DE69934409T2

DE69934409T2 - Werkzeug und verfahren zum abscheren von bolzen

Info

Publication number: DE69934409T2
Application number: DE69934409T
Authority: DE
Inventors: Vagn-Erik Dall; J. David REED; Peter Lawes
Original assignee: V O DESIGN AND INNOVATIONS Ltd; V O Design and Innovations Ltd Sheffield
Current assignee: V O DESIGN AND INNOVATIONS Ltd; V O Design and Innovations Ltd Sheffield
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: AU5184499A; GB9816962D0; JP2002522232A; ATE347861T1; CA2339120A1; EP1100390A1; ES2277443T3; JP4447780B2; DE69934409D1; WO2000007512A9; US6928900B2; WO2000007512A1; US20040144211A1; EP1100390B1; MXPA01001310A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Brechen von Schäften, normalerweise metallischen Schäften, bei denen aneinandergrenzende Schaftlängen gegeneinander verdreht werden, um den Schaft entlang einer Bruchebene zu brechen. Die Erfindung soll insbesondere in Verbindung mit gesicherten oder verriegelten Schraubenanordnungen angewandt werden, bei denen ein Schaft in einer Bruchebene gebrochen wird, die im wesentlichen mit der freiliegenden Oberfläche einer darauf angeordneten und gesicherten Mutter ausgerichtet ist. Dieser Anwendungsfall ist von speziellem Wert in chirurgischen Anwendungen, in denen eine Schraubenanordnung als kortikale Knochenschraube benutzt wird, deren Länge unmittelbar an die individuelle Situation angepaßt werden kann.
Auf einer Vielzahl von Gebieten besteht ein Bedürfnis nach Schrauben und Bolzen, die mit gegebener, undefinierter Länge benutzt werden können, bei denen es jedoch nicht toleriert werden kann, dass die Schraube über eine freiliegende Fläche hinaussteht. Insbesondere in chirurgischen Situationen ist es bisher notwendig gewesen, eine kortikale Knochenschraube der richtigen Länge sorgfältig auszuwählen, um sicherzustellen, dass eine Platte an einem Knochen derart befestigt werden kann, dass die freiliegende Oberfläche der Platte eine im wesentlichen glatten Oberfläche hat. Es wird hierbei Bezug genommen auf das US-Patent 3.315.669, das eine Schervorrichtung offenbart, die in der Chirurgie zum Abscheren von Knochenhaltestiften in nächster Nähe zu einer verstifteten Knochenstruktur benutzt wird.
Bezug genommen wird auch auf die deutsche Patentschrift Nr. 2.261.281, aus der eine Vorrichtung zum Brechen von Drähten oder Stangen nach einem Torsions- oder Scherverfahren hervorgeht. Die vorliegende Erfindung benutzt eine ähnliche Technik und ist auf ein Werkzeug zum Brechen eines Schaftes oder einer Welle gerichtet, das zwei ausgerichtete Rohrelemente enthält, auch tubulare Elemente genannt, die entlang einer gemeinsamen Achse ausgerichtet sind. Jedes Rohrelement hat einen Endabschnitt zum Aufnehmen einer auf der gemeinsamen Achse liegenden, aneinandergrenzenden Länge desselben Schaftes.
Es sind Mittel zum Sichern oder Verriegeln jedes Endabschnittes gegen Verdrehen gegenüber der darin aufgenommenen Schaftlänge vorgesehen, und die Elemente sind mit ihren gesicherten Endabschnitten zur Rotation relativ zueinander ausgebildet, um die Schaftlängen zueinander zu verdrehen und an der zwischen ihnen liegenden Schnittstelle abzuscheren. Gemäß der Erfindung greifen die Rohrelemente ineinander. Dies hilft zur Sicherstellung ihrer koaxialen Ausrichtung.
Die Endabschnitte der Elemente haben normalerweise nebeneinander liegende oder juxtaponierte Flächen, und die Flächen werden bei der Relativdrehung und wenn die Schaftlängen zueinander verdreht werden vorzugsweise aufeinander zu bewegt. Dies hilft der Erzielung einer im wesentlichen ebenen Fläche in der Bruchebene. Eine zusammendrückbare Unterlegscheibe kann zwischen den nebeneinander liegenden Flächen angeordnet sein. Diese kann die beweglichen Teile beim Brechen des Schaftes stabilisieren, obwohl normalerweise Schraubgewinde auf den Rohrelementen die Bewegung der Elemente in Richtung zueinander bewirken und dies selbst zu einer ausreichenden Stabilität führt.
Verschiedene Techniken können benutzt werden, um die aneinandergrenzenden Schaftlängen mit den entsprechenden Elementen des Werkzeuges zu sichern oder zu verriegeln. Ein Mechanismus enthält eine Greifkomponente am Ende jedes Rohrelementes und eine dazwischen angeordnete Hülse. Die Hülse hat konvergierende kegelstumpfförmige Flächen, die mit den Greifkomponenten ausgerichtet sind, und es sind Mittel vorgesehen zum Drängen der Komponenten aufeinander zu über die kegelstumpfförmigen Flächen und dadurch radial einwärts, um an einem Schaft anzugreifen und diesen zu ergreifen. In einer vorteilhaften Ausführung sind die Greifkomponenten zwischen den nebeneinander liegenden Flächen der Rohrelemente angeordnet, in der Weise, dass die Rohrelemente sich beim relativen Drehen aufeinander zu bewegen und die Greifelemente zum Angriff an einem Schaft aktiviert werden.
Die Greifkomponenten des vorgehend beschriebenen Mechanismus können jeweils die Form einer ringförmigen Anordnung von Klemmsegmenten (cranate segments) annehmen mit in Richtung des Schaftes gerichteten Greifflächen. Diese Art von Mechanismus ist besonders geeignet für die Benutzung in Verbindung mit Schäften mit unregelmäßiger Oberfläche, wie solche mit einem Schraubgewinde. Beim Angreifen der Greifkomponenten an dem Schaft können diese in die Oberfläche oder das Gewinde einschneiden, um einen effektiven Kontakt herzustellen. Hat der Schaft insgesamt einen nichtkreisförmigen Querschnitt, so kann die Ausbildung der Greifkomponenten entsprechend angepaßt werden.
Ein anderer Sicherungs- oder Verriegelungsmechanismus stützt sich auf die spezielle Anpassung der Öffnungen der Endabschnitte der Rohrelemente an den Querschnitt des Schaftes, der selbst nichtkreisförmig sein muß. Mit dem Werkzeug in Position und in die Öffnungen der Endabschnitte beider Elemente aufgenommenem Schaft führt eine Relativdrehung der Rohrelemente zu einer entsprechenden Verdrehung des Schaftes und bewirkt ein Brechen des Schaftes entlang einer Bruchebene, die an der Berührungsstelle zwischen den beiden entsprechenden Endabschnitten liegt. Diese Variante der Erfindung weist eine besondere Relevanz bei den vorher erwähnten chirurgischen Anwendungen auf, in denen sich auf dem Gewindeschaft eine Mutter befindet und in einer ausgewählten axialen Position gesichert werden muss. In dieser Variante kann ein Werkzeug gemäß der Erfindung dazu ausgebildet sein, zum Brechen eines eine Mutter tragenden Gewindeschaftes verwendet zu werden, wobei der Schaft mit einer darauf ausgebildeten Form mit mindestens zwei sich axial erstreckenden Bogenabschnitten versehen ist. Die Mutter weist einen axialen Endabschnitt auf, der den nichtkreisförmigen Querschnitt des Schaftes ergänzt und mit diesem einen ausgerichteten, verlängerten nichtkreisförmigen Querschnitt bildet, der an die Öffnung im Endabschnitt des Rohrelementes des Werkzeuges angepasst ist. Der Querschnitt des Schaftes selbst passt natürlich zu der Öffnung in dem Endabschnitt des anderen Elementes. In einer speziellen Benutzung der obigen Maschine schafft die vorliegende Erfindung eine Schraubenanordnung, bestehend aus einer Schraube und einer Mutter, in der die Mutter auf einfache Weise in einer gewählten axialen Position positioniert und gesichert werden kann, und der Schaft kann gleichzeitig an der Fläche der Mutter abgebrochen werden und eine glatte Fläche bilden. Der Schaft weist ein Außengewinde mit mindestens zwei sich axial erstreckenden, normalerweise parallel verlaufenden Bogenabschnitten auf. Die Mutter hat ein komplementäres Innengewinde mit ebenfalls mindestens zwei Bogenabschnitten, und die entsprechenden Gewindeabschnitte des Schaftes und der Mutter können derart fehlausgerichtet sein, dass die Mutter ohne Verdrehung translatorisch zum Schaft bewegt werden kann, oder zumindest ohne Verdrehung, wenn die Gewindegänge ineinander greifen. Befindet sich die Mutter in der Nähe der beabsichtigten Endposition, kann sie verdreht werden, um die Gewindegänge in Eingriff zu bringen, und zwar über einen Winkelbereich; der das endgültige Anziehen der Mutter gegen die Fläche erlaubt. Die Mutter hat einen verlängerten Querschnittsbereich, der sich mit dem des Schaftes ergänzt, wenn die Mutter um ihren vollen Winkelverdrehungsbereich verdreht ist und einen Querschnitt hat, der durch das erste Element eines Werkzeuges ergriffen werden kann. Die aus dem verlängerten Abschnitt der Mutter vorstehende Schaftlänge kann durch ein zweites Element des Werkzeuges ergriffen werden, und durch die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Element des Werkzeuges, die in der Nähe der freiliegenden Fläche der Mutter liegt, können die beiden Elemente gegeneinander verdreht werden, um den Schaft etwa an der Endfläche der Verlängerung der Mutter zu brechen. Das Schraubengewinde auf dem Schaft hat normalerweise zwei sich axial erstreckende, diametral gegenüberliegende Bogenabschnitte mit dazwischen liegenden im wesentlichen parallelen Flanken. Die Verlängerung der Mutter in einer solchen Anordnung wird zwei kronenförmige Ausbildungen (castellations) zur Ausrichtung mit den mit Gewinde versehenen Bogenabschnitten über den vollen Winkelbereich des Schaftes enthalten.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung stellte sich heraus, dass während der Relativdrehung der Elemente zum Verdrehen der vorstehenden Länge des Schaftes gegenüber der daneben liegenden Länge Scherkräfte im wesentlichen in der Verdrehungsebene entstehen mit dem Resultat, dass der Schaft in dieser Ebene progressiv durch Verformung gehärtet oder spröde wird und letztlich in dieser Ebene bricht. Dasselbe Phänomen tritt unabhängig davon auf, ob sich auf dem Schaft eine Mutter befindet oder nicht. Der Grad und die Anzahl der relativen Verdrehungen der zwei Elemente, die notwendig sind, um das Brechen zu erreichen, hängt natürlich von dem Material des Schaftes und seinen Maßen sowie von Geschwindigkeit der Drehung ab. Je langsamer die Drehung erfolgt, um so besser tritt der Härtungseffekt ein und um so glatter ist im allgemeinen die Oberfläche an der Bruchebene.
Zusätzlich zu dem Einsatz von Mitteln, durch die ein Gewindeschaft an der Endfläche einer Mutter sauber gebrochen werden kann, sieht die Erfindung Mittel vor, durch die die Gewindegänge des Schaftes und der Mutter effektiv miteinander verriegelt oder gegeneinander gesichert werden, um ein Verdrehen zu verhindern. Wenn die vorstehende Schaftlänge gegenüber dem in der Mutter gehaltenen Schaft verdreht wird, wird das Gewinde auf dem Schaft plastisch in einen unregelmäßigen Eingriff mit dem Gewinde der Mutter verformt, so dass die Mutter gegen relative Drehung gegenüber dem Schaft gesichert wird. Dies führt zu einer zusätzlichen Sicherheit für eine eingebaute Anordnung und ermöglicht es, die Schraubenanordnung in einem einzigen Vorgang zu sichern und an der gewünschten Bruchebene zu brechen.
Nach dem oben Ausgeführten wird ein Verfahren zum Befestigen und Sichern einer Mutter auf einem Gewindeschaft in einer Anordnung der gerade beschriebenen Art gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das typischerweise die folgen Schritte umfasst:

a) bei fehlausgerichteten Gewinden der Mutter und des Schaftes, translatorisches Bewegen der Mutter entlang des Schaftes, bis die Mutter in die Fläche eingreift, in der der Schaft aufgenommen ist,
b) Drehen der Mutter bis zu ihrer Winkelrotationsgrenze (to its full extent of angular rotation),
c) Halten der Mutter und des Schaftes in der Mutter in der genannten Lage und
d) Drehen der von der Verlängerung der Mutter vorstehenden Länge des Schaftes, um den Schaft in der Mutter zu verdrehen und die Gewindegänge gegeneinander zu verriegeln und den Schaft an der Endfläche der Verlängerung der Mutter zu brechen.

Ein Werkzeug zur Benutzung in dem vorstehenden Verfahren enthält zwei koaxiale Rohrelemente, die relativ um ihre gemeinsame Achse drehbar sind. Das äußere Element hat ein Ende mit einem ersten Querschnitt und das innere Element hat ein Ende mit einem zweiten Querschnitt, das im Abstand von dem Ende des äußeren Elementes angeordnet ist. Der erste Querschnitt ist dazu ausgebildet, über den kombinierten Querschnitt des Schaftes und dem verlängerten Teil der Mutter der Anordnung zu passen, und der zweite Querschnitt ist dazu ausgebil det, um den Schaft zu passen. Mittel sind vorgesehen zum Drehen des inneren Elementes gegenüber dem äußeren Element, wobei ihre entsprechenden Enden den Schaft und die Mutter bzw. den Schaft umgreifen, um den aus der Mutter herausstehenden Schaft gegenüber dem Schaft in der Mutter zu verdrehen und hierdurch den Schaft in der Ebene des verlängerten Abschnittes der Mutter zu brechen. Typischerweise enthält das Mittel zum Drehen in dem Werkzeug gemäß der Erfindung zwei Arme, die sich quer zu der gemeinsamen Achse der Elemente in etwa derselben Ebene erstrecken. In dieser Form können sie leicht durch zwei Hände ergriffen und zusammengebracht werden, um eine anfängliche Verdrehung zu bewirken, die dazu dient, das Material des Schaftes in der Bruchebene zu härten oder spröde zu machen. Die Arme können dann durch eine Rückwärtsbewegung in ihre ursprüngliche Position zurückbewegt werden, was den Vorgang der Härtung und Versprödung durch Verformung fortsetzt. Diese Bewegungen können solange fortgesetzt werden, bis der Schaft bricht. Es wurde festgestellt, dass eine langsame Drehung der Rohrelemente zu einer glatteren Fläche in der Bruchebene führte. Im allgemeinen reichen zwei oder drei Drehungen über etwas weniger als 180° aus. Normalerweise führt jede Drehbewegung zu einer Relativdrehung der Rohrelemente von etwa 135°.
Die vorliegende Erfindung ist im allgemeinen für Anordnungen vorgesehen, in denen der benutzte Schaft und die benutzte Mutter metallisch sind, typischerweise aus rostfreiem Stahl. Für medizinische Zwecke sollte Implantatqualität verwendet werden, ein typischer Standard ist 316L comp. D. Es wurde gefunden, dass Schäfte mit einem Durchmesser von rund 3,5 mm aus diesem Material ein gutes Verhalten als Grundkomponente einer kortikalen Knochenschraube bei der Anwendung gemäß der Erfindung aufweisen und an der freiliegenden Ebene des verlängerten Abschnittes der Mutter bei zwei Verdrehungen des überstehenden Schaftes um 135° sauber brechen. Die Erfindung kann jedoch auch zweckmäßig zum Brechen von Schäften aus anderen Materialien, einschließlich Kunststoffmaterialien wie ABS, verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt eine Perspektivansicht einer Anordnung gemäß der Erfindung, die einen Schaft und eine Mutter enthält.
2 zeigt einen Längsschnitt eines auf einer Platte angeordneten Schaftes mit Mutter und einem darüber angeordneten Sicherungswerkzeug.
3A und 3B zeigen Ausschnitte im Schnitt von Komponenten des Drehwerkzeuges.
4 zeigt einen vergrößerten Schnitt einer anderen Sicherungseinrichtung.
Die Anordnung nach 1 besteht aus einer Schraube 2 mit einem scharfen Ende 4, von dem aus sich ein Spankanal 6 bis zu Flanken 8 erstreckt, die sich parallel auf beiden Seiten der Schraube befinden. Wie zu sehen ist, sind die Flanken bis unterhalb des Gewindekerns der Schraube geschnitten. Die Mutter 10 hat eine etwa halbkugelförmige Basis mit zwei aufwärts stehenden Verlängerungen 12, in deren inneren Flächen ein Innengewinde entsprechend dem Außengewinde des Schaftes 2 vorgesehen ist. Die periphere Ausdehnung jedes Gewindeabschnittes an den Verlängerungen 12 der Mutter ist geringer als die gedachte periphere Länge der weggeschnittenen Gewindegänge, um jede der Flanken 8 des Schaftes 2 zu bilden. Daher kann die Mutter 10 bei Fehlausrichtung der entsprechenden Gewindegänge translatorisch entlang der Schaftes 2 bewegt werden, ohne dass die Gewinde ineinandergreifen. Dies ist jedoch nicht erforderlich. Die Anordnung funktioniert natürlich auch mit einem durchgehenden Gewinde auf der Mutter einwandfrei, erfordert dann ein Drehen der Mutter, um die translatorische Bewegung auszuführen, was in einigen Fällen von Vorteil ist.
2 zeigt den in dem Substrat befestigten Schaft 2 mit der Mutter 10, die eine Platte 14 gegen das Substrat hält. Die Mutter 10 ist entlang des Schaftes bis zu der gezeigten Position translatorisch bewegt worden und ein Werkzeug (nicht gezeigt) wird dann benutzt, die Mutter 10 auf dem Schaft 2 zu drehen, um die entsprechenden Gewinde in Eingriff zu bringen. Dieser Eingriff kann auch benutzt werden, die Mutter 10 gegen die Platte 14 festzuziehen, um diese fest an dem Substrat 16 zu halten. Wenn das Gewinde der Mutter kontinuierlich in das Gewinde des Schaftes eingreift, kann anschließend das endgültige Festziehen erfolgen.
Mit der Mutter 10 in der endgültigen Position und mit den entsprechenden Gewindeabschnitten der Mutter und des Schaftes in vollem Eingriff, sind die Flanken 8 des Schaftes mit den Seiten 18 der Verlängerungen 12 der Mutter ausgerichtet. In dieser Lage wird das äußere Rohrelement 20 des Verriegelungs- und Brechwerkzeuges über den Schaft und die Mutter gebracht, um diese in dieser Relativlage zu halten. Zur gleichen Zeit gleitet das innere Rohrelement 22 über die überstehende Länge des Schaftes 2 und greift an den Flanken 8 an. Mit dem inneren und dem äußeren Element in dieser Position werden diese relativ verdreht, um die überstehende Schaftlänge gegenüber dem Schaft in der Mutter zu verdrehen. Hierdurch werden Scherkräfte an der Fläche der Verlängerungen 12 der Mutter erzeugt, die sonst frei liegen würden; diese Scherkräfte dienen dazu, das Metall des Schaftes in der Ebene 24 anfangs zu härten und schließlich in dieser Ebene zu brechen. Es wurde festgestellt, dass das Brechen des Schaftes in dieser Weise zu einer im wesentlichen glatten Oberfläche an der Bruchebene führt, auf jeden Fall zu einer Oberfläche, die in einer chirurgischen Situation toleriert werden kann.
Wie bereits bemerkt, führt das relative Verdrehen des Schaftes an der Bruchebene 24 nicht nur zum Verspröden und schließlich zum Bruch des Schaftes im wesentlichen in der Bruchebene, sondern auch zu einer plastischen Verformung des Schaftgewindes, wodurch die Mutter gegen unbeabsichtigtes späteres Verdrehen gegenüber dem Schaft gesichert ist. Dies hat zur Folge, dass nach dem Abbrechen des Schaftes an der Bruchebene die Mutter auch auf dem Schaft 2 gesichert ist und die Platte 14 somit sicher an dem Substrat 16 befestigt ist.
Obwohl die Erfindung unter besonderem Bezug auf einen Schaft mit ebenen Flanken 8 auf gegenüberliegenden Seiten beschrieben wurde und die Mutter komplementäre ebene Flächen 18 auf ihren Verlängerungen 12 aufweist, ist es klar, dass verschiedene Querschnitte des Schaftes und der Mutter benutzt werden können. Zum Beispiel kann der Querschnitt des Schaftes etwa kreuzförmig ausgebildet sein und die Mutter und der Schaft jeweils vier mit Gewinde versehene Bogenabschnitte aufweisen. Die inneren Querschnitte des Flansches 26 am äußeren Element des Sicherungs- und Brechwerkzeuges und das innere Element müssen natürlich bei einer modifizierten Form der Querschnitte des Schaftes und der Mutter aneinander angepaßt werden.
3A zeigt eine detaillierte Ansicht der koaxialen Rohrelemente des Verdrehungswerkzeuges, ohne Schaft und ohne Mutter. Wie zu sehen ist, endet das äußere Element 20 an einem nach innen gerichteten Flansch 26, und es ist die innere Grenze dieses Flansches 26, die den Querschnitt des Schaftes 2 und die Verlängerungen 12 der Mutter ergänzt, wenn die Gewinde in vollem Kontakt stehen. Das innere Rohrelement befindet sich vollständig innerhalb des äußeren Rohrelementes, zumindest an diesem Ende, und ruht auf, oder ruht im wesentlichen auf, dem Flansch 26 des äußeren Elementes 20. Das innere Element 22 hat einen inneren Querschnitt, der dem des Schaftes 2 mit den ebenen Flächen 8 entspricht.
3B zeigt eine weitere reduzierte Darstellung des gesamten Verdreh- und Brechwerkzeuges. Wie zu sehen ist, ist jedes der Elemente 20, 22 mit einem entsprechenden Arm oder Handgriff 28, 30 gekoppelt, die um die gemeinsame Achse 32 der Rohrelemente gedreht werden, um die entsprechenden Schaftabschnitte relativ zueinander zu verdrehen.
4 zeigt einen alternativen Sicherungs- oder Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln der entsprechenden Elemente 20 und 22 gegenüber den aneinander angrenzenden Längen des Schaftes 2. Das Element 22 ist in dem Element 20 angeordnet und mit diesem mittels eines Schraubgewindes 34 gekoppelt. Werden die Rohrelemente gegeneinander verdreht, so bewegen sich die nebeneinander liegenden (juxtaponierten) Enden 36 und 38 aufeinander zu. Zwischen ihnen befinden sich zwei ringförmige Greifkomponenten 40 und 42, die auf konvergierenden kegelstumpfförmigen Flächen von zwei Hülsen 44 angeordnet sind. Bewegen sich die Endabschnitte 36 und 38 der Elemente 20 und 22 aufeinander zu, werden die Greifkomponenten 40 und 42 durch den Rampeneffekt in Greifangriff mit den aneinandergrenzenden Längen des Schaftes 2 gebracht. Mit weiterer Rotation der Elemente 20 und 22 werden die ergriffenen Abschnitte des Schaftes gegeneinander verdreht und dies führt schließlich zum Bruch des Schaftes an der Bruchebene 46. Eine Unterlegscheibe 50 zwischen den Hülsen 44 im wesentlichen an der Bruchebene erleichtert ihre Relativdrehung mit den Schaftlängen.
Es ist klar, dass andere Greif- und Verriegelungsmechanismen benutzt werden können, um an den aneinander grenzenden Schaftlängen anzugreifen und damit das Brechen an der Bruchebene zu erleichtern.
Die Erfindung ist insbesondere in der Chirurgie anwendbar, in der eine Knochenplatte oder ein anderes Element an einem Knochen befestigt werden muß. Schraubenanordnungen gemäß der Erfindung können als kortikale Knochenschrauben verwendet werden, und der große Vorteil besteht natürlich darin, dass bei jeder Befestigung ein Schaft derselben Länge verwendet werden kann. Nachdem am Anfang ein Loch in den Knochen gebohrt worden ist, wird der Schaft mit einem Werkzeug, das an dem Querschnitt der exponierten Schaftlänge angreift, bis zur gewünschten Tiefe eingesetzt und eingedreht. Anschließend wird die Mutter auf die exponierte Schaftlänge gesetzt und translatorisch zu ihrer endgültigen Position bewegt, in der sie dann um den erforderlichen Winkel gedreht wird, um die Mutter endgültig festzuziehen und um aus den Verlängerungen der Mutter und dem Schaft den Querschnitt zu bilden, der von dem Flansch des äußeren Rohrelementes des Verriegelungs- und Brechwerkzeuges aufgenommen wird. Das Werkzeug wird dann mit dem inneren Element nur an dem Schaft über der Mutter angesetzt und dann in der beschriebenen Weise betätigt. Anfangs wird das Gewinde des Schaftes plastisch verformt, um die Mutter auf dem Schaft zu verriegeln, und beim weiteren Verdrehen wird der Schaft an der Bruchebene progressiv spröde und bricht schließlich, was zu einer glatten freiliegenden Oberfläche führt.

Claims

Werkzeug zum Brechen einer Welle (2), das Folgendes umfasst: zwei tubuläre Elemente (20, 22), die auf einer gemeinsamen Achse (32) mit zwei Endabschnitten zum Aufnehmen von kontinuierlichen Längen einer genannten Welle (2) auf der genannten gemeinsamen Achse ausgerichtet sind Mittel, um jeden Endabschnitt gegen eine Rotation relativ zu einer darin aufgenommenen Wellenlänge zu sperren und Mittel (28, 30) zum Drehen der tubulären Elemente (20, 22) relativ zueinander mit den so gesperrten Endabschnitten, um die Wellenlängen relativ zu verdrehen und die Längen an der Grenzfläche zwischen ihnen zu scheren, dadurch gekennzeichnet, dass die tubulären Elemente (20, 22) ineinander greifen.
Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die Endabschnitte des Elementes juxtaponierte Flächen (36, 38) aufweisen.
Werkzeug nach Anspruch 2 mit Mitteln, um die Flächen während der genannten relativen Rotation aufeinander zu zu drücken.
Werkzeug nach Anspruch 3, wobei das Drückmittel komplementäre Schraubgewinde (34) an den tubulären Elementen (20, 22) aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer komprimierbaren Druckscheibe (50) zwischen den juxtaponierten Flächen (36, 38).
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Endabschnitte des Elements so gestaltet sind, dass sie eine genannte Welle (2) entlang einer Achse aufnehmen, die relativ zu der gemeinsamen Achse der Elemente (20, 22) exzentrisch ist.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sperrmittel Folgendes umfasst: eine Greifkomponente (40, 42) am Ende jedes tubulären Elementes (20, 22); eine Hülse (44), die zwischen jeder Komponente und dem jeweiligen Element angeordnet ist, wobei die Hülse konvergierende kegelstumpfförmige Oberflächen haben, die mit den Greifkomponenten (40, 42) fluchten; und Mittel zum Drängen der Greifkomponenten (40, 42) aufeinander zu über die kegelstumpfförmigen Flächen und dadurch radial einwärts, um an einer genannten Welle anzugreifen und sie zu ergreifen.
Werkzeug nach Anspruch 2 und Anspruch 7, wobei die Greifkomponenten (40, 42) zwischen den juxtaponierten Flächen (36, 38) der tubulären Elemente angeordnet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Endabschnitt jedes tubulären Elementes (20, 22) eine nicht kreisförmige Öffnung zur Aufnahme einer genannten Wellenlänge hat, um eine Rotation einer Welle mit einem entsprechenden nicht kreisförmigen Querschnitt darin zu beschränken.
Werkzeug nach Anspruch 9 zum Brechen einer eine Mutter (10) tragenden Gewindewelle (2), wobei auf der Welle ein Außenschraubgewinde in wenigstens zwei axial verlaufenden Bogenabschnitten ausgebildet ist, und wobei ein axialer Endabschnitt der Mutter (10) den nicht kreisförmigen Querschnitt der Welle (2) ergänzt und in einer Lage einen verlängerten nicht kreisförmigen Querschnitt bildet, der zu dem der Öffnung im Endabschnitt eines tubulären Elementes (20) passt, wobei der Querschnitt der Welle selbst zur Öffnung im Endabschnitt des anderen tubulären Elementes (22) passt.
Werkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche zum Brechen einer Welle neben der Mutter auf einer Gewindewelle (2) in einer Schraubbaugruppe, die Folgendes umfasst: eine Welle (2) mit einem Außenschraubgewinde, das darauf in wenigstens zwei axial verlaufenden Bogenabschnitten ausgebildet ist und eine Mutter (10), in der ein komplementäres Innenschraubgewinde ausgebildet ist und mit einem erweiterten Querschnittsabschnitt (12), der sich mit dem der Welle kombiniert, wenn die Mutter an ihrer Winkelrotationsgrenze ist und in dieser Lage von einer Sperrvorrichtung gehalten werden soll, wobei die Länge der Welle, die von dem erweiterten Abschnitt der Mutter vorsteht, relativ zu der Sperrvorrichtung drehbar ist, um die Welle an der Endfläche des erweiterten Abschnitts der Mutter zu brechen, wobei das Sperrmittel in dem Endabschnitt von einem Element (22) so gestaltet ist, dass es auf die Welle (2) wirkt, und das Sperrmittel in dem Endabschnitt des anderen Elementes (20) so gestaltet ist, dass es auf die Kombination aus der Welle (2) und dem erweiterten Mutterabschnitt (12) wirkt.
Werkzeug nach Anspruch 11, bei dem das äußere Element (20) ein Ende mit einem ersten Querschnitt hat und das innere Element (22) ein Ende mit einem axialen Querschnitt hat, das axial von dem äußeren Element beabstandet ist, und wobei der erste Querschnitt so gestaltet ist, dass er zum kombinierten Querschnitt der Welle (2) und des erweiterten Abschnitts (12) der Mutter (10) in der genannten Baugruppe passt, und wobei der zweite Querschnitt so gestaltet ist, dass er um die Welle (2) passt, wobei ein Mittel vorgesehen ist, um das innere und das äußere Element relativ zueinander zu drehen, wobei ihre Enden jeweils auf der Welle und der Mutter montiert sind, und auf die Welle, um die von der Mutter (10) vorstehende Welle relativ zur Welle in der Mutter zu verdrehen, um die Welle in der Ebene an der Fläche des erweiterten Abschnitts der Mutter zu brechen.
Verfahren zum Montieren und Sperren einer Mutter auf einer Gewindewelle (2) einer Schraubbaugruppe, die Folgendes umfasst: die Welle (2) mit einem Außenschraubgewinde, das in wenigstens zwei axial verlaufenden Bogenabschnitten darauf ausgebildet sind; und eine Mutter (10), auf der ein komplementärens Innenschraubgewinde ausgebildet ist, und mit einem erweiterten Querschnittsabschnitt (12), der sich mit dem der Welle kombiniert, wenn die Mutter (10) an ihrer Winkelrotationsgrenze ist und von einer Sperrvorrichtung in dieser Lage gehalten werden soll, wobei die von dem erweiterten Abschnitt (12) der Mutter vorstehende Länge der Welle (2) relativ zu der Sperrvorrichtung drehbar ist, um die Welle an der Endfläche des erweiterten Abschnitts der Mutter zu brechen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) bei fehlausgerichteten Gewinden der Mutter (10) und der Welle (2), Translationsbewegen der Mutter entlang der Welle, bis die Mutter (10) in die Fläche eingreift, in der die Welle aufgenommen ist; b) Drehen der Mutter (10) bis zu ihrer Winkelrotationsgrenze; und, mit einem Werkzeug nach Anspruch 11, c) Halten der Mutter (10) und der Welle (12) in der Mutter in der genannten Lage; und d) Drehen der von dem erweiterten Abschnitt der Mutter vorstehende Länge der Mutter, um die Welle in der Mutter zu verdrehen und die Gewinde relativ zueinander zu sperren und die Welle (2) an der Endfläche des erweiterten Abschnitts (12) der Mutter (10) zu brechen; wobei kein Anspruch an dem Verfahren bei Anwendung in einer chirurgischen Operation gemacht wird.