht mehr der Axialsicherungsnut 24 gegenüber. Damit wird die Verriegelungskugel 26 in Radialrichtung R nicht in der Axialsicherungsnut 24 gehalten. Das Werkzeug 8 ist somit relativ zum distalen Schaftabschnitt 4 nicht mehr in Axialrichtung A fixiert. Wird nun, ausgehend vom Kupplungszustand, eine Zugkraft (in Axialrichtung A) auf das distale Ende des Werkzeugs 8 aufgebracht, löst sich die Verriegelungskugel 26 aus der Axialsicherungsnut 24. Auf diese Weise kann das Werkzeug 8 von der Werkzeugaufnahme 2 entkuppelt werden.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Raststiftes 28. Am proximalen Ende des Raststiftes 28 ist der Rastvorsprung 36 zu erkennen. Der Rastvorsprung 36 ist fingerartig ausgebildet, um besonders sicher und effizient in die Raststift- Aufnahmevertiefung 32 am proximalen Instrumentenabschnitt 6 eingreifen zu können. An seinem distalen Ende weist der Raststift 28 an der Seite, die dem Werkzeug 8 zugewandt ist, eine erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 38 und eine zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 40 auf. Beide Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefungen 38, 40 haben einen kreissegmentförmigen oder halbkugelförmigen Querschnitt und sind an den Durchmesser der Verriegelungskugel 26 angepasst. Genauer gesagt sind die beiden Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefungen 38, 40 so bemessen, dass die Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefungen 38, 40 den mit ihnen in Anlagekontakt stehenden Abschnitt der Verriegelungskugel 26 vollumfänglich umgeben.

Die erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 38 ist so an dem Raststift 28 angeordnet, dass sie in der Kupplungsposition des Raststiftes 28 der Axialsicherungsnut 24 gegenüberliegt. In der Kupplungsposition schließen sich also die erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 38 und die Axialsicherungsnut 24 um die Verriegelungskugel 26 bzw. liegen an dieser an. Die zweite Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung 40 befindet sich in Axialrichtung A näher am distalen Ende des Raststiftes 28 als die erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 38. Die zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 40 ist in Radialrichtung R weiter vom Lagergehäuse 22 entfernt als die erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 38. Die zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung 40 ist nämlich die Verriegelungskugel- Aufnahmevertiefung, die in der Freigabeposition die Verriegelungskugel 26 gegen die Außenumfangsfläche des Lagergehäuses 22 hält.

Fig. 6 ist eine Perspektivansicht des distalen Endes des proximalen Instrumentenabschnitts 6. Dabei ist die in Axialrichtung A (des proximalen Instrumentenabschnitts 6) vom distalen Ende des proximalen Instrumentenabschnitts 6 hervorragende Kante 30 zu erkennen. Die Kante 30 ist insgesamt ringförmig ausgebildet. Die Ringform der Kante 30 ist durch die Raststift-Aufnahmevertiefung 32 unterbrochen. Die Stirnfläche des distalen Endes des proximalen Instrumentenabschnitts 6 ist mit einem Anstellwinkel zur Instrumentenlängsachse angeschrägt. Genauer gesagt weist die Stirnfläche des distalen Endes des proximalen Schaftabschnittes 6 hier einen Anstellwinkel von 22.5° auf, der zusammen mit der 22.5° - Anschrägung der gegenüberliegenden Stirnkante des distalen Instrumentenabschnitts den maximal einstellbaren Winkel zwischen der Längsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 zu der Längsachse S2 des proximalen Instrumentenabschnitts 6 definiert. Weiter ist eine Ebene E zu erkennen, die den proximalen Instrumentenabschnitt 6 der Länge nach halbiert. Diese Ebene E markiert gleichzeitig eine Winkelstellung von 0° oder 45° des distalen Instrumentenabschnitts 4 zum proximalen Instrumentenabschnitts 6. Genauer gesagt ist der Winkel zwischen dem distalen Instrumentenabschnitt 4 und dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 ein O°-Winkel bis 45°-Winkel, wenn der Raststift 28 (hier nicht dargestellt) in der Ebene E liegt. Die Raststift-Aufnahmevertiefung 32 ist also so positioniert, dass sie nicht in der Ebene E liegt, bzw. diese nicht schneidet. Es ist zu erkennen, dass die Raststift- Aufnahmevertiefung 32 wenigstens eine abgeschrägte Flanke 33 aufweist, die dem Raststift 28 den Übergang zwischen Freigabeposition und Kupplungsposition erleichtert bzw. überhaupt erst ermöglicht.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das distale Ende des proximalen Instrumentenabschnitts 6. Hier ist die im Wesentlichen ringförmig dargestellte Kante 30 zu erkennen. Die Ringform der Kante 30 ist durch die kreissegmentförmige Raststift- Aufnahmevertiefung 32 unterbrochen. Zu erkennen ist weiterhin die Ebene E, die hier nur als Linie darstellbar ist. Zudem ist eine Mittelachse M zu erkennen, die die kreissegmentförmige Raststift-Aufnahmevertiefung 32 in zwei gleich große Hälften unterteilt. Die Ebene E und die Mittelachse M schließen dabei den vorbestimmten Drehwinkel ein, der z.B. (-)18° beträgt. Die Ebene E unterteilt den proximalen Schaftabschnitt 6 in zwei gleich große Instrumentenabschnitthälften 6.1 und 6.2. In der hier dargestellten rechten Instrumentenabschnitthälfte bzw. Schaftabschnitthälfte 6.2 ist die Raststift-Aufnahmevertiefung 32 angeordnet.

Wenn ein Verwender unter Beibehaltung des Kupplungszustands den Winkel zwischen der Längsachse S1 des distalen Instrumentenabschnitts 4 und der Längsachse S2 des proximalem Instrumentenabschnitts 6 vom 0°-Winkel oder vom maximal einstellbaren 45°- Winkel ändern möchte, sollte er den distalen Instrumentenabschnitt 4 relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 so drehen, dass der Raststift 28 in der Instrumentenabschnitthälfte 6.1 verbleibt. Möchte der Verwender den Kupplungszustand beenden, sollte er den distalen Instrumentenabschnitt 4 relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 genau in die andere Richtung (also in die minus - Richtung) drehen, also so, dass der Raststift 28 in die Instrumentenabschnitthälfte 6.2. bewegt wird. Dabei muss der Verwender so weit drehen, bis der Raststift 28 bzw. dessen Rastvorsprung 36 in die Raststift- Aufnahmevertiefung 32 eingreifen kann.

Fig. 8 ist eine Perspektivdarstellung des Werkzeugs 8 und der Werkzeugaufnahme 2. Das Werkzeug 8 wird zum Zusammenbau des medizinischen Werkzeugsystems 1 mit seinem proximalen Ende in eine Öffnung 42 am distalen Ende des distalen Instrumentenabschnitts 4 eingeführt. Die Öffnung 42 ist so groß, dass sie die am Werkzeugschaft 16 angeordnete Wälzlagereinheit 18 aufnehmen kann. Das Werkzeug 8 wird nur so weit in die Werkzeugaufnahme 2 eingeschoben, dass der Werkzeugkopf 14 aus dem distalen Instrumentenabschnitt 4 hervorragt.

Zum Kuppeln vom Werkzeug 8 mit dem distalen Instrumentenabschnitt 4 muss der vorbestimmte Dreh-Winkel zwischen dem distalen Instrumentenabschnitt 4 und dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 eingestellt sein, bzw. der Raststift 28 (hier nicht dargestellt) muss in der Freigabeposition positioniert sein. Sobald das Werkzeug 8 bzw. dessen Werkzeugschaft 16 ordnungsgemäß in der Werkzeugaufnahme 2 aufgenommen ist, kann der Dreh-Winkel zwischen dem distalen Instrumentenabschnitt 4 und dem proximalen Instrumentenabschnitt 6 auf die Konstruktionslage (gerade Ausrichtung des Instruments) zurückgestellt werden. Durch die Drehung von distalem Instrumentenabschnitt relativ zum proximalem Instrumentenabschnitt wird der Raststift 28 über die abgeschrägte Flanke 33 aus der Rastvorsprung-Aufnahmevertiefung 32 bewegt. Das proximale Ende des Raststiftes 28 bzw. der Rastvorsprung 36 liegt dann an der Kante 30 an. Durch die Drehung von distalem Instrumentenabschnitt 4 relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt 6 wird der Raststift 28 (zusammen mit dem distalen Instrumentenabschnitt relativ zum proximalen Instrumentenabschnitt gedreht und somit) von der Freigabeposition in die Kupplungsposition bewegt sodass auf diese Weise der Kupplungszustand zwischen Werkzeug 8 und Werkzeugaufnahme 2 eingestellt ist. In diesem Kupplungszustand ist das Werkzeug 8 dann axial in der Werkzeugaufnahme 2 gesichert bzw. fixiert.

Bezugszeichenliste

1 Medizinisches Werkzeugsystem

2 Werkzeugaufnahme

4 distaler Instrumentenabschnitt

6 proximaler Instrumentenabschnitt

6.1 linke Instrumentenabschnitthälfte

6.2 rechte Instrumentenabschnitthälfte

8 Werkzeug

10 erste Kupplungsvorrichtung

12 zweite Kupplungsvorrichtung

14 Werkzeugkopf

16 Werkzeugschaft

18 Wälzlagereinheit/Kupplungseinheit

20 Wälzlager

22 Lagergehäuse

24 Axialsicherungsnut

26 Verriegelungskugel

28 Raststift/Schieber

30 Kante

32 Raststift-Aufnahmevertiefung

33 abgeschrägte Flanke

34 Vorspannelement/Feder

36 Rastvorsprung

38 erste Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung

40 zweite Verriegelungskugel-Aufnahmevertiefung

42 Öffnung

A Axialrichtung

E Ebene

M Mittelachse

R Radialrichtung

S1 Längsachse des distalen Instrumentenabschnitts

S2 Längsachse des proximalen Instrumentenabschnitts