DE69810092T2

DE69810092T2 - Mühle, insbesondere zur zersplitterung von knochen, mit einer trommel mit schneideelementen zur verwendung in der mühle

Info

Publication number: DE69810092T2
Application number: DE69810092T
Authority: DE
Inventors: Petrus Tarasius Josephus Spierings
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-11
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: AU6006098A; ES2187925T3; US6318651B1; EP0973402A1; DE69810092D1; EP0973402B1; WO1998034491A1; NL1005251C2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Mühle, insbesondere für das Zerkleinern von Knochenmaterial, bestehend aus einem Gehäuse, das über mindestens eine Öffnung als Einlauf für zu zerspanendes Gut und als Auslauf für Späne sowie eine in dem Gehäuse befindliche und darin drehbar gelagerte Trommel mit Mahlorganen verfügt. Eine derartige Mühle ist zum Beispiel durch FR-A-1094782 bekannt. Mit dem Begriff "Zerkleinern" ist die Gesamtheit der Arbeitsgänge gemeint, mit denen Späne erzeugt werden können, wie zum Beispiel zerspanen, abschneiden, abschlagen, abhacken oder abbrechen. Mit Spänen sind alle möglichen Arten von zerstückeltem Material gemeint, wie zum Beispiel Schnitzel, Flocken, Splitter oder Scheiben. Bei Mahlorganen ist an alle möglichen Werkzeuge zu denken, mit denen sich ein Gegenstand zerkleinern lässt, wie zum Beispiel Messer, Meißel und Fräser.
Die Zerkleinerung von Knochenmaterial findet vielfach im medizinischen Bereich statt, wo Spongiosaspäne dazu verwendet werden, Löcher in Knochen zu verschließen, die etwa bei der Beseitigung eines Tumors entstanden sind, oder dazu, den Hohlraum zwischen Kopf oder Pfanne einer Gelenkprothese und dem ringsum vorhandenen Knochenmaterial des Patienten aufzufüllen, der bei der Kontrolle der Prothese unvermeidlich dadurch entsteht, dass auch ein Teil des Knochens entfernt werden muss. Darüber hinaus dienen Knochenspäne unter anderem für die Korrektur abweichender Knochenformen mittels so genannter Knochenplastik, für die Heilung von Frakturschäden sowie für die Arthrodese von Gelenken und Wirbelkörpern. Knochenspäne werden von dem Körper eines Patienten nicht abgestoßen und verwachsen mit dessen Knochen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine Mühle der eingangs erwähnten Art ist durch die schwedische Patentschrift Nummer 9402781-0 bekannt. Die darin beschriebene Knochenmühle besitzt eine Trommel, die mit axial verlaufenden Aussparungen versehen ist, in denen sich Schneidorgane befinden, die lösbar an der Trommel befestigt und alle entlang einer einzigen Linie parallel zu der Trommelachse angeordnet sind. Da die Trommel und die Schneidorgane separat angefertigt und anschließend zusammengebaut werden müssen, ist die Herstellung teuer. Weil die Schneidorgane auf der gleichen Linie angeordnet sind und darüber hinaus ihre Schneiden entlang der gesamten Breite auf einer einzigen Linie liegen, setzt der Schnitt an dem zu zerspanenden Knochen mit sämtlichen Schneidorganen zugleich auf deren gesamter Breite ein. Dies führt zu einer schlagartigen Belastung, wodurch der Zerkleinerungsvorgang nicht besonders effizient verläuft.
Eine solche Mühle, wie sie eingangs beschrieben wurde, ist auch allgemein, zumindest aber in medizinischen Kreisen, in Form einer Knochenmühle mit einer Trommel bekannt, die mit runden Aussparungen versehen ist, die dadurch gekennzeichnet sind, dass ein Teil der Begrenzungswand aus der Ebene der Trommelwand heraus nach außen gebogen und mit einer Schneide versehen ist. Aufgrund der Form der Schneiden ist für die Herstellung großer Späne, wie sie für die oben genannten Anwendungszwecke benötigt werden, eine größere Kraft als bei der oben stehend beschriebenen bekannten Knochenmühle erforderlich. Dadurch dauert die Zerkleinerung von Knochenmaterial länger und erfordert diese mehr Energie, als es bei der oben stehend beschriebenen bekannten Knochenmühle der Fall ist.

ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Mit der Erfindung wird unter anderem das Ziel verfolgt, eine Mühle des eingangs erwähnten Typs zu schaffen, die sich billiger als die bekannte Knochenmühle herstellen lässt. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Mühle dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlorgane durch örtliche Verdickungen der Trommelwand gebildet werden. Da die Trommel und die Mahlorgane aus einem Stück gefertigt werden, gestaltet sich die Reinigung am Operationsort einfacher und kann die Zahl der für die Produktion erforderlichen Arbeitsgänge durch die gleichzeitige Herstellung der Trommel und der Mahlorgane verringert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mühle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlorgane mit einer Schneide versehen sind, deren eine Spitze in der Richtung der Umfangsbewegung der Trommel nach vorne ragt, so dass das von den Mahlorganen erfasste, zu zerkleinernde Material während des Betriebs zuerst mit dieser Spitze in Berührung kommt. Da die Mahlorgane nicht gleichzeitig auf ihrer vollen Breite an den Knochen angesetzt werden, ist weniger Kraft erforderlich und nimmt der Kraftbedarf darüber hinaus nur allmählich zu, wodurch die Mühle effizienter arbeitet als die bekannte Knochenmühle.
Es sei darauf hingewiesen, dass diese konstruktive Maßnahme auch unabhängig angewendet werden kann, also ohne dass die Trommel und die Mahlorgane aus einem Stück gemacht sind und die Mahlorgane durch örtliche Verdickungen der Trommelwand gebildet werden. Zum Beispiel können separat gefertigte Mahlorgane an der Trommel befestigt werden.
Um über eine große axiale Distanz hinweg wirken zu können, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang der Längsachse der Trommel zueinander versetzt auf der Trommel angeordnet sind.
Ein in der Praxis in vorteilhafter Weise zu fertigendes Beispiel dieser Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang mindestens einer gedachten, schraubenförmig um die Trommel verlaufenden Linie angeordnet sind. Eine solche Ausführungsvariante lässt sich auf verhältnismäßig einfache Weise an einer Drehbank herstellen.
Um eine noch höhere Effizienz und einen noch gleichmäßigeren Eingriff der Mahlorgane in den Knochen zu erreichen, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang dem Umfang der Trommel zueinander versetzt auf der Trommel angeordnet sind. Dadurch wird nur ein einziges Mahlorgan beziehungsweise werden nur einige der Mahlorgane zugleich an dem Knochen angesetzt.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch diese konstruktive Maßnahme unabhängig angewendet werden kann, also ohne dass die Trommel und die Mahlorgane aus einem Stück gemacht sind und die Mahlorgane durch örtliche Verdickungen der Trommelwand gebildet werden, und auch ohne dass eine Spitze der Mahlorgane in der Richtung der Umfangsbewegung der Trommel nach vorne ragt.
Ein praktisches, vorteilhaftes Beispiel dieser Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang einer Anzahl von gedachten, in einem bestimmten Winkel zur Längsachse der Trommel verlaufenden schrägen Linien angeordnet sind.
Ein praktisches Ausführungsbeispiel, mit dem sich die beiden oben genannten Ausführungsvarianten in vorteilhafter Weise herstellen lassen, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane an den Schnittpunkten der gedachten schrägen Linien und der gedachten Schraubenlinie angeordnet sind.
Um die Späne abgeben zu können, ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass, in Drehrichtung der Trommel gesehen, vor den Mahlorganen schlitzförmige Aussparungen entlang der gedachten schrägen Linien in der Trommel vorhanden sind.
Eine praktische und vorteilhaft zu fertigende, bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Mühle ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel und die Mahlorgane dadurch geformt werden, dass eine dickwandige Trommel an der Außenseite so abgedreht wird, dass auf der Trommelwand eine schraubenförmige Wand übrig bleibt, die an einigen Stellen abgefräst ist und wobei an den restlichen Wandteilen Schneiden und Freiflächen herausgeschliffen sind.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine mit Mahlorganen versehene Trommel, die in der erfindungsgemäßen Mühle verwendet werden kann. Trommeln mit Mahlorganen können auch einzeln vertrieben werden und sind ohne Weiteres austauschbar. Dadurch können in ein und derselben Mühle Trommeln mit Mahlorganen in unterschiedlicher Zahl und mit Mahlorganen in unterschiedlichen Breiten verwendet werden, mit denen sich Knochenspäne von verschiedener Größe herstellen lassen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines auf den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Mühle näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Mühle,
Fig. 2: eine Trommel mit erfindungsgemäßen Mahlorganen, und
Fig. 3: einen Querschnitt entlang einer Schraubenlinie der Trommel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN

In Fig. 1 wird eine erfindungsgemäße Mühle dargestellt. Die Mühle 1 besitzt ein zylindrisches Gehäuse 3, das mit einem Fuß 5 zum Beispiel auf einem Tisch platziert werden kann. An dem Fuß 5 befindet sich eine Spannvorrichtung 7, mit der sich die Mühle 1 an dem Tisch befestigen lässt. An der Oberseite befindet sich in dem Gehäuse 3 eine Zufuhröffnung 9 für die Beschickung mit dem zu zerspanenden Knochengut. Um die Beschickung mit dem Gut zu erleichtern, befindet sich auf dem Gehäuse 3 ein Füllschacht 11.
Das zylindrische Gehäuse 3 ist auf einer Seite offen. Diese Öffnung 13 dient dazu, eine Trommel 15 mit Mahlorganen 17 in das Gehäuse 3 einsetzen zu können. Diese Trommel 15 ist ebenfalls auf einer Seite mit einer Öffnung 19 versehen, durch die die Abgabe der erzeugten Knochenspäne erfolgt. Auf der anderen Seite befindet sich ein sechskantiger Achsstummel 21, der durch eine in dem Gehäuse 3 vorhandene weitere Öffnung 23 hindurchführt und auf den eine Kurbel 25 aufgesetzt ist. An dem äußeren Ende des sechskantigen Achsstummels 21 befindet sich ein Gewindezapfen 27, auf den eine Mutter 29 zur Befestigung der Kurbel 25 auf dem sechskantigen Achsstummel 21 aufgeschraubt ist. Die Trommel 15 ist in zwei in dem Gehäuse 3 vorhandenen Lagerbuchsen 30 und 31 gelagert. In dem Füllschacht 11 befindet sich ferner ein Stopfer 32. Dieser Stopfer 32 wird durch einen Metallklotz gebildet, der über dem zu zerspanenden Knochengut in den Füllschacht 11 eingesetzt wird und mit dem sich das Gut nach unten drücken lässt.
Die Trommel 15 kann auf einfache Weise durch Lösen, der Mutter 29 aus dem Gehäuse 3 entnommen werden und lässt sich dadurch leicht gegen eine andere Trommel austauschen, die zum Beispiel mit einer geringeren Anzahl von Mahlorganen versehen ist, welche dafür aber größer sind. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn Knochenspäne unterschiedlicher Größe erzeugt werden sollen.
In Fig. 2 wird die Trommel 15 separat dargestellt. Auf einer Seite ist die Trommel mit der erwähnten Öffnung 19 versehen, und auf der anderen Seite befindet sich der sechskantige Achsstummel 21 mit dem Gewindezapfen 27. Die Trommel 15 ist auf beiden Seiten mit Laufflächen 33 und 35 versehen, die in die Lagerbuchsen 30 und 31 in dem Gehäuse 3 passen. An der Trommel 15 befinden sich die Mahlorgane 17. Die Trommel 15 und die Mahlorgane 17 sind aus einem Stück gemacht, wobei die Mahlorgane durch örtliche Verdickungen der Trommelwand 37 gebildet werden. Darüber hinaus befinden sich in der Trommelwand 37 schlitzförmige Aussparungen 39, die, in Drehrichtung der Trommel gesehen, vor den Mahlorganen 17 angeordnet sind und durch die während des Mahlbetriebs die Knochenspäne fallen.
Die Mahlorgane 17 sind mit einer Schneide 41 versehen, die entlang dem Umfang der Trommel angeordnet ist und mit einer Spitze 43 in die Drehrichtung zeigt, so dass die Mahlorgane während des Betriebs zuerst mit dieser Spitze an dem zu zerspanenden Material ansetzen. Die Mahlorgane 17 befinden sich an den Schnittpunkten 45 einer gedachten, um die Trommel führenden Schraubenlinie 47 und einer Anzahl von gedachten, in einem bestimmten Winkel zur Längsachse der Trommel verlaufenden schrägen Linien 49. Die Mahlorgane 17 sind dadurch sowohl entlang der Längsachse als auch entlang dem Umfang der Trommel versetzt zueinander angeordnet. Der Steigungswinkel der gedachten Schraubenlinie 47, die Anzahl Reihen der Mahlorgane 17 und die Breite der Mahlorgane müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass sich bei jeweils einer Umdrehung der Trommel 15 mindestens ein Mahlorgan 17 über die gesamte axiale Länge der Zufuhröffnung 9 vorbeibewegt, so dass, in Längsrichtung der Trommel gesehen, auf der vollen Länge der in der Zufuhröffnung befindlichen, zu zerkleinernden Knochen ein Teil des Materials abgehoben wird.
Die Trommel 15 mit den Mahlorganen 17 wird dadurch geformt, dass eine dickwandige Trommel an der Außenseite so abgedreht wird, dass auf der Trommelwand 37 eine schraubenförmige Wand 51 (mit gestrichelten Linien dargestellt) übrig bleibt, die anschließend an einigen Stellen abgefräst wird. An den restlichen Wandteilen sind Schneiden 41 und Freiflächen 53 herausgeschliffen (siehe Fig. 3), womit die Mahlorgane gebildet werden. Diese können bei Bedarf noch gehärtet werden. Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 3 einen Querschnitt der Trommel 15 entlang der gedachten Schraubenlinie 47. Zum besseren Überblick ist in Fig. 2 nur eine Reihe von Mahlorganen eingezeichnet. In Wirklichkeit wäre eine größere Zahl von Mahlorganen zu sehen.
Wenngleich die Erfindung in der oben stehenden Beschreibung anhand der Abbildungen erläutert worden ist, muss darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung keineswegs auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Die Erfindung erstreckt sich auch auf alle von den Abbildungen abweichenden Ausführungen innerhalb des von den Patentansprüchen definierten Rahmens.
So ist es auch möglich, die Form der Mahlorgane, deren Position auf der Trommel sowie ihre Anzahl zu variieren. Darüber hinaus kann die äußere Form der Mühle in anderer Weise gestaltet werden, zum Beispiel indem anstelle der Kurbel ein Elektromotor montiert oder die Abgabeöffnung an der Unterseite des Gehäuses angeordnet wird. Die Herstellung der Trommel mit den Mahlorganen kann auch durch ein anderes Verfahren erfolgen, wie zum Beispiel ein Gussverfahren mit anschließender Nachbearbeitung der Schneidflächen. Anstatt entlang einer einzigen Schraubenlinie können die Mahlorgane auch entlang mehrerer Schraubenlinien angeordnet sein. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass sich die Mühle nicht nur für die Zerkleinerung von Knochen eignet, sondern auch für die Zerkleinerung anderer Materialien wie zum Beispiel Holz und Kunststoff verwendet werden kann.

Claims

1. Mühle, insbesondere für das Zerkleinern von Knochenmaterial, bestehend aus einem Gehäuse (3), das über mindestens eine Öffnung als Einlauf für zu zerspanendes Gut und als Auslauf für Späne sowie eine in dem Gehäuse befindliche und darin drehbar gelagerte Trommel (15) mit Mahlorganen (17) verfügt, wobei die Mahlorgane und die Trommel eine Einheit bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlorgane durch örtliche Verdickungen der Trommelwand gebildet werden.

2. Mühle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlorgane mit einer Schneide versehen sind, die mit einer Spitze in der Richtung der Umfangsbewegung der Trommel nach vorne ragt, so dass das von den Mahlorganen erfasste, zu zerkleinernde Material während des Betriebs zuerst mit dieser Spitze in Berührung kommt.

3. Mühle gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang der Längsachse der Trommel zueinander versetzt auf der Trommel angeordnet sind.

4. Mühle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang mindestens einer gedachten, schraubenförmig um die Trommel verlaufenden Linie angeordnet sind.

5. Mühle gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang dem Umfang der Trommel zueinander versetzt auf der Trommel angeordnet sind.

6. Mühle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane entlang einer Anzahl von gedachten, in einem bestimmten Winkel zur Längsachse der Trommel verlaufenden schrägen Linien angeordnet sind.

7. Mühle gemäß Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Mahlorgane an den Schnittpunkten der gedachten schrägen Linien und der gedachten Schraubenlinie angeordnet sind.

8. Mühle gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass, in Drehrichtung der Trommel gesehen, vor den Mahlorganen schlitzförmige Aussparungen entlang der gedachten schrägen Linien in der Trommel vorhanden sind.

9. Mühle gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel und die Mahlorgane dadurch geformt werden, dass eine dickwandige Trommel an der Außenseite so abgedreht wird, dass auf der Trommelwand eine schraubenförmige Wand übrig bleibt, die an einigen Stellen abgefräst ist und wobei an den restlichen Wandteilen Schneiden und Freiflächen herausgeschliffen sind.

10. Mit Mahlorganen versehene Trommel, die gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche in der Mühle verwendet werden kann.