JPH0675668B2 - ペースト混合装置 - Google Patents

ペースト混合装置

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JPH0675668B2
JPH0675668B2 JP2155620A JP15562090A JPH0675668B2 JP H0675668 B2 JPH0675668 B2 JP H0675668B2 JP 2155620 A JP2155620 A JP 2155620A JP 15562090 A JP15562090 A JP 15562090A JP H0675668 B2 JPH0675668 B2 JP H0675668B2
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ヘロルト ボルフーディートリヒ
コラン ペーター
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テラ パテント―フェルバルツングス―ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
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    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/71Feed mechanisms
    • B01F35/713Feed mechanisms comprising breaking packages or parts thereof, e.g. piercing or opening sealing elements between compartments or cartridges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
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    • A61B17/88Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
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  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液体成分と粉体成分とを混合して人体移植片の
形成等に使用する骨セメント(bone cement)等のペー
ストを製造するためのペースト混合装置に関する。
〔従来の技術〕
2以上の成分、特に、骨セメントを製造するために液状
成分と粉状成分とを混合してペーストを調整する場合、
混合物をできるだけ均質にして泡を完全に含まない硬化
後に高強度なものにすることが必須である。この目的か
ら、混合過程中に含まれるいかなるガスも続いて除去さ
れなければならない。製品の固化時間が数分である骨セ
メントでは混合調製とガス抜き時間は短い。
西ドイツ公開公報第3708442号は第1軸を中心に回転す
るローターと調製するペースト成分を収容する混合容器
を受けるマウントとを有する混合装置を開示しており、
このマウントは第1軸に関して偏心の第2軸の回転ロー
ター上に支持されている。伝動手段はマウントの第2軸
を中心とする回転を可能にし、他方でローターは第1軸
を中心に回転する。
既知装置において、混合される成分は共通の容器に収容
されかつパーテッション壁により移送状態に分離され
る。使用に際して、パーテッション壁がまず破壊され、
容器は混合装置のマウントへ挿入される。ローターが回
転している間にマウントの概ねの位置が決められてマウ
ント内に収容された容器が循環往復運動を受けるように
マウントは弾性手段により装置の基部に保持されてい
る。混合工程の終了後、容器は真空ポンプに連結されて
混合物のガス抜きがされる。。その後、容器は分取装置
に接続され、そこでプランジャが容器の1端部にあるピ
ストン上に働いて、容器の他端部にある分取開口部から
完成混合物は分取される。
同様の混合装置がアメリカ合衆国特許第4131369号およ
び東ドイツ特許第94554号に記載されている。前者で
は、混合器は遊星歯車機構の太陽歯車と外リング歯車に
係合する遊星歯車上に設置される。太陽歯車と外リング
歯車との間の相対角位置を周期的に変化させることによ
り容器は間欠的に180゜を後退、前進回転する。
特に骨セメントの場合、混合されたペーストは高い粘
度、混練稠度を有するので、混合過程で混入されるガス
泡は極めて高い排気力によってのみ除去できる。しか
し、かかる真空中に揮発性物質もペーストから除去さ
れ、その結果セメントの混合率が予想外に変化すると共
に化学的、物理的性質が劣化する。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は複雑でない設計、簡単な操作、所定混合
比を有する均質で泡のない、早い調製が可能なペース
ト、特に骨セメントの混合装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段およびその作用〕
上記課題を解決するための本発明によるペースト混合装
置は第1軸を中心に回転しかつ第1軸に対して偏心の第
2軸を中心に回転させるべくマウントを支持するロータ
ー、および上記ローターの第1軸を中心とする回転の間
に上記マウントの第2軸を中心とする回転を可能にし、
かつ上記マウントが第2軸を中心に自由に回転できる状
態にするためにスイッチ転換を可能にする伝動手段から
成る。
かかる装置において、上記マウントは容器を挿入でき、
かつ上記容器はペースト成分を収容できる構成になって
いて、その一端にピストンを有する。上記マウントとそ
こへ挿入される上記容器とにより構成されるユニットの
重心が上記容器内に収容したペーストの位置と関係なく
第2軸と上記ピストンとの間になるように、上記ピスト
ンの重量が負荷される。かかる設計により、ペーストを
上記容器へ入れて第1軸を中心に上記ロータを回転させ
かつ第2軸のシャフトを回転自由にしたときに、上記ユ
ニットの重心は第2軸に関して上記ピストン側になり、
かつ遠心力の働きにより上記容器のピストン側がペース
トの重量効果も伴って第1軸に対して遠方へ位置決めさ
れることになる。
このようにして、本発明の装置は特に2つの作業モード
により3工程を実施する。即ち、通常、粉体成分を収容
する上記混合容器へ分離室から液体成分が供給され、こ
の2成分が容器のピストン側へ圧縮される第1工程また
は段階、上記2成分が往復振盪されて稠密に混合される
第2工程または段階、および続いてこの混合物が圧縮さ
れる第3工程または段階を実施する。
上記第1段階は初期圧縮工程であって、必要に応じて選
択できる。圧縮工程において、上記ローターは上記伝動
手段の作動により第1軸を中心に回転するが、マウント
の第2軸を中心とする回転は自由になり、上述のごとき
構成と遠心力の作用により容器のピストン側が上記ロー
ターの回転中心軸である第1軸から最も遠隔の位置に位
置決めされた状態になって上記ローター上を回転する。
この上記ローターに対する上記ユニットの相対的位置関
係はこの第1作業モード中維持される。
上記第2段階において、上記ローターは同様に第1軸を
中心に回転しているが、同時に上記伝動手段のスッチ転
換により上記マウントの第2軸を中心とする回転を実行
させる。これにより、第1段階で一緒にされた2成分は
前後に振盪して均質混和される。従って、この第2作業
モードでは遊星型回転が行われる。第1軸と第2軸に係
合する回転歯車の径が等しい場合には、上記マウントは
上記ローターの回転中その一定空間配向を維持し、上記
混合容器は実質的に左右へ水平方向の往復運動をする、
または振盪する。
第3段階において、本発明の装置は上記第1作業モード
に上記伝動手段によりスイッチ転換される。この伝動手
段の転換により、上記容器を担持する上記マウントは回
転自由となり、上記ローターに対して上述の位置へ配向
し、それにより上記第2段階で混合された混合物は上記
ローターの連続回転により生じる遠心力により上記ピス
トン側へ付勢され、圧縮される。従って、上記混合体段
階で混合物中に含まれる気体はこの段階で排出される。
上記伝動手段の転換は上記ローターの連続回転中になさ
れるので圧縮工程は混合工程に引き続いて行われ、それ
により要求される全工程時間を短縮できる。
この第3段階の終了後、上記容器は上記マウントから取
り外され、混合物は上記ピストンを前進させて取り出さ
れる。
更に、本発明の特徴は特に簡略化された伝動手段、混合
工程と圧縮工程との間で上記伝動手段を転換させるクラ
ッチ、および上記クラッチの遠隔制御器にある。
好ましい態様によれば、上記伝動手段は上記ローターの
回転中にスイッチ転換できる構成になっている。また、
上記伝動手段は第1軸を中心に回転しかつ上記マウント
を第2軸を中心に積極的に駆動回転させる中央輪、およ
び、係合時に、上記中央輪と上記中央輪を上記ローター
に対して回転させる手段とを連結するクラッチを有す
る。上記クラッチは、係合時に、上記中央輪を上記装置
の固定部に固定するブレーキ手段を有する。上記中央輪
はベルトを介して上記マウントに連結された他のギアを
駆動する。更に、上記中央輪は上記マウントに連結され
た他のギアを駆動するギアである。上記中央輪と上記他
のギアは同一直径を有しいていてよい。上記クラッチは
電磁作動できるのがよい。
本発明において、上記ローターは第1軸を中心に第1軸
から等負度で離隔された2以上のマウントを担持してい
てよい。これは、多量のペーストを同時に調製する必要
がある場合に実用的である。この態様では、上記ロータ
ーは力学的均衡を保持するように構成する。
本発明の他の態様において、本発明の装置は混合工程を
調整できる第1調整期間と圧縮工程を調整できる第2調
整期間を設定するタイミング手段を有する。
上記タイミング手段は混合作業から圧縮作業へ上記伝動
手段を自動的に切り換える。即ち、上記タイミング手段
は上記第1調整期間の開始時に、上記マウントが第2軸
を中心として自由に回転する初期圧縮状態から第2軸を
中心に駆動回転する状態に上記伝動手段をスイッチ転換
する。上記ローター回転の第1調整期間の終了後に上記
伝動手段をスイッチ転換して第2調整期間中上記ロータ
ーを連続回転させると共に上記マウントの第2軸を中心
とする回転を自由にする。
更に、圧縮工程最終時に、第1調整期間として、分離さ
れている液体成分を粉体成分を収容する混合室へ移送す
る期間を含んでよい。
更に、上記タイミング手段は上記伝動手段のスイッチ転
換時に上記ローターの速度を変化させる手段を有するの
がよい。1作業工程から次の工程へ上記伝動手段を転換
させる場合に、上記ローターの速度を各作用に適した最
良値に調整できる。
〔実施例〕
第1図の装置において、ローター10は該装置の基部12に
固定されたブッシング13内に回転自在に設置されたシヤ
フト11に連結されている。このシャフト11は基部12に収
容されたモータ14により駆動する。
シャフト17はローターシャフト11の軸15に平行な偏心軸
16を中心に回転するためにローター10上に設置されてい
る。ローター10上で、偏心シャフト17は混合器19を受け
るためにマウント18を担持し、プーリ20はローター10の
下でシャフト17に固定されている。ブッシング13上に他
のプーリ22がローターシャフト11の軸15を中心とした回
転を可能にするために設置されかつ第1プーリ20に駆動
ベルト21を介して連結されている。
ソレノイド23は基部12に固定されている。ソレノイド23
の接極子に連結されたプランジャ24はプーリ22の下方へ
延びるスリーブ部26の外側部内に形成された凹部25と係
合できるようになっている。
混合容器19は第1成分を受けるために第1図の右に示し
た室54、および粉体成分を受けるために第1図の左に示
した混合室56を有する。第1成分は骨セメントの液体成
分であってよい。混合室56は可動ピストン55により1端
部が閉鎖されている。混合容器19の第1状態において、
室54,56は係止バルブ型のシール(図示せず)により相
互に分離されている。このシールは混合容器19上に設け
たリング60を移動することにより係合を解くので液体成
分は混合室56へ該混合室方向へ働く力を受けて移送され
る。マウント18と混合容器19は混合容器19が所定位置に
おいてのみでマウント18に挿入されるように配設されて
いる。更に、マウント18と混合容器19はこれらの2部1
8,19により形成されるユニットの重力の中心が第1図の
29で示した容器内容物29の位置と関係なく軸16からピス
トン55に向かってオフセットされる形態になっている。
カウンタウエイト30はマウント18、シャフト17、プーリ
20および充填混合容器19により生じる不均衡を補正する
ために軸16の直径方向反対側位置でローター10に固定さ
れている。
モータ14と電磁石のソレノイド23とは基部12内に設置さ
れたタイミング回路31により制御される。タイミング回
路31はモータ14の作動期間を設定するための制御器32お
よびソレノイド23の作動時間を設定するための制御器33
を有する。
作用において、混合容器19はリング60が上記バルブ型シ
ールが解放する位置へ移動した後に所定位置でマウント
18へ挿入される。
そこで、モータ14が作動してローター10を回転させる。
この第1作動段階中に、ソレノイド23のプランジャ24は
スリーブ26内に形成された凹部25から放出されて、プー
リ22のブッシング13を中心とする回転が自由になり、マ
ウント18のローター10に対する回転は自由になる。マウ
ント18の初期位置と関係なく、ローター10の回転により
生じる遠心力がマウント18と混合容器19とにより形成さ
れたユニットをローター10に対して一定位置、即ちピス
トン55が軸15から最も遠隔となる位置へ配向させる。第
1図に示されたこの位置で、混合容器19を含むマウント
18は軸16の回りをそれ以上回転することなくローター10
に拘束されるので、液体成分は室54から混合室56へ移送
される。
ソレノイド23を作動させることにより、プランジャ24は
第1図のスリーブ26内に形成された凹部25と係合する位
置へ延び、プーリ20を担持するシャフト17はベルト21を
介してプーリ22と係合して、プーリ22が固定される。そ
れによりシャフト17、および混合容器19を保持するマウ
ント18はローター10の軸15の回りの連続回転によりロー
ター10に対して軸16を中心に駆動、回転する。マウント
18の軸16を中心とする回転はロータ10の軸15を中心とす
る回転と反対向きになる。換言すれば、この作業モード
ではマウント18は軸16を中心に遊星型回転を行なう。混
合物は前後に振盪して、均質混和される。実際には軸16
により描かれる円形路に沿って往復運動または振動す
る。
プーリ20と22の両方が第1図のごとく同一径である場
合、混合容器19は軸15を中心とする円上を平行に運動す
るので容器内容物29は混合室56の内壁に沿って回転また
は混転運動する。これにより混合成分は全体に混合して
均質ペーストになる。
制御器33により設定された時間を終了すると、タイミン
グ回路31は再びソレノイド23を作動してプランジャ24を
収縮させる。上記時間はソレノイド23の第1作動で開始
し、混合する成分の性質により設定される。マウント18
はそれにより再び軸16の回りを自由に回転して第1図に
示された配向に自動調整され、ローター10に対して定着
位置へ戻る。この段階で、容器内容物29はピストン55に
付勢され、混合段階中にペーストに混入された空気は排
出すべく圧縮される。
ローター10は制御器32により設定された全時間を終了す
ると回転を停止する。そこで、容器19はマウント18から
除去され、最終ペーストが分取される。
第2図の装置は第2混合容器19を受けるための第2マウ
ント18がカウンタウエイト30の代わりに設けられている
点で第1図の装置と異なる。混合容器を受けるために2
以上のマウントが軸15から等角度離れた位置でローター
10上に設置されている。
第2図において、マウント18を混合段階中にローター10
に対して回転させる伝動手段は中央ギア42を固定ブッシ
ング13の回りを回転させるために具備し、かつ中間ギア
41を介して容器マウント18のシャフト17に固定されたギ
ア40と係合する歯車を有する。
ギア40と42が同数の歯を有する場合には第1図に関して
記載した運動を達成できる。歯数が異なる場合には、各
マウント18はローター10の回転によって相互に平行ガイ
ドされないが、ローター10の回転上、重合回転を行う。
第2図において、混合段階中に中央ギア42を固定するク
ラッチはブレーキにより構成される。ブレーキシュー44
はソレノイド23により作動するようになっていて、中央
ギア42と一体形成されたスリーブ部26の外周面と共働す
るブレーキライニング45を有する。この種のクラッチは
中央ギア42のいずれの位置においても再係合して続く混
合工程を実行する点で第1図の態様よりも好ましい。
第2図のごとく、2以上のマウント118はそれぞれをシ
ャフト17に固定される。各シャフト17は、クラッチが離
れると各混合容器19内のピストン55がローター軸15から
最も遠隔になる位置へマウント18が自己調整するよう
に、ギア40..42を介して相互に連結されている。
上記説明から明らかなように、ローター10は3段階の作
業(液体成分の混合室56への移送、混合、圧縮)を通し
て一定の速度で回転する。しかし、タイミング回路31は
各段階のモータ速度を変更できる設計にしてよい。特
に、圧縮工程は混合工程よりも高速にしてよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はローター軸に沿った混合装置の概略断面図、お
よび 第2図は混合装置の他の態様を示す第1図と同様の図で
ある。 10……ローター 14……モータ 15……第1軸 16……第2軸 18……マウント 19……混合容器 31……タイミング手段 20〜22,40〜42……伝動手段 21……ベルト 30……カウンタウエイト 31……タイミング回路(手段) 54,56……室 55……ピストン

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1軸(15)を中心に回転しかつ第1軸
    (15)に対して偏心の第2軸(16)を中心に回転させる
    べくマウント(18)を支持するローター(10)、および 上記ローター(10)の第1軸(15)を中心とする回転の
    間に上記マウント(18)の第2軸(16)を中心とする回
    転を可能にし、かつ上記マウント(18)が第2軸(16)
    を中心に自由に回転できる状態にするためにスイッチ転
    換を可能にする伝動手段(20...22,40...42)から成
    り、 上記マウント(18)は容器(19)を挿入できる構成にな
    っていて、上記容器(19)はペースト成分を収容できか
    つその一端部にピストン(55)を有し、かつ上記マウン
    ト(18)とそれに挿入された上記容器(19)とにより構
    成されるユニットの重心が上記容器(19)内ペースト
    (29)の位置と関係なく第2軸(16)と上記ピストン
    (55)との間になるべく上記ピストン(55)の重量が負
    荷されていて、それにより上記容器内でペーストを混合
    しかつ圧縮する、ことを特徴とするペースト混合装置。
  2. 【請求項2】上記伝動手段(20...22,40...42)は上記
    ローター(10)の回転中にスイッチ転換できる構成にな
    っている、ことを特徴とする請求項1の装置。
  3. 【請求項3】上記伝動手段(20...22,40...42)は第1
    軸(15)を中心に回転しかつ上記マウント(18)を第2
    軸(16)を中心に駆動回転させる中央輪(22,42)、お
    よび係合時に、上記中央輪(22,42)と上記中央輪を上
    記ローター(10)に対して回転させる手段(12)とを連
    結するクラッチ(23...25;23,44,45)を有する、ことを
    特徴とする請求項1または2の装置。
  4. 【請求項4】上記クラッチ(23...25;23,44,45)は、係
    合時に、上記中央論(22,42)を上記装置の固定部(1
    2)に固定するブレーキ手段を有する、ことを特徴とす
    る請求項3の装置。
  5. 【請求項5】上記中央輪(22)はベルト(21)を介して
    上記マウント(18)に連結された他のギア(20)を駆動
    するものである、ことを特徴とする請求項3または4の
    装置。
  6. 【請求項6】上記中央輪(42)は上記マウント(18)に
    連結された他のギア(40)を駆動するギアである、こと
    を特徴とする請求項3または4の装置。
  7. 【請求項7】上記中央輪(22,42)と上記他のギア(20,
    40)は同一直径を有する、ことを特徴とする請求項5ま
    たは6の装置。
  8. 【請求項8】上記クラッチ(23...25;23,44と45)は電
    磁作動可能である、ことを特徴とする請求項1から7の
    いずれか1の装置。
  9. 【請求項9】上記ローター(10)は第1軸(15)を中心
    に第1軸(15)から等角度で離隔された2以上のマウン
    ト(18)を担持している、ことを特徴とする請求項1か
    ら8のいずれか1の装置。
  10. 【請求項10】上記ローター(10)の第1軸(15)を中
    心とする回転と同時に上記マウント(18)の第2軸(1
    6)を中心とする回転による混合期間終了後に上記伝動
    手段(20...22,40...42)をスイッチ転換し、上記マウ
    ント(18)が第2軸(16)を中心に自由回転する続く圧
    縮期間中に上記ローター(10)を連続回転させるタイミ
    ング手段(31)を有する、ことを特徴とする請求項1か
    ら9のいずれか1の装置。
  11. 【請求項11】上記タイミング手段(31)は上記混合期
    間の開始時に上記マウント(18)が第2軸(16)を中心
    に自由回転する初期圧縮状態から第2軸(16)を中心に
    駆動回転する状態に上記伝動手段(20...22,40...42)
    をスイッチ転換する、ことを特徴とする請求項10の装
    置。
  12. 【請求項12】上記タイミング手段(31)は上記伝導手
    段(20...22,40...42)のスイッチ転換時に上記ロータ
    ーの速度を変化させる、ことを特徴とする請求項11の装
    置。
JP2155620A 1989-06-15 1990-06-15 ペースト混合装置 Expired - Lifetime JPH0675668B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8907335.5 1989-06-15
DE8907335U DE8907335U1 (de) 1989-06-15 1989-06-15 Mischvorrichtung für Pasten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03109931A JPH03109931A (ja) 1991-05-09
JPH0675668B2 true JPH0675668B2 (ja) 1994-09-28

Family

ID=6840138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2155620A Expired - Lifetime JPH0675668B2 (ja) 1989-06-15 1990-06-15 ペースト混合装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5167448A (ja)
EP (1) EP0402668B1 (ja)
JP (1) JPH0675668B2 (ja)
AT (1) ATE110295T1 (ja)
DE (2) DE8907335U1 (ja)
ES (1) ES2057268T3 (ja)

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