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    • 专利摘要:
    Im Schraubenkopf (10) einer Schraube (1) ist eine Aufnahme (11) vorgesehen, die in Umfangsrichtung angeordnete Aussparungen (110) aufweist. Die Aussparungen (110) weisen jeweils einen in Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach aussen weisenden Klemmbereich (111) auf. Die Erzeugende des Klemmbereichs (11) ist - in einer Ebene senkrecht zur Mittellängsachse (13) der Aufnahme (11) betrachtet - ein konstanter Radius (R), dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachse (13) der Aufnahme (11) liegt. In Umfangsrichtung betrachtet, sind jeweils zu beiden Seiten des Klemmbereichs (111) von dem Klemmbereich (111) verschiedene Kraftübertragungsbereiche (112) vorgesehen, deren Verlauf signifikant von der Umfangsrichtung abweicht.
    公开号:DE102004026769A1
    申请号:DE200410026769
    申请日:2004-06-02
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Joachim Pfefferle；Matthias Walter；Hermann Zeuner
    申请人:Medartis AG；
    IPC主号:B25B15-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Schraube und ein Werkzeug zum Ein- oderAusdrehen einer Schraube gemässdem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs.
    [0002] DerartigeWerkzeuge dienen ganz allgemein dem Ein- und Ausdrehen von Schrauben,und kommen unter anderem auch auf dem Gebiet der Traumatologie,der Handchirurgie oder der Mund-, Kiefer- oder Gesichtschirurgiezum Einsatz, wo beispielsweise Knochensegmente in einer bestimmtenArt und Weise positioniert und mit Hilfe von Knochenplatten undKnochenschrauben in gewünschterWeise fixiert werden sollen, damit sie in dieser Position wiederzusammenwachsen können.Beim Ein- und Ausdrehen der Knochenschrauben kommen dabei die genanntenWerkzeuge zum Einsatz.
    [0003] Beiden Schrauben haben sich auf diesem Gebiet unter anderem sogenannteTORX®-Schrauben(z.B. Schrauben mit einem Innenvielrund als Aufnahme, siehe z.B. 1) bewährt. Diese Schrauben weisenin ihrem Schraubenkopf 10 eine Aufnahme 11 miteiner etwa sternartigen Kontur mit vollständig abgerundeten "Zacken" (Aussparungen) auf,wie dies in 1 gezeigtist. Bei dem in 1 gezeigtenInnenvielrund handelt es sich hier speziell um einen Innensechsrund.
    [0004] Wieaus 2 (stark vergrösserte Darstellungeines Ausschnitts aus 1)zu erkennen ist, weist der Kopf 20 des zugehörigen Schraubendrehersin Umfangsrichtung betrachtet eine zu der Kontur der Aufnahme 11 inetwa komplementäreKontur mit vollständigabgerundeten Vorsprüngen (imbeschriebenen Fall also einen Aussenvielrund, insbesondere einenAussensechsrund) auf. In Längsrichtungbetrachtet (hier nicht erkennbar) ist der Kopf an seinem freienEnde übereinen wesentlichen Teil konisch zulaufend ausgebildet, wodurch dieSchraube auf den Schraubendreherkopf aufgesteckt und auf dem Schraubendreherkopfverklemmt werden kann.
    [0005] DiesesVerklemmen der Aufnahme der Schraube auf dem Schraubendreherkopfkann man gut aus 2 entnehmen.Die abgerundeten Aussparungen (der Innensechsrund) der Aufnahme 11 derSchraube weisen dabei im relevanten Bereich einen Radius R2 auf,währenddie abgerundeten Vorsprünge(der Aussensechsrund) des Schraubendreherkopfs 20 dorteinen Radius R1 aufweisen, der kleiner ist als der Radius R2. Wieman ebenfalls erkennt, sind die Fusspunkte der Radien R2 und R1verschieden (der Fusspunkt des kleineren Radius R1 liegt näher zu demOrt, in welchem der Aussensechsrund des Schraubendreherkopfs 20 undder Innensechsrund der Aufnahme 11 der Schraube ineinandereingreifen und die Klemmung bewirken). Somit kann der Schraubendreherkopf 20 leichtin die Aufnahme 11 der Schraube hinein eingeführt undmit der Aufnahme 11 verklemmt werden, wobei es sich strenggenommen (keine Verformbarkeit des Materials der Schraube angenommen,der Kopf des Schraubendrehers ist ohnehin gehärtet) um einen punktförmigen bzw.in Längsrichtungder Schraube betrachtet allenfalls linienförmigen Kontakt handelt, deraber aufgrund der Elastizitätdes Materials der Schraube (typischerweise Titan bzw. Titanlegierungen)zu einem flächigenKontakt – wennauch von geringer Ausdehnung – führt.
    [0006] Istnun die Schraube mit der Aufnahme 11 auf dem Schraubendreherkopf 20 aufgesteckt(siehe 2) und geklemmt,kann sie sich nicht mehr selbsttätigvom Schraubendreherkopf 20 lösen. Dadurch kann der operierendeArzt nach dem Aufstecken und Verklemmen der Schraube mit einer Hand denSchraubendreher mit der auf dem Schraubendreherkopf aufgestecktenSchraube halten und betätigen,währender die andere Hand zur Verfügung hat,um beispielsweise ein Knochensegment in einer gewünschtenPosition zu halten. Hieran erkennt man bereits, dass bei solchenOperationen ein gutes Handling der einzelnen Komponenten (hier:der Knochenschrauben) fürden operierenden Arzt von ganz entscheidender Bedeutung ist, weildadurch die Operation sowohl erleichtert als auch effizienter gestaltet wird.
    [0007] BeimEindrehen bzw. Ausdrehen einer Knochenschraube in ein Knochensegmentbzw. aus einem Knochensegment müssenKräfteauf die Schraube übertragenwerden, um eine Drehung der Schraube zu bewirken. Dies führt beider anhand von 2 beschriebenenKlemmung zwischen Schraubendreherkopf 20 und Aufnahme 11 derSchraube dazu, dass der Aussensechsrund des Schraubendreherkopfs 20 sichrelativ zu dem Innensechsrund der Aufnahme 11 in Umfangsrichtungverschiebt, wie dies in 3 zuerkennen ist. Der Pfeil T gibt dabei die Richtung an, in welcherder Schraubendreherkopf 20 bewegt wird, während diegestrichelte Linie den ursprünglichenVerlauf des Innensechsrunds der Aufnahme 11 der Schraubewiedergibt. Bei der Grösse derKräfte,wie sie üblicherweisebeim Eindrehen von Knochenschrauben aufgebracht werden müssen, undbei den üblichenMaterialien der Schrauben (Titan bzw. Titanlegierungen), reichtdie Reibung am Ort der Klemmung der Schraube nicht zur Übertragung derjenigenKräfteaus, die zum Drehen der Schraube benötigt werden, der Aussensechsrunddes Schraubendreherkopfs 20 verschiebt sich mithin relativzu dem Innensechsrund der Aufnahme 11. Als Folge kommtes zu Verformungen des Innensechsrunds (also der Innenkontur derAufnahme 11), die nicht mehr im Bereich elastischer Verformungenliegen, sondern bereits plastische Verformungen darstellen. Dieswird beim Betrachten von 3 gutersichtlich, weil beim Verdrehen des Schraubendreherkopfs 20 relativzu der Aufnahme 11 z.B. der am weitesten radial aussenliegende Punkt des Aussensechsrunds (der Ort, wo die Klemmung erfolgt)sofort nach Beginn des Verdrehens sich in Umfangsrichtung relativ zumInnensechsrund verschiebt, wobei der Abstand der Kontur des Innensechsrundsvon der Mittellängsachseabnimmt.
    [0008] DerInnensechsrund wird also plastisch verformt. Insbesondere z.B. beider Handchirurgie oder auch bei sonstigen chirurgischen Anwendungen,wo Knochenschrauben im Laufe einer Operation repositioniert werdenmüssen,um beispielsweise eine optimale Positionierung einzelner Knochensegmenterelativ zueinander zu erlauben (z.B. mit Hilfe einer Knochenplatte),um einen optimalen Erfolg der Operation zu erzielen, kann durcheine solche plastische Verformung der Aufnahme ein erneutes Eindrehenoder Ausdrehen der Schraube stark erschwert bzw. sogar unmöglich werden.
    [0009] Hiersetzt die vorliegende Erfindung an, deren Aufgabe es ist, diesbezüglich Verbesserungen vorzuschlagen.
    [0010] DieseAufgabe wird durch eine Schraube bzw. durch ein Werkzeug, wie sieim jeweiligen unabhängigenPatentanspruch vorgeschlagen werden, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergebensich jeweils aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
    [0011] Insbesondereweisen bei der erfindungsgemässenSchraube die Aussparungen jeweils einen in Umfangsrichtung verlaufenden,radial nach aussen weisenden Klemmbereich auf, dessen Erzeugende – in einerEbene senkrecht zur Mittellängsachseder Aufnahme betrachtet – einkonstanter Radius ist, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachseder Aufnahme liegt. In Umfangsrichtung betrachtet sind jeweils zubeiden Seiten des Klemmbereichs von dem Klemmbereich verschiedeneKraftübertragungsbereichevorgesehen, deren Verlauf signifikant von der Umfangsrichtung abweicht.Durch diese Massnahme wird selbst bei einem ansonsten gleichen Schraubendreherkopfwie in 2, speziell aberim Zusammenwirken mit dem Werkzeugkopf des erfindungsgemässen Werkzeugs,eine plastische Verformung der Kontur der Aufnahme beim Eindrehenbzw. Ausdrehen der Schraube verhindert. Somit kann die Schraubebeispielsweise nach erfolgtem Ausdrehen wieder vom Werkzeugkopfabgenommen und anschliessend wieder selbsthaltend auf den Werkzeugkopfaufgesteckt werden. Zudem wird quasi eine Entkopplung der Übertragungder Klemmkräfteund der Übertragungder Kräftezur Erzeugung des Drehmoments erreicht, sodass auch nach Beendigungdes Eindrehens bzw. Ausdrehens der Schraube der Werkzeugkopf ohnegrössereSchwierigkeiten wieder aus der Aufnahme heraus geführt werdenkann.
    [0012] DieAufnahme kann dabei in Längsrichtung derSchraube betrachtet zylindrisch ausgebildet sein, was die Herstellungvereinfacht.
    [0013] DieAufnahme kann dabei im wesentlichen als Innenvielrund ausgebildetsein, insbesondere als Innensechsrund, dessen Aussparungen jedochjeweils mit den radial nach aussen weisenden Klemmbereichen versehensind. Dadurch kann insbesondere im Zusammenhang mit einem entsprechenden Werkzeugkopfeine besonders gute Entkopplung bei der Übertragung der Klemmkräfte undder Kräftezur Erzeugung des Drehmoments erreicht werden und gleichzeitig eineplastische Verformung der Aufnahme beim Eindrehen bzw. Ausdrehender Schraube vermieden werden.
    [0014] Wiebereits erwähnt,kann eine wie vorstehend beschriebene Schraube als Knochenschraube ausgebildetsein, wobei aber die Erfindung keineswegs auf dieses Anwendungsgebietbeschränktist, nur liegt hier eben ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebietder erfindungsgemässenSchraube.
    [0015] Beidem erfindungsgemässenWerkzeug, welches z.B. als Schraubendreher ausgebildet sein kann,weisen die Vorsprünge(analog zu der Aufnahme der Schraube) jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende,radial nach aussen weisende Klemmfläche auf, deren Erzeugende – in einerEbene senkrecht zur Mittellängsachsedes Werkzeugkopfs betrachtet – einkonstanter Radius ist, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachsedes Werkzeugskopfs liegt. Zu beiden Seiten der Klemmflächen sindjeweils von den Klemmflächenverschiedene Kraftübertragungsflächen vorgesehen.Dadurch kann speziell im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Schraubeund deren Aufnahme eine plastische Verformung der Aufnahme der Schraubebeim Eindrehen bzw. Ausdrehen vermieden werden. Ausserdem wird ebenfallseine Entkopplung der Übertragungder Klemmkräfteund der Übertragungder Kräftezur Erzeugung des Drehmoments erreicht, sodass auch nach Beendigungdes Eindrehens bzw. Ausdrehens der Schraube der Werkzeugkopf ohnegrössere Schwierigkeitenwieder aus der Aufnahme heraus geführt werden kann.
    [0016] DerWerkzeugkopf kann einen sich an dasjenige Ende des sich verjüngendenTeils mit dem geringeren Aussendurchmesser anschliessenden ersten zylindrischenTeil umfassen, der einen geringeren Aussendurchmesser aufweist alsder Innendurchmesser der Aufnahme der Schraube. Ein solcher quasireduzierter Aussendurchmesser in diesem ersten zylindrischen Teildes Werkzeugkopfs erleichtert das Einführen des Werkzeugkopfs in dieAufnahme, wobei im Bereich des ersten zylindrischen Teils keine Klemmungerfolgt, sondern im Bereich des ersten zylindrischen Teils lediglichKräftezur Erzeugung des Drehmoments auf die Schraube übertragen werden können.
    [0017] Beieiner Weiterbildung weist der Werkzeugkopf einen zweiten zylindrischenTeil auf, der sich an dasjenige Ende des sich verjüngendenTeils mit dem grösserenAussendurchmesser anschliesst, wobei dieser zweite zylindrischeTeil einen grösserenAussendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Aufnahmeder Schraube. Dieses Ausführungsbeispielist von der herstellungstechnischen Seite gut beherrschbar, weiles im Prinzip zwei grundsätzlich zylindrischeKernbereiche aufweist und einen zwischen diesen Bereichen liegendensich verjüngenden(z.B. konisch zulaufenden) Bereich. Diese Bereiche können zunächst aneinem Rohling hergestellt werden, bevor dann ggf. in den jeweiligen Bereichen diejeweilige Kontur vorgesehen wird.
    [0018] Weiterhinkann zum freien Ende des Werkzeugkopfs hin eine Fase vorgesehensein. Diese Fase ist von grossem Nutzen beim Hineingleiten des Werkzeugkopfsin die Aufnahme der Schraube bzw. bei der Zentrierung der Schraubeauf dem Werkzeugkopf. Gerade bei den von den absoluten Abmessungenher sehr kleinen Schrauben ist dies ein ganz wesentlicher Vorteil,weil der Werkzeugkopf sehr viel einfacher die Aufnahme einer Schraube "findet".
    [0019] DieFase kann sich direkt an dasjenige Ende des sich verjüngendenTeils mit dem geringeren Aussendurchmesser anschliessen. Es istalso insbesondere möglich,dass nur der zweite zylindrische Teil mit dem grösseren Aussendurchmesser alsder Innendurchmesser der Aufnahme der Schraube am Werkzeugkopf vorgesehenist. An dasjenige Ende des sich verjüngenden Teils mit dem geringerenAussendurchmesser schliesst sich dann direkt die Fase an. Alternativkann sich – wievorstehend bereits erwähnt – an dasjenigeEnde des sich verjüngenden Teilsmit dem geringeren Aussendurchmesser der erste zylindrische Teilanschliessen, der einen geringeren Aussendurchmesser aufweist alsder Innendurchmesser der Aufnahme der Schraube. An diesen erstenzylindrischen Teil schliesst sich dann die Fase an.
    [0020] Wiebereits bei der Schraube erwähnt,kann auch der Werkzeugkopf als Aussenvielrund, insbesondere alsAussensechsrund, ausgebildet sein.
    [0021] Einebesonders vorteilhafte Ausführungsart einessolchen Werkzeugs ist dann gegeben, wenn – wie bereits weiter oben erwähnt – das Werkzeugals Schraubendreher ausgebildet ist.
    [0022] Schliesslichist noch zu erwähnen,dass ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Set betrifft,mit mindestens einer Schraube, vorzugsweise einer Vielzahl von Schraubenwie vorstehend beschrieben, und mit mindestens einem wie vorstehendebeschriebenen Werkzeug, z.B. einem Schraubendreher. Da das Werkzeug,ggf. nach einer Sterilisierung, wiederverwendet werden kann, kannein solches komplettes Set z.B. mit verschiedenen Schraubengrössen oderSchraubentypen beispielsweise an Chirurgen abgegeben werden.
    [0023] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dernachfolgenden Beschreibung mit Hilfe der Zeichnung. Es zeigen:
    [0024] 1 eine Aufsicht (schematisch)auf die Aufnahme des Schraubenkopfs einer konventionellen Innensechsrundschraube
    [0025] 2 eine stark vergrösserte Darstellungeines Ausschnitts der Aufnahme aus 1,zusammen mit einem Ausschnitt aus einem konventionellen Schraubendreherkopf,
    [0026] 3 die Darstellung aus 2, jedoch beim Aufbringeneines Drehmoments,
    [0027] 4 eine Aufsicht (schematisch,entsprechend 1) aufeine Aufnahme des Schraubenkopfs eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Schraube,
    [0028] 5 eine detailliertere Aufsichtauf die Aufnahme des Schraubenkopfs einer erfindungsgemässen Schraube,
    [0029] 6 einen Längsschnittdurch ein Ausführungsbeispieleiner erfindungsgemässenSchraube,
    [0030] 7 eine perspektivische Darstellungdes Werkzeugkopfs eines Ausführungsbeispielsdes erfindungsgemässenWerkzeugs,
    [0031] 8 die Einzelheit VIII aus 7 in vergrösserterDarstellung,
    [0032] 9 eine perspektivische Darstellungdes Werkzeugkopfs aus 7 über einererfindungsgemässenSchraube,
    [0033] 10 eine stark vergrösserte Darstellung einesAusschnitts der Aufnahme einer erfindungsgemässen Schraube, zusammen miteinem Ausschnitt aus dem Werkzeugkopf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Werkzeugs(entsprechend der Darstellung in 2),
    [0034] 11 die Darstellung aus 10, jedoch beim Aufbringeneines Drehmoments (entsprechend der Darstellung in 3),
    [0035] 12 eine perspektivischeDarstellung des Werkzeugkopfs eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Werkzeugs und
    [0036] 13 einen Ausschnitt desfreien Endes des Werkzeugkopfs aus 13 (starkvergrössert).
    [0037] 4 zeigt schematisch eineAufsicht auf die Aufnahme 11 im Schraubenkopf 10 einesAusführungsbeispielseiner erfindungsgemässenSchraube, wobei die Aufnahme 11 hier im wesentlichen alsInnensechsrund ausgebildet ist, in gewisser Weise zwar dem Innensechsrundeiner konventionellen Schraube ähnelt,jedoch signifikante Unterschiede dazu aufweist, wie im folgendenerläutertwird. Die Aufnahme 11 weist mehrere in Umfangsrichtungangeordnete Aussparungen 110 auf, die jeweils einen in Umfangsrichtungverlaufenden Klemmbereich 111 aufweisen. Dieser Klemmbereich 111 weist – in einer Ebenesenkrecht zur Mittellängsachse 13 der Schraubebetrachtet (also z.B. in der Papierebene) – radial nach aussen (daruntersoll verstanden werden, dass der Vektor senkrecht auf den Klemmbereich 111 jeweilsin radialer Richtung zeigt). In 4 istdieser signifikante Unterschied im Vergleich zu dem konventionellenInnensechsrund (1) besondersgut zu erkennen. Währenddie strichpunktierte Kreislinie C2 in 4 nämlich denVerlauf des konventionellen Innensechsrunds im Bereich der Aussparung 110 repräsentiertund den Radius R2 aufweist, dessen Fusspunkt relativ nahe zum Klemmbereich 111 liegt(vgl. 2), ist die Erzeugendedes Klemmbereichs 111 in einer Ebene senkrecht zur Mittellängsachse 13 der Aufnahme 11 einRadius R, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachse 13 (die indie Papierebene hinein weist) liegt. Zur Erläuterung dieses Sachverhalts dientder strichpunktierte Ausschnitt der Kreislinie C in 4.
    [0038] Inder Aussparung 110 sind – in Umfangsrichtung betrachtet – zu beidenSeiten des Klemmbereich 111 Kraftübertragungsbereiche 112 vorgesehen,auf welche die bei der Erzeugung des Drehmoments erforderlichenKräfte übertragenwerden, sodass die Schraube ein- bzw. ausgedreht werden kann.
    [0039] Eineetwas detailliertere Aufsicht auf die Aufnahme 11 ist in 5 dargestellt, man erkenntdort, dass die Aufnahme 11 – in Richtung der Mittellängsachse 13 betrachtet – zylindrischausgebildet ist und erkennt insbesondere auch den Boden 114 derAufnahme 11.
    [0040] In 6 erkennt man ein Ausführungsbeispieleiner erfindungsgemässenSchraube 1 im Längsschnitt,z.B. eine Knochenschraube, die in ihrem Schraubenkopf 10 eineAufnahme 11 aufweist, wie sie vorstehend erläutert wurde.Auf die Darstellung des Aussengewindes der Schraube wurde in 6 verzichtet, weil das Aussendgewindeder Schraube konventionell ausgebildet und daher für das Verständnis derErfindung irrelevant ist.
    [0041] In 7 erkennt man in einer perspektivischenDarstellung den Werkzeugkopf 20 eines Ausführungsbeispielsdes erfindungsgemässenWerkzeugs 2. Das Werkzeug 2 kann von seiner äusseren Gestalther beispielsweise als konventioneller Schraubendreher (mit oderohne auswechselbarer Klinge) ausgebildet sein. Der Werkzeugkopf 20 verjüngt sichzu seinem freien Ende hin, allerdings nicht kontinuierlich über dieaxiale Längedes Werkzeugskopfs 20 hinweg, wie noch genauer erläutert werden wird.
    [0042] Etwasgenauer betrachtet, weist der in 7 gezeigte Werkzeugkopf 20 dreiBereiche auf, nämlich einensich in Richtung zum freien Ende hin konisch verjüngendenTeil 21 mit radial nach aussen weisenden Klemmflächen 211,die besonders gut in der Darstellung der Einzelheit VIII aus 7 – dargestellt in 8 – ersichtlich sind. Ausserdemerkennt man in 7 nochdie Kraftübertragungsflächen 212.
    [0043] Fernerweist der Werkzeugkopf 20 einen sich an dasjenige Endedes sich verjüngendenTeils 21 mit dem geringeren Aussendurchmesser anschliessendenersten zylindrischen Teil 22 auf, und schliesslich einenzweiten zylindrischen Teil 23, der sich an dasjenige Endemit dem grösserenAussendurchmesser anschliesst. Dieser zweite zylindrische Teil 23 weisteinen grösserenAussendurchmesser auf als der Innendurchmesser der Aufnahme 11 im Schraubenkopf 10 derSchraube 1. Die Kraftübertragungsflächen 212 sindam Werkzeugkopf 20 nicht nur in dem konisch sich verjüngendenTeil 21 vorgesehen, sondern auch in den anderen Teilen,wie man leicht aus 7 bzw. 8 entnehmen kann.
    [0044] Schliesslicherkennt man am dem freien Ende des Werkzeugskopfs zugewandten Endedes ersten zylindrischen Bereichs 22 an den Vorsprüngen desWerkzeugkopfs jeweils eine Fase 222, welche das Einführen desWerkzeugkopfs 20 in die Aufnahme erheblich erleichtert,der Werkzeugkopf 20 "findet" quasi die Aufnahmeder Schraube beim Einführenvon alleine und führtzu einer Zentrierung der Aufnahme der Schraube auf dem Werkzeugkopf.
    [0045] 9 zeigt diese Situation,in welcher das Werkzeug 2 über der Schraube 1 angeordnetist, und zwar unmittelbar vor dem Eingriff des Werkzeugkopfs 20 indie Aufnahme 11 im Schraubenkopf 10. Im erstenzylindrischen Bereich 22 des Werkzeugkopfs 20 (7) sind die radial nachaussen weisenden Flächen 221 imAussendurchmesser im Vergleich zum Innendurchmesser der Aufnahme 11 reduziert,sodass ein kleines Spiel in radialer Richtung existiert, was zusammenmit der Fase 222 das Einführen des Werkzeugkopfs in dieAufnahme erleichtert.
    [0046] Inder in 10 gezeigtenDarstellung ist nun der Werkzeugkopf 20 bereits in dieAufnahme 11 eingetaucht. Aus dieser Darstellung erkenntman gut, dass die Klemmflächen 211 inUmfangsrichtung verlaufen. Die Erzeugende der Klemmflächen 211 ist – in einerEbene senkrecht zur Mittellängsachse 23 (9) des Werkzeugkopfs 20 betrachtet – ein konstanterRadius R3, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachse des Werkzeugkopfs 20 liegt.Zu beiden Seiten der Klemmflächen 211 erkenntman die Kraftübertragungsflächen 212,die von den Klemmflächen 211 verschiedeneFlächensind und deren Verlauf signifikant von der Umfangsrichtung abweicht.Mit Hilfe dieser Kraftübertragungsflächen 212 werdendie Kräftezur Erzeugung des Drehmoments beim Drehen der Schraube übertragen.
    [0047] Inder in 10 gezeigtenDarstellung befinden sich die Klemmflächen 211 mit den Klemmbereichen 111 derAufnahme 11 in Eingriff, die Schraube ist also auf demWerkzeugkopf geklemmt, während zwischenden Kraftübertragungsflächen 212 undden Kraftübertragungsbereichen 112 derAufnahme 11 ein kleines Spiel existiert. In der Eingriffsebene stimmtder Radius R3 der Klemmfläche 211 mitdem Radius R (4) desKlemmbereichs 111 überein.
    [0048] Wirdnun ein Drehmoment übertragen,wird also der Werkzeugkopf 20 in Richtung des Pfeils T gedreht,wie dies in 11 dargestelltist, so können sichbei der Grösseder Kräftedie Klemmflächen 211 relativzu den Klemmbereichen 111 verschieben. Da aber die RadienR und R3 am Ort der Klemmung gleich sind, kommt es zu keiner plastischenVerformung der Aufnahme, sondern lediglich zu einer relativen Verschiebungvon Klemmflächen 211 und Klemmbereichen 111,bis die Kraftübertragungsflächen 212 anden Kraftübertragungsbereichen 112 anliegen.Danach könnendie Kräftezur Erzeugung des Drehmoments auf die Kraftübertragungsbereiche 112 übertragenwerden, währenddie Schraube weiterhin überdie Klemmflächen 211 undKlemmbereiche 111 auf dem Werkzeugkopf 20 geklemmt bleibt.Wie man sehen kann, sind die Klemmung und die Übertragung der Kräfte zurErzeugung des Drehmoments dabei entkoppelt, wodurch die Klemmkraft beider Übertragungder Kräftezur Erzeugung des Drehmoments im wesentlichen gleich bleibt. Nach Beendigungdes Eindrehens oder Ausdrehens der Schraube ist – aufgrund der Trennung vonKlemmung und Drehmomentübertragung – ein einfaches Lösen derKlemmung und anschliessendes Entfernen des Werkzeugkopfs 20 ausder Aufnahme 11 der Schraube möglich. Gleichzeitig stehenfür die Übertragungder Kräftebei der Erzeugung des Drehmoments genügend grosse Flächen zurVerfügung, denndiese Kräftewerden nicht nur in derjenigen Ebene, in welche die Klemmung stattfindet, übertragen,sondern überdie gesamte axiale Längeder Kraftübertragungsflächen 212 bzw.Kraftübertragungsbereiche 112.
    [0049] In 12 erkennt man in einerperspektivischen Darstellung den Werkzeugkopf 20 einesweiteren Ausführungsbeispielsdes erfindungsgemässen Werkzeugs 2.Der Werkzeugkopf 20 verjüngt sich zu seinem freien Endehin, allerdings nicht kontinuierlich über die axiale Länge desWerkzeugskopfs 20 hinweg, wie noch genauer erläutert werdenwird.
    [0050] Etwasgenauer betrachtet, weist der in 12 gezeigteWerkzeugkopf 20 den sich in Richtung zum freien Ende hinkonisch verjüngendenTeil 21 mit radial nach aussen weisenden Klemmflächen 211 auf, ähnlich wiebei dem Ausführungsbeispielgemäss 7. Dies ist besonders gutin der Darstellung des freien Endes in 13 – ersichtlich.Ausserdem erkennt man in 12 und 13 noch die Kraftübertragungsflächen 212.
    [0051] Andersals bei dem Ausführungsbeispielgemäss 7 weist bei dem Ausführungsbeispielgemäss 12 und 13 der Werkzeugkopf 20 aber keinensich an dasjenige Ende des sich verjüngenden Teils 21 mitdem geringeren Aussendurchmesser anschliessenden ersten zylindrischenTeil auf. Vielmehr existiert bei diesem Ausführungsbeispiel nur der zweitezylindrischen Teil 23, der sich an dasjenige Ende mit demgrösserenAussendurchmesser anschliesst. Dieser zweite zylindrische Teil 23 weist – wie beidem Ausführungsbeispielgemäss 7 – einen grösseren Aussendurchmesser aufals der Innendurchmesser der Aufnahme 11 im Schraubenkopf 10 derSchraube 1.
    [0052] Schliesslicherkennt man in 13 besondersgut die Fase 222 am freien Ende des Werkzeugkopfs, welchedas Einführendes Werkzeugkopfs 20 in die Aufnahme erheblich erleichtert,der Werkzeugkopf 20 "findet" quasi die Aufnahmeder Schraube beim Einführenvon alleine und führtzu einer Zentrierung der Aufnahme der Schraube auf dem Werkzeugkopf.Die Fase 22 schliesst allerdings bei diesem Ausführungsbeispieldirekt an dasjenige Ende des sich verjüngenden Bereichs 21 mitdem geringeren Aussendurchmesser an, der erste zylindrische Bereich 22 (7) existiert bei dem Ausführungsbeispielgemäss 12 bzw. 13 nicht.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Schraube (1) mit einem Schraubenkopf(10), in welchem eine Aufnahme (11) vorgesehenist, die in Umfangsrichtung angeordnete Aussparungen (110) aufweist, dadurchgekennzeichnet, dass die Aussparungen (110) jeweilseinen in Umfangsrichtung verlaufenden, radial nach aussen weisendenKlemmbereich (111) aufweisen, dessen Erzeugende – in einerEbene senkrecht zur Mittellängsachse(13) der Aufnahme (11) betrachtet – ein konstanterRadius (R) ist, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachse (13) derAufnahme (11) liegt, und dass in Umfangsrichtung betrachtetjeweils zu beiden Seiten des Klemmbereichs (111) von demKlemmbereich (111) verschiedene Kraftübertragungsbereiche (112)vorgesehen sind, deren Verlauf signifikant von der Umfangsrichtungabweicht.
    [2] Schraube nach Anspruch 1, bei welcher die Aufnahme(11) in Längsrichtungder Schraube betrachtet zylindrisch ausgebildet ist
    [3] Schraube nach einem der vorangehenden Ansprüche, beiwelcher die Aufnahme (11) im wesentlichen als Innenvielrundausgebildet ist, dessen Aussparungen (110) jedoch jeweilsmit den radial nach aussen weisenden Klemmbereichen (111)versehen sind.
    [4] Schraube nach Anspruch 3, bei welcher die Aufnahme(11) als Innensechsrund ausgebildet ist.
    [5] Schraube nach einem der vorangehenden Ansprüche, welcheals Knochenschraube ausgebildet ist.
    [6] Werkzeug (2) zum Ein- oder Ausdrehen einer Schraube(1), mit einem Werkzeugkopf (20), der sich zuseinem freien Ende hin mindestens teilweise verjüngt (21) und der Vorsprünge aufweistzum Eingreifen in Aussparungen einer Aufnahme (11) im Schraubenkopf(10) der Schraube, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge jeweilseine in Umfangsrichtung verlaufende, radial nach aussen weisende Klemmfläche (211)aufweisen, deren Erzeugende – ineiner Ebene senkrecht zur Mittellängsachse (23) desWerkzeugkopfs (20) betrachtet – ein konstanter Radius (R3)ist, dessen Fusspunkt auf der Mittellängsachse (23) desWerkzeugkopfs (20) liegt, und dass jeweils zu beiden Seitender Klemmflächen (211)von den Klemmflächen(211) verschiedene Kraftübertragungsflächen (212)vorgesehen sind, deren Verlauf signifikant von der Umfangsrichtungabweicht.
    [7] Werkzeug nach Anspruch 6, bei welchem der Werkzeugkopf(20) einen sich an dasjenige Ende des sich verjüngendenTeils (21) mit dem geringeren Aussendurchmesser anschliessendenersten zylindrischen Teil (22) umfasst, der einen geringerenAussendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Aufnahme(11) der Schraube.
    [8] Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, bei welchem derWerkzeugkopf (20) einen zweiten zylindrischen Teil (23)aufweist, der sich an dasjenige Ende des sich verjüngendenTeils (21) mit dem grösseren Aussendurchmesseranschliesst, wobei dieser zweite zylindrische Teil (23)einen grösseren Aussendurchmesseraufweist als der Innendurchmesser der Aufnahme (11) derSchraube (1).
    [9] Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei welchem zumfreien Ende des Werkzeugkopfs (20) hin eine Fase (222)vorgesehen ist.
    [10] Werkzeug nach Anspruch 9, bei welchem die Fase (222)direkt an dasjenige Ende des sich verjüngenden Teils (21)mit dem geringeren Aussendurchmesser anschliesst.
    [11] Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 10, bei welchem derWerkzeugkopf (20) als Russenvielrund ausgebildet ist.
    [12] Werkzeug nach Anspruch 11, bei welchem der Werkzeugkopf(20) als Aussensechsrund ausgebildet ist.
    [13] Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 12, welches als Schraubendreherausgebildet ist.
    [14] Set mit mindestens einer Schraube (1),vorzugsweise mit einer Vielzahl von Schrauben (1) nach einemder Ansprüche1 bis 5 und mit mindestens einem Werkzeug (2) nach einemder Ansprüche6 bis 13.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CH696549A5|2007-07-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-19| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2011-05-19| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110304 |
    2017-12-07| R016| Response to examination communication|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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