Die Erfindung betrifft ein Instrument und insbesondere ein medizinisch-endoskopisches Instrument.The invention relates to an instrument and in particular a medical-endoscopic instrument.
Im Bereich der Medizin und dort insbesondere im Bereich der Endoskopie werden Schaftinstrumente eingesetzt, die an dem distalen Ende ihres Schaftes einen Werkzeugträger mit einem daran distalseitig angeordneten Maulwerkzeug aufweisen. Instrumente dieser Art werden bei entsprechender Ausgestaltung des Maulwerkzeugs unter anderem zum Fassen, Schneiden und Koagulieren von Körpergewebe eingesetzt. Darüber hinaus finden sie auch auf technischem Gebiet Verwendung, wo sie beispielsweise in ansonsten schlecht zugänglichen Hohlräumen technischer Objekte Verwendung finden.In the field of medicine, and in particular in the field of endoscopy, shaft instruments are used which have a tool carrier with a jaw tool arranged distally on the distal end of its shaft. Instruments of this type are used with appropriate design of the jaw tool, inter alia, for grasping, cutting and coagulation of body tissue. In addition, they are also used in the technical field, where they find use, for example, in otherwise poorly accessible cavities of technical objects.
Das Einsatzspektrum dieser Instrumente wird in hohem Maße von den Bewegungsfreiheitsgraden des Maulwerkzeugs gegenüber dem Schaft bestimmt, das heißt, je mehr Bewegungsfreiheitsgrade das Maulwerkzeug aufweist, desto vielfältiger kann das Instrument in der Regel auch eingesetzt werden. Unter den mit mehreren Bewegungsfreiheitsgraden des Maulwerkzeugs ausgestatteten Instrumenten bilden solche Instrumente den Ausgangspunkt der Erfindung, deren Werkzeugträger gegenüber dem Schaft um eine zu der Längsachse des Schaftes parallele Achse drehbar ist und um eine hierzu normale Achse abwinkelbar ist.The range of use of these instruments is largely determined by the degrees of freedom of movement of the jaw tool relative to the shaft, that is, the more degrees of freedom the jaw tool has, the more diverse the instrument can be used in the rule. Among the instruments equipped with several degrees of freedom of movement of the jaw tool, such instruments form the starting point of the invention, whose tool carrier is rotatable relative to the shaft about an axis parallel to the longitudinal axis of the shaft and is bendable about a normal axis.
InDE 103 30 604 A1 ist ein Instrument mit diesen Eigenschaften beschrieben. Dieses Instrument weist einen an dem distalen Ende eines Hohlschafts schwenkbar angeordneten Instrumentenkopf mit einem distalseitig an dem Instrumentenkopf drehbar gelagerten Werkzeugträger auf. Der Werkzeugträger trägt ein Maulwerkzeug, welches ein an dem Werkzeugträger feststehend angeordnetes Maulteil und ein verschwenkbares zweites Maulteil aufweist.In DE 103 30 604 A1 is an instrument with these characteristics described. This instrument has a tool head which is pivotably arranged at the distal end of a hollow shaft and has a tool carrier rotatably mounted distally on the instrument head. The tool carrier carries a jaw tool, which has a fixedly arranged on the tool carrier jaw part and a pivotable second jaw part.
Zur Steuerung einer Schwenkbewegung des Instrumentenkopfes dient bei dem ausDE 103 30 604 A1 bekannten Instrument ein durch den Hohlschaft geführtes Schubrohr mit einem daran distalseitig angelenkten Kipphebel, der mit dem Instrumentenkopf verbunden ist. Die Steuerung der Drehbewegung des Werkzeugträgers relativ zu dem Instrumentenkopf erfolgt über eine hohl ausgebildete Betätigungswelle, die durch das Schubrohr zur Abwinkelung des Instrumentenkopfes hindurchgeführt ist und an ihrem distalen Ende über ein Kegelradgetriebe mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelt ist. Zur Bewegungssteuerung des Maulwerkzeugs ist dessen verschwenkbares Maulteil mit einem in dem Werkzeugträger axial verschiebbar angeordneten, in Öffnungsrichtung des Maulteils federvorgespannten Bolzen verbunden, welcher proximalseitig mit einem durch den Instrumentenkopf und die Betätigungswelle zur Steuerung der Drehbewegung des Instrumentenkopfs geführten mehrteiligen, starren Schubmechanismus in Verbindung steht. Die zur Bewegungssteuerung von Instrumentenkopf, Werkzeugträger und Maulwerkzeug verwendeten Mechaniken weisen somit einen vergleichsweise komplexen Aufbau auf, was eine relativ große Versagenswahrscheinlichkeit des Instruments zu erwarten lässt. Ein weiterer Nachteil des ausDE 103 30 604 A1 bekannten Instruments besteht darin, dass dessen Instrumentenkopf nur in eine Richtung in einem Winkel von maximal 90° abwinkelbar ist.To control a pivoting movement of the instrument head is used in the DE 103 30 604 A1 known instrument a guided through the hollow shaft torque tube with a distal end hinged toggle lever which is connected to the instrument head. The control of the rotational movement of the tool carrier relative to the instrument head via a hollow formed actuating shaft which is passed through the torque tube for bending the instrument head and is coupled in motion at its distal end via a bevel gear with the tool carrier. For the movement control of the jaw tool whose pivotable jaw part is axially displaceable in the tool carrier, in the opening direction of the jaw member spring-biased bolt connected proximally connected to a guided through the instrument head and the actuating shaft for controlling the rotational movement of the instrument head multi-part, rigid thrust mechanism. The mechanisms used to control the movement of the instrument head, tool carrier and jaw tool thus have a comparatively complex structure, which suggests a relatively high probability of failure of the instrument. Another disadvantage of the DE 103 30 604 A1 known instrument is that the instrument head can be bent only in one direction at an angle of a maximum of 90 °.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Instrument der in Rede stehenden Art zu schaffen, welches die vorab beschriebenen Nachteile nicht aufweist.Against this background, the object of the invention is to provide an instrument of the type in question, which does not have the disadvantages described above.
Diese Aufgabe wird durch ein Instrument mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Instruments ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung. Gemäß der Erfindung können hierbei die Unteransprüche jeweils für sich aber auch in sinnvoller Kombination miteinander das Instrument nach Anspruch 1 weiter ausgestalten.This object is achieved by an instrument having the features specified inclaim 1. Advantageous developments of this instrument will become apparent from the dependent claims, the following description and the drawings. According to the invention, the subclaims in each case but also in meaningful combination with each other, the instrument according toclaim 1 further develop.
Das erfindungsgemäße Instrument ist bevorzugt ein medizinisch-endoskopisches Instrument, es kann sich bei ihm aber auch um ein im technischen Bereich eingesetztes Technoskop handeln. Dieses Instrument kann ferner als ein manuell zu betätigendes Instrument ausgebildet sein oder Teil eines robotischen Systems bilden. Das Instrument ist mit einem länglichen, vorzugsweise gerade und starr ausgebildeten Schaft ausgestattet, an dessen distalen Ende ein um eine erste Gelenkachse abwinkelbares Gelenkteil angeordnet ist. Die erste Gelenkachse ist normal zur Längsachse des Schaftes ausgerichtet. Das Gelenkteil trägt einen Werkzeugträger, der an dem distalen Ende des Gelenkteils angeordnet ist. Der Werkzeugträger ist um eine parallel zur Mittelachse des Gelenkteils bzw. normal zur ersten Gelenkachse ausgerichtete zweite Gelenkachse drehbar, wobei unter der parallel zur Mittelachse des Gelenkteils ausgerichteten zweiten Gelenkachse auch die Mittelachse des Gelenkteils selbst zu verstehen ist. Eine mögliche Drehbewegung des Werkzeugträgers relativ zu dem Gelenkteil kann vorzugsweise in einem Winkelbereich von zumindest 180° erfolgen. An dem Werkzeugträger ist ein Maulwerkzeug angeordnet, welches zwei Maulteile aufweist, die um eine normal zu der zweiten Gelenkachse ausgerichtete dritte Gelenkachse relativ zueinander verschwenkbar sind.The instrument according to the invention is preferably a medical-endoscopic instrument, but it can also be a technoscope used in the technical field. This instrument can also be designed as a manually operated instrument or form part of a robotic system. The instrument is equipped with an elongate, preferably straight and rigid shaft, at the distal end of which a hinge part bendable about a first hinge axis is arranged. The first hinge axis is aligned normal to the longitudinal axis of the shaft. The hinge part carries a tool carrier, which is arranged at the distal end of the joint part. The tool carrier is rotatable about a second axis of articulation aligned parallel to the central axis of the articulated part or normal to the first articulated axis, whereby the central axis of the articulated part itself is to be understood as the second articulation axis oriented parallel to the central axis of the articulated part. A possible rotational movement of the tool carrier relative to the joint part may preferably take place in an angular range of at least 180 °. Arranged on the tool carrier is a jaw tool which has two jaw parts which are pivotable relative to one another about a third articulation axis aligned normal to the second articulation axis.
Konstruktiv einfach ist zur Bewegungssteuerung des Gelenkteils, des Werkzeugträgers und des Maulwerkzeugs jeweils eine mit dem Gelenkteil, dem Werkzeugträger und dem Maulwerkzeug bewegungsgekoppelte Betätigungsscheibe mit zumindest einem daran festgelegten und durch den Schaft nach proximalseitig des Schafts geführten Seilzug vorgesehen. Demzufolge weist das erfindungsgemäße Instrument drei Betätigungsscheiben auf, von denen eine nachfolgend als erste Betätigungsscheibe bezeichnete Betätigungsscheibe mit dem Gelenkteil bewegungsgekoppelt ist, eine im Folgenden als zweite Betätigungsscheibe bezeichnete Betätigungsscheibe mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelt ist und eine im weiteren Verlauf als dritte Betätigungsscheibe bezeichnete Betätigungsscheibe mit dem Maulwerkzeug bewegungsgekoppelt ist. An jeder dieser drei Betätigungsscheiben ist jeweils zumindest ein Seilzug festgelegt, der proximalseitig des Schaftes mit einer Steuerungseinrichtung des Instruments wirkungsverbunden ist. Bei der Steuerungseinrichtung kann es sich um eine Handhabe oder eine Steuerungsschnittstelle eines robotischen Systems handeln, je nachdem, ob das Instrument ein manuell zu betätigendes Instrument ist oder Bestandteil eines robotischen Systems ist.For the movement control of the joint part, the tool carrier and the jaw tool, one with the joint part is structurally simple, the motion-coupled actuator disc with at least one fixed thereto and guided by the shaft to the proximal side of the shaft cable pull provided the tool carrier and the jaw tool. Accordingly, the instrument according to the invention on three actuation discs, of which a hereinafter referred to as the first actuation disc actuator is coupled to the hinge part, a hereinafter referred to as the second actuation disc actuator disc is coupled to the tool carrier and a further referred to as a third actuator disc actuator disc with the jaw tool is motion coupled. At least one cable pull is fixed to each of these three actuation disks, which is operatively connected to a control device of the instrument on the proximal side of the shaft. The control device can be a handle or a control interface of a robotic system, depending on whether the instrument is a manually operated instrument or is part of a robotic system.
Zweckmäßigerweise sind an jeder der drei Betätigungsscheiben jeweils zwei Seilzüge antagonistisch wirkend festgelegt, so dass eine Zugausübung auf einen der Seilzüge eine erste Bewegung der mit der betreffenden Betätigungsscheibe bewegungsgekoppelten Instrumentenkomponente (Gelenkteil, Werkzeugträger bzw. Maulwerkzeug) bewirkt und eine Zugausübung auf den anderen Seilzug eine zu der ersten Bewegung entgegengesetzte Bewegung dieser Instrumentenkomponente hervorruft. Bei den beiden an einer Betätigungsscheibe festgelegten Seilzügen kann es sich um separate Seilzüge handeln oder es kann ein die jeweilige Betätigungsscheibe zumindest distalseitig umschlingendes Seil vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die beiden Enden des Seils die Seilzüge bilden.Conveniently, two cables are set antagonistic acting on each of the three actuation disks, so that a Zugaus exercise on one of the cables a first movement of motion-coupled with the respective actuating disk instrument component (hinge part, tool carrier or mouth tool) and a Zugausübung on the other cable to causes the first movement opposite movement of this instrument component. The two cable pulls fixed to an actuating disk may be separate cable pulls or a cable may be provided at least distally on the respective actuating disk, in which case the two ends of the cable form the cable pulls.
Um bei der Abwinkelung des Gelenkteils relativ zu dem Schaft eine ungewollte Längenänderung der an der zweiten und dritten Betätigungsrolle festgelegten Seilzüge zu verhindern, sind die mit dem Gelenkteil bewegungsgekoppelte erste Betätigungsscheibe, die mit dem Werkzeugträger bewegungsgekoppelte zweite Betätigungsscheibe und die mit dem Maulwerkzeug bewegungsgekoppelte dritte Betätigungsscheibe jeweils auf der ersten Gelenkachse drehbar gelagert, um welche das Gelenkteil relativ zu dem Schaft abwinkelbar ist.In order to prevent an unwanted change in length of the fixed to the second and third actuating roller cables at the bend of the joint part relative to the shaft, the motion-coupled to the hinge part first actuating disc, the movement-coupled to the tool carrier second actuating disc and the movement-coupled with the jaw third actuator disc respectively rotatably mounted on the first hinge axis about which the hinge part is bendable relative to the shaft.
Grundsätzlich können sowohl das Gelenkteil, der Werkzeugträger und das Maulwerkzeug über Getriebemittel mit der ihnen jeweils zugeordneten Betätigungsscheibe bewegungsgekoppelt sein. Die Verwendung solcher Getriebemittel ist insbesondere in Verbindung mit dem distalseitig der ersten Gelenkachse angeordneten Werkzeugträger und dem typischerweise auch distalseitig der ersten Gelenkachse angeordneten Maulwerkzeug zweckmäßig. Konstruktiv einfach ist allerdings das Gelenkteil bevorzugt direkt mit der ersten Betätigungsscheibe bewegungsgekoppelt. Somit ist die auf der ersten Gelenkachse drehbar gelagerte erste Betätigungsscheibe unmittelbar starr mit dem Gelenkteil verbunden, so dass eine Drehbewegung der Betätigungsscheibe eine Schwenkbewegung des Gelenkteils hervorruft, wobei der Schwenkwinkel des Gelenkteils mit dem Drehwinkel der ersten Betätigungsscheibe übereinstimmt. Durch die direkte Bewegungskopplung des Gelenkteils mit der ersten Betätigungsscheibe kann das Gelenkteil bei entsprechender Anlenkung an dem Schaft in einem Winkelbereich von ±90° relativ zu dem Schaft abgewinkelt werden.In principle, both the joint part, the tool carrier and the jaw tool can be coupled in a motion-coupled manner to the actuation disk associated therewith by means of a transmission. The use of such transmission means is expedient in particular in connection with the tool carrier arranged distally on the first joint axis and with the jaw tool typically also arranged distally on the first joint axis. However, structurally simple, the joint part is preferably directly coupled with the first actuating disk. Thus, the rotatably mounted on the first hinge axis first actuating disk is directly rigidly connected to the joint part, so that a rotational movement of the actuating disk causes a pivotal movement of the joint part, wherein the pivot angle of the joint part coincides with the rotation angle of the first actuating disk. Due to the direct movement coupling of the joint part with the first actuating disk, the joint part can be angled relative to the shaft with a corresponding articulation on the shaft in an angular range of ± 90 °.
Der Werkzeugträger ist mit der zweiten Betätigungsscheibe vorteilhaft über ein Winkelgetriebe bewegungsgekoppelt. Dementsprechend ist zwischen der zweiten Betätigungsscheibe und dem Werkzeugträger vorzugsweise ein Getriebe angeordnet, welches eine Drehbewegung der zweiten Betätigungsscheibe um die erste Gelenkachse in eine Drehbewegung des Werkzeugträgers um die normal zu der ersten Gelenkachse ausgerichtete zweite Gelenkachse des Instruments umwandelt. Hierzu können prinzipiell alle geeigneten Winkelgetriebe verwendet werden, wobei lediglich beispielhaft Kegelrad-, Kronenradgetriebe oder ein Schneckentrieb genannt seien.The tool carrier is advantageously coupled with the second actuating disk via an angular gear. Accordingly, a transmission is preferably arranged between the second actuating disk and the tool carrier, which converts a rotational movement of the second actuating disk about the first joint axis into a rotational movement of the tool carrier about the second joint axis of the instrument aligned normal to the first joint axis. For this purpose, in principle all suitable angle gear can be used, with only be exemplified bevel gear, crown gear or a worm drive called.
Bevorzugt wird als Winkelgetriebe zur Bewegungskopplung der zweiten Betätigungsscheibe mit dem Werkzeugträger aber ein Kegelradgetriebe verwendet. In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft eine Ausgestaltung vorgesehen, bei welcher der Werkzeugträger starr mit einer achsgleich mit der zweiten Gelenkachse ausgerichteten Welle verbunden ist, welche proximalseitig über eine Kegelradpaarung mit der zweiten Betätigungsscheibe bewegungsgekoppelt ist. Vorzugsweise ist hierbei auf der ersten Gelenkachse ein starr mit der zweiten Betätigungsscheibe verbundenes Kegelrad drehbar gelagert, welches ein zweites Kegelrad kämmt, das auf der mit dem Werkzeugträger verbundenen Welle befestigt ist.Preferably, however, a bevel gear is used as an angle gear for the movement coupling of the second actuating disk with the tool carrier. In this context, an embodiment is advantageously provided, in which the tool carrier is rigidly connected to a shaft aligned with the same axis with the second joint axis, which is coupled to the proximal side via a Kegelradpaarung with the second actuating disk. Preferably, in this case on the first hinge axis a rigidly connected to the second actuating disk bevel gear is rotatably mounted, which meshes with a second bevel gear which is fixed on the shaft connected to the tool carrier.
Die Bewegungskopplung des Maulwerkzeugs mit der dritten Betätigungsscheibe erfolgt zweckmäßigerweise ebenfalls über ein Getriebe. Dieses Getriebe ist vorteilhaft zweiteilig ausgebildet und weist eine im Bereich des Gelenkteils angeordnete proximale Getriebestufe und eine im Bereich des Werkzeugträgers angeordnete distale Getriebestufe auf. Die proximale Getriebestufe, welche vorzugsweise von einem Winkelgetriebe gebildet wird, dient dazu, die Drehbewegung der dritten Betätigungsscheibe in eine Drehbewegung um die zweite Gelenkachse umzuwandeln, während die distale Getriebestufe dafür vorgesehen ist, die Drehbewegung um die zweite Gelenkachse in eine Drehbewegung um die dritte Gelenkachse umzuwandeln.The movement coupling of the jaw tool with the third actuating disc is expediently also via a transmission. This transmission is advantageously designed in two parts and has a proximal gear stage arranged in the region of the joint part and a distal gear stage arranged in the region of the tool carrier. The proximal gear stage, which is preferably formed by a bevel gear, serves to convert the rotational movement of the third actuating disc into a rotational movement about the second hinge axis, while the distal gear stage is provided for, the rotational movement about the second hinge axis in a rotational movement about the third hinge axis to convert.
Die proximale Getriebestufe des zur Bewegungskopplung des Maulwerkzeugs mit der dritten Betätigungsscheibe dienenden Getriebes wird bevorzugt von einem Kegelradgetriebe gebildet. Hierbei ist vorzugsweise auf der ersten Gelenkachse ein starr mit der dritten Betätigungsscheibe verbundenes Kegelrad drehbar gelagert, welches ein weiteres Kegelrad kämmt, das auf einer zweiten, achsgleich mit der zweiten Gelenkachse ausgerichteten Welle befestigt ist, welche in dem Gelenkteil und dem Werkzeugträger drehbar gelagert ist und an welche sich die distale Getriebestufe anschließt.The proximal gear stage of the movement coupling of the jaw tool with the third actuating disc serving transmission is preferably formed by a bevel gear. Here, preferably, a rigidly connected to the third actuating disc bevel gear is rotatably mounted on the first hinge axis, which meshes with another bevel gear which is mounted on a second, coaxially aligned with the second hinge axis shaft which is rotatably mounted in the hinge part and the tool carrier and which is followed by the distal gear stage.
Diese distale Getriebestufe des zur Bewegungskopplung des Maulwerkzeugs mit der dritten Betätigungsscheibe dienenden Getriebes kann ebenfalls von einem Winkelgetriebe gebildet werden. Bei diesem Winkelgetriebe kann es sich vorteilhaft ebenfalls um ein Kegelradgetriebe handeln, wobei dann auf der zweiten Welle distalseitig ein weiteres Kegelrad befestigt ist, welches von einem starr mit einem ersten Maulteil verbundenen Kegelrad und einem starr mit dem zweiten Maulteil verbundenen Kegelrad gekämmt wird. Hierbei sind die beiden mit dem Maulteilen verbundenen Kegelräder zweckmäßigerweise an zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen des auf der zweiten Welle befestigten Kegelrads mit diesem in Eingriff.This distal gear stage of the movement coupling of the jaw tool with the third actuating disc serving transmission can also be formed by a bevel gear. This angular gear may advantageously also be a bevel gear, wherein then on the second shaft distal side another bevel gear is fixed, which is combed by a bevel gear rigidly connected to a first jaw part and a bevel gear rigidly connected to the second jaw part. Here, the two bevel gears connected to the jaw parts are expediently engaged with the bevel gear mounted on the second shaft at two diametrically opposite regions thereof.
Alternativ zu der Verwendung eines Kegelradgetriebes zur Bildung der distalen Getriebestufe des zur Bewegungskopplung des Maulwerkzeugs mit der dritten Betätigungsscheibe dienenden Getriebes kann als distale Getriebestufe vorteilhafterweise auch ein Riementrieb vorgesehen sein, welcher ein Winkelgetriebe bildet. In diesem Zusammenhang ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der ein Riemen über zumindest eine Umlenkrolle so geführt ist, dass er antriebsseitig eine distalseitig auf der zweiten Welle befestigte erste Riemenscheibe und abtriebsseitig eine zweite und eine dritte zu der ersten Riemenscheibe normal ausgerichtete Riemenscheibe umschlingt, wobei die erste Riemenscheibe starr mit dem ersten Maulteil verbunden ist und die zweite Riemenscheibe starr mit dem zweiten Maulteil verbunden ist.Alternatively to the use of a bevel gear to form the distal gear stage of the movement coupling of the jaw tool with the third actuating disc serving transmission can be provided as a distal gear stage advantageously also a belt drive, which forms an angular gear. In this context, an embodiment is preferred in which a belt is guided over at least one deflection roller so that it wraps on the drive side a distal pulley mounted on the second shaft first pulley and the output side a second and a third to the first pulley normally aligned pulley, wherein the first pulley is rigidly connected to the first jaw part and the second pulley is rigidly connected to the second jaw part.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann die distale Getriebestufe konstruktiv und herstellungstechnisch besonders einfach auch von einer Kulissensteuerung gebildet werden. In diesem Fall ist bevorzugt an den beiden Maulteilen des Maulwerkzeugs proximalseitig der dritten Gelenkachse jeweils ein in proximaler Richtung vorstehender Mitnehmer ausgebildet und an der zweiten Welle distalseitig eine starr mit der zweiten Welle verbundene Kulissenscheibe angeordnet, wobei die Kulissenscheibe zwei bezogen auf die zweite Welle gegenüberliegende Ausnehmungen aufweist, in welche jeweils einer der an den Maulteilen ausgebildeten Mitnehmer eingreift.According to a further alternative embodiment, the distal gear stage constructive and manufacturing technology are particularly easy to be formed by a slide control. In this case, preferably on the two jaw parts of the jaw tool on the proximal side of the third joint axis each projecting in the proximal direction driver and arranged on the second shaft distal end a rigidly connected to the second shaft link plate, the link plate two relative to the second shaft opposite recesses in which engages in each case one of the carriers formed on the jaw members.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch vereinfacht und in unterschiedlichen Maßstäben:The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing shows schematically simplified and in different scales:
1 in perspektivischer Ansicht einen distalen Endbereich eines Instruments gemäß einer ersten Ausgestaltung, 1 in a perspective view of a distal end region of an instrument according to a first embodiment,
2 den distalen Endbereich des Instruments nach1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, 2 the distal end of theinstrument 1 in a perspective exploded view,
3 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines distalen Endbereichs eines Instruments gemäß einer zweiten Ausgestaltung, 3 3 is a perspective view of a section of a distal end region of an instrument according to a second embodiment,
4 den distalen Endbereich des Instruments nach3 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, 4 the distal end of the instrument 3 in a perspective exploded view,
5 in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt eines distalen Endbereichs eines Instruments gemäß einer dritten Ausgestaltung und 5 in a perspective view a section of a distal end portion of an instrument according to a third embodiment and
6 den distalen Endbereich des Instruments nach5 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung. 6 the distal end of the instrument 5 in a perspective exploded view.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Instrumenten handelt es sich jeweils um ein medizinisch-endoskopisches Instrument in Form einer Zange. Diese Instrumente, welche jeweils ein manuell zu betätigendes Instrument oder ein in Verbindung mit einem Operationsroboter verwendetes Instrument sein können, weisen einen länglichen, hohlzylindrischen und starr ausgebildeten Schaft2 auf, wobei in der Zeichnung aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit lediglich das distale Ende des Schaftes2 dieser Instrumente dargestellt ist. Auch die Steuerungseinrichtungen am proximalen Ende des Schaftes2, die bei einem manuell zu betätigenden Instrument von einer Handhabe und bei einem Instrument, welches Teil eines robotischen Operationssystems ist, von einer Steuerungsschnittstelle dieses Systems gebildet wird, sind nicht dargestellt, da diese zum Stand der Technik zählen und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.The instruments shown in the drawing are each a medical-endoscopic instrument in the form of forceps. These instruments, which may each be a manually operated instrument or an instrument used in conjunction with an operating robot, have an elongated, hollow cylindrical and rigidly formed shank 2 in the drawing, for the sake of clarity, only the distal end of the shaft 2 represented by these instruments. Also, the controls at the proximal end of the shaft 2 which is formed by a handle in an instrument to be operated manually and by a control part of an instrument which is part of a robotic operation system are not shown since these are prior art and are not the subject of the present invention.
Ein distales Ende des Schaftes2 wird von einem Endstück4 gebildet. Das Endstück4 weist einen scheibenförmigen Grundkörper6 auf, dessen Außenquerschnitt mit dem Außenquerschnitt des Schaftes2 korrespondiert. An dem Grundkörper6 sind außenumfänglich und einander diametral gegenüberliegend an einer Stirnseite des Grundkörpers6 zwei axial vorstehende und mit der Außenumfangskontur des Schaftes2 korrespondierende Vorsprünge8 ausgebildet. An die andere Stirnseite des Grundkörpers6 angrenzend verjüngt sich der Außenquerschnitt des Grundkörpers6 in den beiden Bereichen zwischen den Vorsprüngen8 korrespondierend zu dem Innenquerschnitt des Schaftes2. Mit diesem so verjüngten Ende greift der Endabschnitt4 in das distale Ende des Schaftes2 ein, wo er stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Schaft2 verbunden ist.A distal end of the shaft 2 is from atail 4 educated. Thetail 4 has a disc-shapedbase body 6 on, whose outer cross section with the outer cross section of the shaft 2 corresponds. At thebase body 6 are externally circumferentially and diametrically opposite one another at an end face of themain body 6 two axially projecting and with the outer peripheral contour of the shaft 2 corresponding protrusions 8th educated. To the other end of thebody 6 Adjacent, the outer cross-section of the body tapers 6 in the two areas between the protrusions 8th corresponding to the inner cross section of the shaft 2 , With this tapered end of the end section engages 4 into the distal end of the shaft 2 where it cohesively and / or positively with the shaft 2 connected is.
An den beiden Vorsprüngen8 des Endabschnitts4 ist jeweils ein Durchgangsloch10 ausgebildet, wobei die Durchgangslöcher10 hinsichtlich ihrer Größe und Lage an den Vorsprüngen8 korrespondieren. Die Durchgangslöcher10 dienen zur Aufnahme eines Gelenkstifts12, der sich zwischen den Vorsprüngen8 normal zu einer Längsachse des Schaftes2 erstreckt. Der Gelenkstift12 bildet eine Gelenkachse für ein Gelenkteil14, welches an dem Gelenkstift12 in einer Ebene normal zur Längsausdehnung des Gelenkstifts12 schwenkbar gelagert ist.At the two projections 8th of theend section 4 is each a throughhole 10 formed, wherein the throughholes 10 in terms of their size and location at the projections 8th correspond. The through holes 10 serve to accommodate ahinge pin 12 that is between the protrusions 8th normal to a longitudinal axis of the shaft 2 extends. Thehinge pin 12 forms a hinge axis for ajoint part 14 , which on thehinge pin 12 in a plane normal to the longitudinal extent of thehinge pin 12 is pivotally mounted.
Das Gelenkteil14 weist einen Grundkörper16 mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wobei an dem Grundkörper16 ein zentrales Durchgangsloch18 ausgebildet ist, auf dessen Bedeutung im weiteren Verlauf noch eingehender eingegangen wird. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers16 sind zwei Vorsprünge20 ausgebildet, welche sich axial nach proximalwerts erstrecken. Mit den Vorsprüngen20 ist das Gelenkteil14 an dem Endstück4 angelenkt, wobei die Vorsprünge20 des Gelenkteils14 in den Zwischenraum zwischen den Vorsprüngen8 des Endstücks4 eingreifen. Zur Anlenkung des Gelenkteils14 gegenüber dem Endstück4 sind an den Vorsprüngen20 des Gelenkteils14 hinsichtlich ihrer Größe und Lage korrespondierende Durchgangslöcher22 ausgebildet, welche zur Aufnahme des Gelenkstifts12 dienen, der das Gelenkteil14 schwenkbar mit dem Endstück4 verbindet.Thehinge part 14 has abasic body 16 having a substantially rectangular cross section, wherein on the base body 16 a central throughhole 18 whose importance is discussed in more detail later on. On two opposite sides of thebody 16 are twoprotrusions 20 formed, which extend axially to the proximal value. With theprojections 20 is thehinge part 14 on thetail 4 hinged, with theprojections 20 of thejoint part 14 in the space between the protrusions 8th of thetail 4 intervention. For articulation of thejoint part 14 opposite thetail 4 are at thetabs 20 of thejoint part 14 in terms of their size and location corresponding throughholes 22 formed, which for receiving thehinge pin 12 serve, thejoint part 14 swiveling with thetail 4 combines.
An einer dem anderen Vorsprung20 zugewandten Innenseite eines der Vorsprünge20 des Gelenkteils14 ist eine drehbar auf dem Gelenkstift12 gelagerte Betätigungsscheibe24 starr mit dem Gelenkteil14 verbunden. Die Betätigungsscheibe24 wird distalseitig von einem Seil26 umschlungen, wobei es mittels eines an dem Seil26 angeordneten Befestigungselements28, welches an einer an dem Außenumfang der Betätigungsscheibe24 ausgebildete Ausnehmung30 eingreift, an der Betätigungsscheibe24 formschlüssig festgelegt ist. Die beiden Enden des Seils26 bilden zwei Seilzüge32 und34, welche durch an dem Grundkörper6 des Endstücks4 ausgebildete Durchgangslöcher36 hindurch durch den Schaft2 geführt sind und proximalseitig des Schaftes2 mit einer Steuerungseinrichtung vorgespannt wirkungsverbunden sind. Die Seilzüge32 und34 dienen zur Bewegungssteuerung des Gelenkteils14, welches bei einer Zugbeanspruchung des Seilzugs32 in eine erste Richtung verschwenkt wird und bei einer Zugbeanspruchung des Seilzugs34 in entgegengesetzte Richtung verschwenkt wird. Der Schwenkbereich des Gelenkteils14 relativ zu dem Schaft2 beträgt hierbei mindestens 180°.At one another's lead 20 facing inside of one of theprojections 20 of thejoint part 14 is a rotatable on thehinge pin 12 mountedactuating disk 24 rigid with thehinge part 14 connected. Theactuating disk 24 becomes distal from arope 26 embraced, taking it by means of one on therope 26 arrangedfastener 28 , which at one on the outer periphery of theactuating disk 24 trainedrecess 30 engages, on theactuating disk 24 is fixed positively. The two ends of therope 26 form twocables 32 and 34 , which by on themain body 6 of thetail 4 trained throughholes 36 through the shaft 2 are guided and proximal side of the shaft 2 biased with a control device are operatively connected. Thecables 32 and 34 serve to control the movement of thejoint part 14 , which at a tensile stress of thecable 32 is pivoted in a first direction and at a tensile stress of thecable 34 is pivoted in the opposite direction. The swivel range of thejoint part 14 relative to the shaft 2 is at least 180 °.
Neben der Betätigungsscheibe24 ist auf dem Gelenkstift12 eine zweite Betätigungsscheibe38 drehbar gelagert. Die Betätigungsscheibe38 ist über ein Kegelradgetriebe bei dem in den1 und2 dargestellten Instrument mit einem Werkzeugträger40, bei dem in den3 und4 dargestellten Instrument mit einem Werkzeugträger40‘ und bei dem in den5 und6 dargestellten Instrument mit einem Werkzeugträger40‘‘ bewegungsgekoppelt, der distalseitig auf dem Gelenkteil14 drehbar gelagert ist.In addition to theactuating disk 24 is on the hinge pin 12 asecond actuating disk 38 rotatably mounted. Theactuating disk 38 is about a bevel gear in which in the 1 and 2 illustrated instrument with atool carrier 40 in which in the 3 and 4 illustrated instrument with a tool carrier 40 ' and in the in the 5 and 6 illustrated instrument with a tool carrier 40 '' motion-coupled, the distal side on thejoint part 14 is rotatably mounted.
Ein Kegelrad42 des zur Bewegungskopplung der Betätigungsscheibe38 mit dem Werkzeugträger40,40‘ bzw.40‘‘ vorgesehenen Kegelradgetriebes ist drehfest mit der Betätigungsscheibe38 verbunden. Hierzu ist an der größeren Flachseite des Kegelrads42 ein rechteckiger Vorsprung44 ausgebildet, welcher in eine korrespondierende rechteckige Durchbrechung46 der Betätigungsscheibe38 eingreift. Durch das Kegelrad42 und dessen Vorsprung44 erstreckt sich axial ein Durchgangsloch48, durch das der Gelenkstift12 geführt ist.Abevel gear 42 of the movement coupling of theactuating disk 38 with thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' provided bevel gear is non-rotatable with theactuating disc 38 connected. This is on the larger flat side of the bevel gear 42 arectangular projection 44 formed, which in a correspondingrectangular opening 46 theactuating disk 38 intervenes. Through thebevel gear 42 and its lead 44 A through hole extends axially 48 through which thehinge pin 12 is guided.
Das Kegelrad42 kämmt ein Kegelrad50, welches distalseitig seiner Verzahnung einen zylindrischen Abschnitt52 aufweist. Über den Abschnitt52 ist das Kegelrad50 an dem Gelenkteil14 drehbar gelagert. Hierzu greift der zylindrische Abschnitt52 des Kegelrads50 in das an dem Gelenkteil14 ausgebildete Durchgangsloch18 mit geringem Spiel ein und bildet eine mit einer Mittelachse des Gelenkteils übereinstimmende zweite Gelenkachse des Instruments, um welche der Werkzeugträger40,40‘ bzw.40‘‘ verdrehbar ist. Zur formschlüssigen Festlegung des Kegelrads50 an dem Werkzeugträger40,40‘ bzw.40‘‘ weist das Kegelrad50 distalseitig des Abschnitts52 einen Abschnitt54 mit einer rechteckigen Umfangskontur auf. Dieser Abschnitt54 des Kegelrads50 greift in ein rechteckiges Durchgangsloch56 ein, das bei den Werkzeugträgern40,40‘ und40‘‘ jeweils an einem direkt distalseitig des Gelenkteils14 angeordneten Grundkörper58 des Werkzeugträgers40,40‘ bzw.40‘‘ ausgebildet ist.Thebevel gear 42 combs abevel gear 50 which has a cylindrical section on the distal side of itstoothing 52 having. About thesection 52 is thebevel gear 50 on thejoint part 14 rotatably mounted. For this purpose, the cylindrical section engages 52 of thebevel gear 50 in the on thehinge part 14 trained throughhole 18 with a small clearance and forms a matching with a central axis of the joint part second hinge axis of the instrument, which is thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' is rotatable. For the positive fixing of thebevel gear 50 on thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' has thebevel gear 50 distal to the section 52 asection 54 with a rectangular peripheral contour. thissection 54 of thebevel gear 50 engages in a rectangular throughhole 56 one, that with thetool carriers 40 . 40 ' and 40 '' each at a directly distal side of thejoint part 14 arrangedbody 58 of thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' is trained.
Die Steuerung der Drehbewegung des Werkzeugträgers40,40‘ bzw.40‘‘ erfolgt über ein Seil60, welches die Betätigungsscheibe38 vollständig umschlingt und mittels eines an dem Seil60 befestigten Befestigungselements62, welches in eine an der Betätigungsscheibe38 ausgebildete Ausnehmung64 eingreift, an der Betätigungsscheibe38 formschlüssig festgelegt ist. Die beiden Enden des Seils60 bilden Seilzüge66 und68, die durch an dem Grundkörper6 des Endstücks4 des Schaftes2 ausgebildete Durchgangslöcher70 in den Schaft2 geführt sind und proximalseitig des Schaftes2 mit einer Steuerungseinrichtung derart vorgespannt wirkungsverbunden sind, dass der Werkzeugträger40,40‘ bzw.40‘‘ bei einer Zugbeanspruchung des Seilzugs66 in eine erste Richtung und bei einer Zugbeanspruchung des Seilzugs68 in eine hierzu entgegengesetzte Richtung um die zweite Gelenkachse des Instruments verdreht wird.The control of the rotational movement of thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' via arope 60 , which is theactuating disk 38 completely wraps around and by means of one on therope 60 fastenedfastener 62 , which in a at theoperating disc 38 trainedrecess 64 engages, on theactuating disk 38 is fixed positively. The two ends of therope 60form cables 66 and 68 which is due to themain body 6 of thetail 4 of the shaft 2 trained throughholes 70 in the shaft 2 are guided and proximal side of the shaft 2 are positively biased with a control device so that thetool carrier 40 . 40 ' respectively. 40 '' at a tensile stress of thecable 66 in a first direction and at a tensile stress of thecable 68 is rotated in a direction opposite thereto about the second hinge axis of the instrument.
Der Werkzeugträger40 des in den1 und2 dargestellten Instruments trägt ein Maulwerkzeug mit zwei Maulteilen72 und74. Die beiden Maulteile72 und74 weisen jeweils einen distalen Funktionsabschnitt76 zum Fassen von Körpergewebe oder Gegenständen, wie z.B. einer Nadel oder Nadel-Faden-Kombination, sowie zwei Lagerungskörper78 und80 auf, über welche die Maulteile72 und74 an dem Werkzeugträger40 angelenkt sind. Die Lagerungskörper78 und80 schließen sich proximalseitig an den Funktionsabschnitt76 des jeweiligen Maulteils72 bzw.74 an, wobei sie voneinander beabstandet im Bereich zweier Längskanten des Funktionsabschnitts76 angeordnet sind.Thetool carrier 40 in the 1 and 2 illustrated instrument carries a jaw tool with twojaws 72 and 74 , The twojaw parts 72 and 74 each have a distalfunctional section 76 for grasping body tissue or objects, such as a needle or needle-thread combination, as well as two bearingbodies 78 and 80 on, over which thejaws 72 and 74 on thetool carrier 40 are articulated. The bearingbody 78 and 80 close to the proximal end of thefunctional section 76 of therespective jaw part 72 respectively. 74 at, wherein they are spaced apart in the region of two longitudinal edges of thefunctional portion 76 are arranged.
Der Lagerungskörper78 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur auf und ist mit einer rechteckigen Durchbrechung82 ausgestattet. Der Lagerungskörper80 ist rechteckig ausgebildet, wobei er hinsichtlich seiner Abmessungen mit der an dem Lagerungskörper78 ausgebildeten Durchbrechung82 korrespondiert. An einer von dem Lagerungskörper78 abgewandten Außenseite des Lagerungskörpers80 ist ein mit dem Lagerungskörper80 starr verbundenes Kegelrad84 angeordnet. Durch den Lagerungskörper80 und das daran angeordnete Kegelrad84 erstreckt sich ein Durchgangsloch86.The bearingbody 78 has a substantially circular outer contour and is provided with arectangular opening 82 fitted. The bearing body 80 is rectangular in shape, with respect to its dimensions with the on the bearingbody 78 trainedopening 82 corresponds. At one of the bearingbody 78 remote outside of the bearing body 80 is one with the bearing body 80 rigidly connectedbevel gear 84 arranged. Through the bearing body 80 and the bevel gear arranged thereon 84 a through hole extends 86 ,
An dem Grundkörper58 des Werkzeugträgers40 sind an zwei einander gegenüberliegenden Seiten zwei Vorsprünge88 ausgebildet, welche sich axial nach distalwärts erstrecken. Zwischen diesen Vorsprüngen88 sind die Maulteile72 und74 an dem Werkzeugträger40 angelenkt. Hierzu sind an den Vorsprüngen88 hinsichtlich ihrer Größe und Lage korrespondierende Durchgangslöcher90 ausgebildet, welche zur Aufnahme eines Gelenkstiftes92 dienen. Auf den Gelenkstift92 sind die beiden Maulteile72 und74 derart gelagert, dass der Lagerungskörper80 des Maulteils72 in die Durchbrechung82 des Lagerungskörpers78 des Maulteils74 eingreift, während der Lagerungskörper80 des Maulteils74 in die Durchbrechung82 des Lagerungskörpers78 des Maulteils72 eingreift. Der Gelenkstift92 ist hierbei durch die an den Lagerungskörpern80 der Maulteile72 und74 ausgebildeten Durchgangslöcher86 geführt und bildet eine dritte Gelenkachse des Instruments, welche normal zu dessen zweiter Gelenkachse ausgerichtet ist.At thebase body 58 of thetool carrier 40 are two projections on twoopposite sides 88 formed, which extend axially distally. Between theseprojections 88 are thejaws 72 and 74 on thetool carrier 40 hinged. These are at theprojections 88 in terms of their size and location corresponding throughholes 90 formed, which for receiving ahinge pin 92 serve. On thehinge pin 92 are the twojaw parts 72 and 74 stored such that the bearing body 80 of thejaw part 72 in theopening 82 of the bearingbody 78 of thejaw part 74 engages while the bearing body 80 of thejaw part 74 in theopening 82 of the bearingbody 78 of thejaw part 72 intervenes. Thehinge pin 92 is here by the on the bearing bodies 80 thejaw parts 72 and 74 trained throughholes 86 guided and forms a third hinge axis of the instrument, which is aligned normal to the second hinge axis.
Zur Bewegungssteuerung der Maulteile72 und74 ist eine dritte Betätigungsscheibe94 drehbar auf dem Gelenkstift12 gelagert. An der Betätigungsscheibe94 ist ein Kegelrad96 drehfest festgelegt, indem ein an dem Kegelrad96 quer zu dessen Umlaufebene ausgerichteter rechteckiger Vorsprung98 in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Durchbrechung100 eingreift. Korrespondierend zur Rechteckform des Vorsprungs98 des Kegelrads96 weist die an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Durchbrechung100 eine rechteckige Außenkontur auf, so dass zwischen der Betätigungsscheibe94 und dem Kegelrad96 in Drehrichtung der Betätigungsscheibe94 ein Formschluss besteht.For the movement control of thejaw parts 72 and 74 is athird actuator disc 94 rotatable on thehinge pin 12 stored. At theactuating disk 94 is abevel gear 96 rotationally fixed by one on thebevel gear 96 aligned transversely to the orbital planerectangular projection 98 in one on theactuating disk 94 trainedopening 100 intervenes. Corresponding to the rectangular shape of theprojection 98 of thebevel gear 96 has the at theactuating disc 94 trained opening 100 a rectangular outer contour on, so that between theactuating disk 94 and thebevel gear 96 in the direction of rotation of the actuating disk 94 a positive connection exists.
Das mit der Betätigungsscheibe94 formschlüssig verbundene Kegelrad96 kämmt ein Kegelrad102. An einer von seiner Verzahnung abgewandten Seite des Kegelrads102 ist koaxial zur Mittelachse des Kegelrads102 ein zylindrischer Vorsprung104 ausgebildet, welcher in ein konzentrisch zur Mittelachse des Kegelrads50 durch das Kegelrad50 verlaufendes Durchgangsloch106 eingreift. Über den Vorsprung104 ist das Kegelrad102 relativ zu dem Kegelrad50 drehbar.That with theactuating disk 94 positively connectedbevel gear 96 combs abevel gear 102 , At a side of the bevel gear facing away from itstoothing 102 is coaxial with the center axis of the bevel gear 102 acylindrical projection 104 formed, which in a concentric with the central axis of thebevel gear 50 through thebevel gear 50 running throughhole 106 intervenes. About thelead 104 is thebevel gear 102 relative to thebevel gear 50 rotatable.
An einem in Einbaulage distalen Ende ist der Vorsprung104 des Kegelrads102 mit einem Stift108 verbunden, dessen von dem Kegelrad102 abgewandtes Ende aus dem Kegelrad50 distalseitig des Grundkörpers58 des Werkzeugträgers40 herausragt. An diesem Ende des Stiftes108 ist ein Kegelrad110 drehfest mit dem Stift108 verbunden, welches das an dem Lagerungskörper80 des Maulteils72 angeordnete Kegelrad84 und das an dem Lagerungskörper80 des Maulteils74 angeordnete Kegelrad84 kämmt.At a distal end in the installation position is theprojection 104 of thebevel gear 102 with apen 108 connected, whose from thebevel gear 102 opposite end of thebevel gear 50 distal side of themain body 58 of thetool carrier 40 protrudes. At this end of thepen 108 is abevel gear 110 rotatably with thepin 108 connected, which at the bearing body 80 of thejaw part 72 arrangedbevel gear 84 and that on the bearing body 80 of thejaw part 74 arrangedbevel gear 84 combs.
Zur Bewegungssteuerung der Maulteile72 und74 dient ein Seil112. Dieses Seil112 umschlingt die Betätigungsscheibe94 vollständig und ist mittels eines an dem Seil112 befestigten Befestigungselements114, welches in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Ausnehmung116 eingreift, formschlüssig mit der Betätigungsscheibe94 verbunden. Die beiden Enden des Seils112, welche Seilzüge118 und120 bilden, sind durch an dem Grundkörper6 des Endstücks4 des Schaftes2 ausgebildete Durchgangslöcher122 durch den Schaft2 nach proximalseitig des Schaftes2 geführt und dort derart mit einer Steuerungseinrichtung vorgespannt wirkungsverbunden, dass eine Zugbeanspruchung des Seilzugs118 eine Schwenkbewegung der Maulteile72 und74 hervorruft, bei der sich die Maulteile72 und74 voneinander wegbewegen, und eine Zugbeanspruchung des Seilzugs120 eine solche Schwenkbewegung der Maulteile72 und74 bewirkt, bei der sich die Maulteile72 und74 aufeinander zu bewegen.For the movement control of thejaw parts 72 and 74 serves arope 112 , Thisrope 112 wraps around theactuating disk 94 completely and is by means of one on therope 112 fastenedfastener 114 , which in one at theactuating disk 94 trainedrecess 116 engages, form-fitting with theactuating disk 94 connected. The two ends of therope 112 , whichcables 118 and 120 form through are on thebody 6 of thetail 4 of the shaft 2 trained throughholes 122 through the shaft 2 to the proximal side of the shaft 2 guided and biased there operatively connected to a control device that a tensile stress of the cable 118 a pivoting movement of thejaws 72 and 74 causing thejaws 72 and 74 move away from each other, and a tensile load of thecable 120 such a pivoting movement of thejaws 72 and 74 causes thejaws 72 and 74 to move towards each other.
Der Werkzeugträger40‘ des in den3 und4 dargestellten Instruments entspricht im Wesentlichen dem Werkzeugträger40 des in den1 und2 dargestellten Instruments, wobei an dem Grundkörper58 des Werkzeugträgers40‘ an zwei einander gegenüberliegenden Seiten zwei sich in distale Richtung erstreckende Vorsprünge88 ausgebildet sind. An den beiden Vorsprüngen88 sind in gleicher Lage gleichgroße Durchgangslöcher90 ausgebildet, durch die ein Gelenkstift92 geführt ist. Zwischen den Vorsprüngen88 sind an dem Werkzeugträger40‘ zwei Maulteile72‘ und74’ auf dem Gelenkstift92 schwenkbar gelagert. Die beiden Maulteile72‘ und74‘ weisen jeweils einen distalen Funktionsabschnitt76‘ auf, an dem sich proximalseitig ein Lagerungskörper78‘ anschließt. Mit den Lagerungskörpern78‘ sind die Maulteile72‘ und74‘ auf dem Gelenkstift92 gelagert, wobei an den voneinander abgewandten Außenseiten der Lagerungskörper78’ jeweils eine Riemenscheibe124 auf den Gelenkstift92 drehbar gelagert ist.The tool carrier 40 ' in the 3 and 4 The instrument shown essentially corresponds to thetool carrier 40 in the 1 and 2 illustrated instrument, wherein on thebase body 58 of the tool carrier 40 ' on two opposite sides two distally extendingprojections 88 are formed. At the twoprojections 88 are in the same situation the same size throughholes 90 formed by ahinge pin 92 is guided. Between theprojections 88 are on the tool carrier 40 ' two jaws 72 ' and 74 ' on thehinge pin 92 pivoted. The two jaw parts 72 ' and 74 ' each have a distal functional section 76 ' on, on the proximal side of a bearing body 78 ' followed. With the bearing bodies 78 ' are the jaws 72 ' and 74 ' on thehinge pin 92 stored, wherein at the opposite outer sides of the bearing body 78 ' one pulley each 124 on thehinge pin 92 is rotatably mounted.
Identisch zu dem in den1 und2 dargestellten Instrument ist auch bei dem in den3 und4 dargestellten Instrument zur Bewegungssteuerung der Maulteile72‘ und74‘ eine dritte Betätigungsscheibe94 mit einem drehfest daran festgelegten Kegelrad96 drehbar auf dem Gelenkstift12 des Endstücks4 des Schaftes2 gelagert. Die Festlegung des Kegelrads96 an der Betätigungsscheibe94 erfolgt dadurch, dass ein an dem Kegelrad96 quer zu dessen Umlaufebene ausgerichteter rechteckiger Vorsprung98 in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Durchbrechung100 eingreift, wobei durch eine mit der Außenkontur des Vorsprungs98 korrespondierende Außenkontur der Durchbrechung100 ein Formschluss zwischen dem Kegelrad96 und der Betätigungsscheibe94 geschaffen wird.Identical to the one in the 1 and 2 shown instrument is also in the in the 3 and 4 illustrated instrument for controlling the movement of the jaw parts 72 ' and 74 ' athird actuating disk 94 with a conically fixedbevel gear 96 rotatable on thehinge pin 12 of thetail 4 of the shaft 2 stored. The definition of thebevel gear 96 at theactuating disc 94 takes place in that one on thebevel gear 96 aligned transversely to the orbital planerectangular projection 98 in one on theactuating disk 94 trainedopening 100 engages, wherein by a with the outer contour of theprojection 98 corresponding outer contour of the opening 100 a positive connection between thebevel gear 96 and theactuating disk 94 is created.
Das mit der Betätigungsscheibe94 formschlüssig verbundene Kegelrad96 ist mit einem Kegelrad102 in Eingriff. An einer von seiner Verzahnung abgewandten Seite des Kegelrads102 ist koaxial zur Mittelachse des Kegelrads102 ein zylindrischer Vorsprung104 ausgebildet, welcher in ein konzentrisch zur Mittelachse des Kegelrads50 durch das Kegelrad50 verlaufendes Durchgangsloch106 eingreift. Über den Vorsprung104 ist das Kegelrad102 relativ zu dem Kegelrad50 drehbar.That with theactuating disk 94 positively connectedbevel gear 96 is with abevel gear 102 engaged. At a side of the bevel gear facing away from itstoothing 102 is coaxial with the center axis of the bevel gear 102 acylindrical projection 104 formed, which in a concentric with the central axis of thebevel gear 50 through thebevel gear 50 running throughhole 106 intervenes. About thelead 104 is thebevel gear 102 relative to thebevel gear 50 rotatable.
An einem distalen Ende ist der Vorsprung104 des Kegelrads102 mit einem Stift108 verbunden, dessen von dem Kegelrad102 abgewandtes Ende aus dem Kegelrad50 distalseitig des Grundkörpers58 des Werkzeugträgers40‘ herausragt. An diesem Ende des Stiftes108 ist eine Riemenscheibe126 drehfest mit dem Stift108 verbunden. Die Riemenscheibe126 wird von einem Riemen128 umschlungen, welcher auch die beiden Riemenscheiben124 sowie eine Umlenkscheibe130 umschlingt, deren Mittelachse B normal zu einer Mittelachse A des Werkzeugträgers40‘ ausgerichtet ist.At a distal end is theprojection 104 of thebevel gear 102 with apen 108 connected, whose from thebevel gear 102 opposite end of thebevel gear 50 distal side of themain body 58 of the tool carrier 40 ' protrudes. At this end of thepen 108 is apulley 126 rotatably with thepin 108 connected. Thepulley 126 is from abelt 128 which is also the twopulleys 124 and adeflection pulley 130 wraps around, the center axis B normal to a central axis A of the tool carrier 40 ' is aligned.
Der Riemen128 ist sowohl an der Riemenscheibe126 als auch an den beiden Riemenscheiben124 formschlüssig festgelegt. Zur Festlegung an der Riemenscheibe126 ist an dem Riemen128 ein Befestigungselement132 vorgesehen, welches in eine an der Riemenscheibe126 ausgebildete Ausnehmung134 eingreift. Die Festlegung des Riemens128 an den Riemenscheiben124 erfolgt über zwei weitere an dem Riemen128 angeordnete Befestigungselemente136. Jedes dieser Befestigungselemente136 greift in eine an den beiden Riemenscheiben124 ausgebildete Ausnehmung138 ein, wobei es gleichzeitig auch in eine an dem der Riemenscheibe124 benachbarten Lagerungskörper78‘ der Maulteile72‘ und74‘ ausgebildete Ausnehmung140 eingreift, wodurch die Riemenscheibe124 mit dem ihr benachbarten Maulteil72‘ bzw.74‘ bewegungsgekoppelt wird.Thebelt 128 is both on thepulley 126 as well as on the twopulleys 124 positively fixed. For fixing to thepulley 126 is on the belt 128 afastener 132 provided, which in one at thepulley 126 trainedrecess 134 intervenes. The determination of thebelt 128 on thepulleys 124 done over two more on thebelt 128 arrangedfasteners 136 , Each of thesefasteners 136 engages in one of the twopulleys 124 trained recess 138 a, at the same time in one of thepulley 124 adjacent bearing body 78 ' the jaw parts 72 ' and 74 ' trainedrecess 140 engages, causing thepulley 124 with her mouth part adjacent 72 ' respectively. 74 ' motion coupled.
Wie bei dem in den1 und2 dargestellten Instrument umschlingt auch bei den in den3 und4 dargestellten Instrument ein Seil112 vollständig die Betätigungsscheibe94, wobei das Seil112 mittels eines daran angeordneten Befestigungselements114, welches in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Ausnehmung116 eingreift, formschlüssig mit der Betätigungsscheibe94 verbunden ist. Die beiden Enden des Seils112, welche die Seilzüge118 und120 bilden, sind durch an dem Grundkörper6 des Endstücks4 des Schaftes2 ausgebildete Durchgangslöcher122 durch den Schaft nach proximalseitig des Schaftes2 geführt und dort derart mit einer Steuerungseinrichtung vorgespannt wirkungsverbunden, dass eine Zugbeanspruchung des Seilzugs118 eine Schwenkbewegung der Maulteile72‘ und74‘ hervorruft, bei der sich die Maulteile72‘ und74‘ voneinander wegbewegen, und eine Zugbeanspruchung des Seilzugs120 eine solche Schwenkbewegung der Maulteile72‘ und74‘ bewirkt, bei der sich die Maulteile72‘ und74‘ aufeinander zubewegen.Like the one in the 1 and 2 shown instrument also wraps around in the 3 and 4 Instrument shown arope 112 completely theactuating disk 94 , where therope 112 by means of a fastening element arranged thereon 114 , which in one at theactuating disk 94 trainedrecess 116 engages, form-fitting with theactuating disk 94 connected is. The two ends of therope 112 which thecables 118 and 120 form through are on thebody 6 of thetail 4 of the shaft 2 trained throughholes 122 through the shaft to the proximal side of the shaft 2 guided and biased there operatively connected to a control device that a tensile stress of the cable 118 a pivoting movement of the jaws 72 ' and 74 ' causing the jaws 72 ' and 74 ' Move away from each other, and a tensile stress on thecable 120 such a pivoting movement of the jaws 72 ' and 74 ' causes the jaws 72 ' and 74 ' move towards each other.
Der Werkzeugträger40‘‘ des in den5 und6 dargestellten Instruments weist distalseitig seines Grundkörpers58 in einer Ebene, in welcher eine Mittelachse A des Werkzeugträgers40‘‘ liegt, einen sich in distale Richtung erstreckenden Steg142 auf, an welchem zwei Maulteile72‘‘ und74‘‘ schwenkbar gelagert sind. Die beiden Maulteile72‘‘ und74‘‘ weisen jeweils einen distalen Funktionsabschnitt76‘‘ auf, an den sich proximalseitig ein Lagerungskörper78‘‘ anschließt.The tool carrier 40 '' in the 5 and 6 shown instrument has distal side of hismain body 58 in a plane in which a central axis A of the tool carrier 40 '' lies, adistally extending web 142 on which two jaws 72 '' and 74 '' are pivotally mounted. The two jaw parts 72 '' and 74 '' each have a distal functional section 76 '' on, on the proximal side a bearing body 78 '' followed.
Mit den Lagerungsabschnitten78‘‘ sind die beiden Maulteile72‘‘ und74‘‘ an einem Gelenkstift144 gelagert, der an dem Steg142 durch ein in dem Bereich des distalen Endes des Stegs142 ausgebildetes Durchgangsloch146 hindurch geführt ist, so dass an jede Flachseite des Stegs142 angrenzend jeweils eines der beiden Maulteile72‘‘ und74‘‘ angeordnet ist. Der Gelenkstift144 bildet eine dritte Gelenkachse des in den5 und6 dargestellten Instruments. With the storage sections 78 '' are the two jaw parts 72 '' and 74 '' on ahinge pin 144 stored at thefootbridge 142 by in the region of the distal end of theweb 142 trained throughhole 146 passed through, so that on each flat side of theweb 142 adjacent each one of the two jaw parts 72 '' and 74 '' is arranged. Thehinge pin 144 forms a third hinge axis of the in the 5 and 6 represented instruments.
Übereinstimmend zu dem in den1 und2 dargestellten Instrument und zu dem in den3 und4 dargestellten Instrument ist auch bei dem in den5 und6 dargestellten Instrument zur Bewegungssteuerung der Maulteile72‘‘ und74‘‘ eine dritte Betätigungsscheibe94 mit einem drehfest daran festgelegten Kegelrad96 drehbar auf dem Gelenkstift12 des Endstücks4 des Schaftes2 gelagert. Die Festlegung des Kegelrads96 an der Betätigungsscheibe94 erfolgt dadurch, dass ein an dem Kegelrad96 quer zu dessen Umlaufebene ausgerichteter rechteckiger Vorsprung98 in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Durchbrechung100 eingreift, wobei durch eine mit der Außenkontur des Vorsprungs98 korrespondierende Außenkontur der Durchbrechung100 ein Formschluss zwischen dem Kegelrad96 und der Betätigungsscheibe94 geschaffen wird.Consistent with that in the 1 and 2 and the instrument described in the 3 and 4 shown instrument is also in the in the 5 and 6 illustrated instrument for controlling the movement of the jaw parts 72 '' and 74 '' athird actuating disk 94 with a conically fixedbevel gear 96 rotatable on thehinge pin 12 of thetail 4 of the shaft 2 stored. The definition of thebevel gear 96 at theactuating disc 94 takes place in that one on thebevel gear 96 aligned transversely to the orbital planerectangular projection 98 in one on theactuating disk 94 trainedopening 100 engages, wherein by a with the outer contour of theprojection 98 corresponding outer contour of the opening 100 a positive connection between thebevel gear 96 and theactuating disk 94 is created.
Das mit der Betätigungsscheibe94 formschlüssig verbundene Kegelrad96 ist mit einem Kegelrad102 in Eingriff. An einer von seiner Verzahnung abgewandten Seite des Kegelrads102 ist koaxial zur Mittelachse des Kegelrads102 ein zylindrischer Vorsprung104 ausgebildet, welcher in ein konzentrisch zur Mittelachse des Kegelrads50 durch das Kegelrad50 verlaufendes Durchgangsloch106 eingreift. Über den Vorsprung104 ist das Kegelrad102 relativ zu dem Kegelrad50 drehbar.That with theactuating disk 94 positively connectedbevel gear 96 is with abevel gear 102 engaged. At a side of the bevel gear facing away from itstoothing 102 is coaxial with the center axis of the bevel gear 102 acylindrical projection 104 formed, which in a concentric with the central axis of thebevel gear 50 through thebevel gear 50 running throughhole 106 intervenes. About thelead 104 is thebevel gear 102 relative to thebevel gear 50 rotatable.
An einem distalen Ende ist der Vorsprung104 des Kegelrads102 mit einem Stift108 verbunden, dessen von dem Kegelrad102 abgewandtes Ende aus dem Kegelrad50 distalseitig des Grundkörpers58 des Werkzeugträgers40‘‘ herausragt. An diesem Ende des Stiftes108 ist eine im Bereich einer an dem Steg142 des Werkzeugträgers40‘‘ angrenzend an den Grundkörper58 ausgebildeten Durchbrechung, welche aus der Zeichnung nicht ersichtlich ist, eine Kulissenscheibe148 drehfest mit dem Stift108 verbunden. Zu diesem Zweck ist an der Kulissenscheibe148 ein rechteckiges Durchgangsloch150 ausgebildet, in welches der Stift108, welcher distalseitig einen mit dem Durchgangsloch150 korrespondierenden rechteckigen Querschnitt aufweist, eingreift. Durch eine Drehung des Stiftes108 relativ zu dem Werkzeugträger40‘‘ wird die Kulissenscheibe148 relativ zu dem Werkzeugträger40‘‘ verschwenkt.At a distal end is theprojection 104 of thebevel gear 102 with apen 108 connected, whose from thebevel gear 102 opposite end of thebevel gear 50 distal side of themain body 58 of the tool carrier 40 '' protrudes. At this end of thepen 108 is one in the area one at thefootbridge 142 of the tool carrier 40 '' adjacent to thebody 58 trained aperture, which is not apparent from the drawing, alink plate 148 rotatably with thepin 108 connected. For this purpose is on the link plate 148 a rectangular throughhole 150 trained, in which thepin 108 , which distal one with the throughhole 150 corresponding rectangular cross-section, engages. By turning thepin 108 relative to the tool carrier 40 '' becomes thebackdrop disc 148 relative to the tool carrier 40 '' pivoted.
An der Kulissenscheibe148 sind ausgehend von zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Kulissenscheibe148, welche an dem Steg142 an zwei voneinander abgewandten Außenseiten herausragen, zwei Ausnehmungen152 ausgebildet. In eine dieser Ausnehmungen152 greift ein an dem Lagerungskörper78‘‘ des Maulteils72‘‘ proximalseitig angeordneter Stift ein, welcher einen Mitnehmer154 bildet, während in die andere Ausnehmung152 der Kulissenscheibe148 ein einen Mitnehmer156 bildender Stift eingreift, welcher an dem Lagerungskörper78‘‘ des Maulteils74‘‘ proximalseitig angeordnet ist. Durch das Eingreifen der an den Maulteilen72‘‘ und74‘‘ ausgebildeten Mitnehmer154 sowie156 in die Ausnehmungen152 der Kulissenscheibe148 wird bewirkt, das bei einer Schwenk- bzw. Drehbewegung der Kulissenscheibe148 die Maulteile72‘‘ und74‘‘ in Abhängigkeit von der Schwenk- bzw. Drehrichtung der Kulissenscheibe148 entweder voneinander weg geschwenkt werden oder aufeinander zu geschwenkt werden.On thelink disc 148 are starting from two opposite sides of thelink plate 148 , which at thefootbridge 142 protrude on two outer sides facing away from each other, tworecesses 152 educated. In one of theserecesses 152 engages the bearing body 78 '' of the jaw part 72 '' The proximal end arranged pin, which adriver 154 forms while in theother recess 152 the link disc 148 atakeaway 156 forming pin engages, which on the bearing body 78 '' of the jaw part 74 '' is arranged on the proximal side. By the intervention of the jaw parts 72 '' and 74 '' traineddriver 154 such as 156 in therecesses 152 thelink disc 148 is effected, the case of a pivoting or rotational movement of thelink plate 148 the jaws 72 '' and 74 '' depending on the direction of rotation or rotation of thelink plate 148 either be pivoted away from each other or pivoted towards each other.
Zur Erzeugung einer solchen Schwenk- bzw. Drehbewegung der Kulissenscheibe148 umschlingt auch bei den in den5 und6 dargestellten Instrument ein Seil112 vollständig die Betätigungsscheibe94, wobei das Seil112 mittels eines daran angeordneten Befestigungselements114, welches in eine an der Betätigungsscheibe94 ausgebildete Ausnehmung116 eingreift, formschlüssig mit der Betätigungsscheibe94 verbunden ist. Die beiden Enden des Seils112, welche Seilzüge118 und120 bilden, sind durch an dem Grundkörper6 des Endstücks4 des Schaftes2 ausgebildete Durchgangslöcher122 durch den Schaft nach proximalseitig des Schaftes2 geführt und dort derart mit einer Steuerungseinrichtung vorgespannt wirkungsverbunden, dass eine Zugbeanspruchung des Seilzugs118 eine Schwenkbewegung der Maulteile72‘‘ und74‘‘ hervorruft, bei der sich die Maulteile72‘‘ und74‘‘ auf einander zu bewegen, und eine Zugbeanspruchung des Seilzugs120 eine solche Schwenkbewegung der Maulteile72‘‘ und74‘‘ bewirkt, bei der sich die Maulteile72‘‘ und74‘‘ voneinander weg bewegen.To generate such a pivoting or rotational movement of thelink plate 148 also wraps around in the 5 and 6 Instrument shown arope 112 completely theactuating disk 94 , where therope 112 by means of a fastening element arranged thereon 114 , which in one at theactuating disk 94 trainedrecess 116 engages, form-fitting with theactuating disk 94 connected is. The two ends of therope 112 , whichcables 118 and 120 form through are on thebody 6 of thetail 4 of the shaft 2 trained throughholes 122 through the shaft to the proximal side of the shaft 2 guided and biased there operatively connected to a control device that a tensile stress of the cable 118 a pivoting movement of the jaws 72 '' and 74 '' causing the jaws 72 '' and 74 '' to move on each other, and a tensile load of thecable 120 such a pivoting movement of the jaws 72 '' and 74 '' causes the jaws 72 '' and 74 '' move away from each other.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Schaft shaft
- 44
- Endstück tail
- 66
- Grundkörper body
- 88th
- Vorsprung head Start
- 1010
- Durchgangsloch Through Hole
- 1212
- Gelenkstift pintle
- 1414
- Gelenkteil joint part
- 1616
- Grundkörper body
- 1818
- Durchgangsloch Through Hole
- 2020
- Vorsprung head Start
- 2222
- Durchgangsloch Through Hole
- 2424
- Betätigungsscheibe operating disc
- 2626
- Seil rope
- 28 28
- Befestigungselement fastener
- 3030
- Ausnehmung recess
- 3232
- Seilzug cable
- 3434
- Seilzug cable
- 3636
- Durchgangsloch Through Hole
- 3838
- Betätigungsscheibe operating disc
- 40, 40‘, 40‘‘40, 40 ', 40' '
- Werkzeugträgertool carrier
- 4242
- Kegelrad bevel gear
- 4444
- Vorsprung head Start
- 4646
- Durchbrechung perforation
- 4848
- Durchgangsloch Through Hole
- 5050
- Kegelrad bevel gear
- 5252
- Abschnitt section
- 5454
- Abschnitt section
- 5656
- Durchgangsloch Through Hole
- 5858
- Grundkörper body
- 6060
- Seil rope
- 6262
- Befestigungselement fastener
- 6464
- Ausnehmung recess
- 6666
- Seilzug cable
- 6868
- Seilzug cable
- 7070
- Durchgangsloch Through Hole
- 72, 72‘, 72‘‘72, 72 ', 72' '
- Maulteil jaw
- 74, 74‘, 74‘‘74, 74 ', 74' '
- Maulteil jaw
- 76, 76‘, 76‘‘76, 76 ', 76' '
- Funktionsabschnitt function section
- 78, 78‘, 78‘‘78, 78 ', 78' '
- Lagerungskörper storage body
- 8080
- Lagerungskörper storage body
- 8282
- Durchbrechung perforation
- 8484
- Kegelrad bevel gear
- 8686
- Durchgangsloch Through Hole
- 8888
- Vorsprung head Start
- 9090
- Durchgangsloch Through Hole
- 9292
- Gelenkstift pintle
- 9494
- Betätigungsscheibe operating disc
- 9696
- Kegelrad bevel gear
- 9898
- Vorsprung head Start
- 100100
- Durchbrechung perforation
- 102102
- Kegelrad bevel gear
- 104104
- Vorsprung head Start
- 106106
- Durchgangsloch Through Hole
- 108108
- Stift pen
- 110110
- Kegelrad bevel gear
- 112112
- Seil rope
- 114114
- Befestigungselement fastener
- 116116
- Ausnehmung recess
- 118118
- Seilzug cable
- 120120
- Seilzug cable
- 122122
- Durchgangsloch Through Hole
- 124124
- Riemenscheibe pulley
- 126126
- Riemenscheibe pulley
- 128128
- Riemen belt
- 130130
- Umlenkscheibe deflection plate
- 132132
- Befestigungselement fastener
- 134134
- Ausnehmung recess
- 136136
- Befestigungselement fastener
- 138138
- Ausnehmung recess
- 140140
- Ausnehmung recess
- 142142
- Steg web
- 144144
- Gelenkstift pintle
- 146146
- Durchgangsloch Through Hole
- 148148
- Kulissenscheibe link disk
- 150150
- Durchgangsloch Through Hole
- 152152
- Ausnehmung recess
- 154154
- Mitnehmer takeaway
- 156156
- Mitnehmer takeaway
- AA
- Mittelachse central axis
- BB
- Mittelachse central axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10330604 A1[0004, 0005, 0005]DE 10330604 A1[0004, 0005, 0005]
