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Erfindungsbereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Knetvorrichtung und
ein Verfahren, das für
das Kneten von Gegenständen
geeignet sind.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Eine
Knetvorrichtung dieser Art wird zum Beispiel in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 5-103966 offenbart. Diese Knetvorrichtung
enthält
zwei Kammern, die an dem linken und rechten Ende eines engen Rohres
angeordnet sind, wobei die Kapazität der Kammern mit Hilfe von
Kolben verändert
werden kann, und die eine Einlass-JAuslassbohrung für eine Flüssigkeit
(das zu knetende Material) aufweist, welche an der Oberseite des
engen Rohres vorgesehen und mit Hilfe einer gummiartigen Abdeckung
gegenüber
der Außenseite abgedichtet
ist.
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In
der vorstehend beschriebenen Knetvorrichtung bewegen sich die rechten
und linken Kolben in derselben Richtung hin- und her, und transportieren
dadurch die Flüssigkeit
in dem engen Rohr. Die Flüssigkeit
wird durch die in diesem Moment erzeugte Turbulenz verknetet.
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Da
jedoch in dieser Knetvorrichtung die Einlass-/Auslassbohrung an
der Oberseite des engen Rohres angeordnet ist, kann die Flüssigkeit,
die sich in der Einlass-/Auslassbohrung angesammelt hat, nicht leicht
in das enge Rohr fließen
und die eingespritzte Flüssigkeit
wird nicht ausreichend verknetet. Da es notwendig ist, eine Einspritzvorrichtung
zu verwenden, um die Flüssigkeit
in die Einlass-/Auslassbohrung einzuspritzen und die Flüssigkeit
aus der Einlass-/Auslassbohrung abzuziehen, wird der Arbeitsgang
der Einspritzung und der Extraktion der Flüssigkeit schwierig. Außerdem ist
es notwendig, den zylindrischen Abschnitt, welcher die beiden Kammern
und das enge Rohr enthält,
in der Hand zu halten und einen der Kolben in das Rohr zu drücken, wodurch
der Knetvorgang schwierig wird und die Wahrscheinlichkeit, dass
Bakterien od.dgl. eindringen können,
erhöht
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehend
genannten Probleme gemacht und zielt darauf ab, eine Knetvorrichtung und
ein Verfahren bereitzustellen, mit deren Hilfe es möglich ist,
einen Gegenstand ausreichend zu verkneten, und die Einführung und
die Extraktion des Gegenstandes vor und nach dem Kneten vereinfacht werden,
und nur eine geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass Bakterien
od.dgl. infiltriert werden können.
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Um
die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, enthält die Knetvorrichtung
nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen ersten
Zylinder mit einer ersten Kammer, bei der die Kapazität der ersten
Kammer durch die Verschiebung des ersten Kolbens verändert werden
kann, sowie eine erste enge Bohrung, die in dem Kopf des ersten
Zylinders angeordnet ist und an die erste Kammer angeschlossen ist,
und einen zweiten Zylinder mit einer zweiten Kammer, wobei die Kapazität der zweiten
Kammer durch die Verschiebung des zweiten Kolbens verändert werden
kann, sowie eine zweite enge Bohrung, die am Kopf des zweiten Zylinders
angeordnet und an die zweite Kammer angeschlossen ist. Der erste und
der zweite Zylinder sind auf einer axialen Linie angeordnet, wobei
ihre Köpfe
einzeln so miteinander verbunden sind, dass die erste und die zweite
Kammer mindestens über
eine der ersten engen Bohrung oder der zweiten engen Bohrung miteinander
verbunden werden. Außerdem
enthält
diese Knetvorrichtung eine Zylinderhalterungseinheit, mit deren Hilfe
die Basis des ersten Kolbens gehalten wird, welcher aus der Basis
des ersten Zylinders herausragt, sowie die Basis des zweiten Zylinders,
die aus der Basis des zweiten Zylinders hervorsteht, so gehalten wird,
dass sie frei befestigt und entfernt werden können. Ein Gegenstand, der verknetet
werden soll, wird in die erste und/oder zweite Kammer eingeleitet
und durch die Bewegung der ersten und zweiten Zylinder in der axialen
Richtung geknetet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung kann das zu verknetende Material durch
die Bewegung der ersten und zweiten Zylinder ausreichend verknetet werden.
Es besteht keine Notwendigkeit, die ersten und zweiten Zylinder
in der Hand zu halten, wodurch der mit der Hand in Berührung kommende
Bereich verringert und daher die Wahrscheinlichkeit, dass Bakterien
eindringen können,
reduziert wird. Da außerdem
die Kolben nicht unbedingt in der Schubrichtung bewegt werden müssen, wird
der Knetvorgang vereinfacht.
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Das
zu verknetende Material kann zum Beispiel in einfacher Weise in
die erste und die zweite Kammer dadurch eingeführt werden, dass es durch die
Köpfe eingesogen
werden kann, oder dass der erste und der zweite Kolben entfernt
werden. Nachdem der Knetvorgang abgeschlossen worden ist, kann das
zu verknetende Material aus der ersten und der zweiten Kammer dadurch
entfernt werden, dass die ersten und zweiten Zylinder geschoben
werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass das Zementpulver
und die Härtungsflüssigkeit
in einem luftdichten Raum miteinander verknetet werden, der durch
die erste enge Bohrung und/oder die zweite enge Bohrung, die erste Kammer
und die zweite Kammer versiegelt werden, und daher die Menge der Luft,
die in das zu verknetende Material eindringt, extrem gering ist.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Knetvorrichtung
nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Zementpulver
und eine Härtungsflüssigkeit,
die mit dem Zementpulver reagiert. In diesem Fall ist es in einfacher
Weise möglich,
das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
zu erreichen, die ausreichend miteinander verknetet worden sind
und gerade angefangen haben, sich zu verhärten. Da die Menge der Luft,
welche in das zu verknetende Material nach der Aushärtung eindringt,
extrem gering ist, ist das hergestellte Zementmaterial außerordentlich
fest.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in der Knetvorrichtung
nach dem ersten und dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
eine Einspritzeinheit an dem Kopf (den Köpfen) des ersten und/oder des
zweiten Zylinders befestigt werden. In diesem Fall kann das zu verknetende
Material in den einzuspritzenden Gegenstand dadurch eingespritzt
werden, dass eine Einspritzeinheit zum Beispiel an dem Kopf des
ersten Zylinders befestigt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil,
dass wenn das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit miteinander verknetet
worden sind und gerade beginnen, sich zu härten, dieses Material zum Beispiel
sofort in einen Knochen injiziert werden kann, der zahlreiche Poren
aufweist, welche zum Beispiel durch Osteoporose erzeugt worden sind.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren
für das
Kneten die Schritte der Anordnung eines ersten Zylinders mit einer
ersten Kammer, wobei die Kapazität
dieser ersten Kammer mit Hilfe der Bewegung des ersten Zylinders
verändert
werden kann, und eine erste enge Bohrung, welche an dem Kopf des
ersten Zylinders angeordnet und an die erste Kammer angeschlossen ist,
sowie einen zweiten Zylinder mit einer zweiten Kammer, wobei die
Kapazität
dieser zweiten Kammer durch die Bewegung des zweiten Kolbens verändert werden
kann, sowie eine zweite enge Bohrung, die an dem Kopf des zweiten
Zylinders angeordnet und an die zweite Kammer angeschlossen ist
die auf einer axialen Linie angeordnet sind, wobei ihre Köpfe so getrennt
miteinander verbunden werden, dass die erste und die zweite Kammer
mindestens mit Hilfe der ersten engen Bohrung und der zweiten engen Bohrung
miteinander verbunden werden; und eine Zylinderhalterungseinheit
eingesetzt wird, um die Basis des ersten Kolbens, welche aus der
Basis des ersten Zylinders hervorsteht, und die Basis des zweiten
Zylinders, die aus der Basis des zweiten Zylinders hervorsteht,
so zu halten, dass sie frei befestigt und entfernt werden können, während das
zu verknetende Material, das in die erste und/oder die zweite Kammer
eingefüllt
wird, durch die Bewegung der ersten und zweiten Zylinder in der
axialen Richtung verknetet wird.
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Nach
einem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der zu knetende Gegenstand
ein Zementpulver und eine Härtungsflüssigkeit,
welche mit dem Zementpulver reagiert.
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Nach
einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in der Knetvorrichtung
nach dem vierten und fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung nach dem Verkneten des zu verknetenden
Gegenstandes eine Einspritzeinheit, die an dem Kopf (den Köpfen) des
ersten Zylinders und/oder des zweiten Zylinders befestigt wird,
und das zu verknetende Material wird in den injizierten Gegenstand
eingespritzt.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird das zu verknetende Material nachdem
die Verbindung der Köpfe
zwischen dem ersten Zylirders und dem zweiten Zylinders gelöst worden
ist, aus den Köpfen
dadurch abgezogen, dass mindestens einer der Zylinder durch Zugkraft
betätigt
worden ist. Daher wird das zu verknetende Material in die erste
Kammer und/oder die zweite Kammer eingefüllt. Wenn anschließend die
Köpfe des
ersten Zylinders und des zweiten Zylinders miteinander verbunden
worden sind, hält
die Zylinderhalterungseinheit die Basis des ersten Zylinders und
die Basis des zweiten Zylinders fest. Damit wird die Vorbereitung
des Knetvorgangs abgeschlossen. Alternativ kann das zu verknetende Material
in die erste Kammer und/oder die zweite Kammer mit Hilfe von anderen
Verfahren als der Betätigung
des Zylinders durch Zugkraft eingefüllt werden, wie zum Beispiel
durch Herausziehen des Kolbens aus dem Zylinder.
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Durch
Halten der Zylinderhalterungseinheit mit der Hand werden der erste
Zylinder und/oder der zweite Zylinder in der axialen Richtung bewegt.
Der erste und der zweite Zylinder bewegen sich gemeinsam und der
zu verknetende Gegenstand, der zum Beispiel in die erste Kammer
eingefüllt
worden ist, durchquert die erste enge Bohrung und/oder die zweite
enge Bohrung und gelangt in die zweite Kammer. Alternativ durchquert
der zu verknetende Gegenstand, der5 in die zweite Kammer eingefüllt worden
ist, die erste enge Bohrung und/oder die zweite enge Bohrung und
gelangt in die erste Kammer.
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Turbulenzen,
Unterschiede in der Strömungsgeschwindigkeit
od.dgl. werden durch eine Quetschung bewirkt, während der zu verknetende Gegenstand
die erste und die zweite enge Bohrung durchquert, die durch die
rasche Bewegung durch die erste und die zweite enge Bohrung, sowie
durch das Auslaufen aus der ersten engen Bohrung od.dgl. in die
erste und die zweite Kammer erzeugt wird. Wenn zwei oder mehr Substanzen
für das
Kneten eingefüllt worden
sind, werden diese Substanzen sehr schnell miteinander verknetet.
Daher kann durch die Wiederholung der Bewegung in die vordere und
hintere Richtung des ersten und des zweiten Zylinders das zu verknetende
Material ausreichend verknetet werden. ' Außerdem
ist es bei dem Knetvorgang ausreichend, wenn mindestens einer der
ersten oder zweiten Zylinder in der Hand gehalten und in der axialen Richtung
bewegt wird, wobei es nicht notwendig ist, den ersten und den zweiten
Zylinder mit der Hand festzuhalten, wobei der mit der Hand in Berührung kommende
Bereich verringert wird. Dadurch wird ebenfalls die Wahrscheinlichkeit,
dass Bakterien eindringen können,
deutlich reduziert. Da die Zylinder nicht unbedingt in der Schubrichtung
bewegt werden müssen,
wird der Knetvorgang vereinfacht.
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Nach
der Verknetung kann der zu verknetende Gegenstand in einfacher Weise
von den Köpfen des
ersten und des zweiten Zylinders dadurch entfernt werden, dass man
sie von der Zylinderhalterungseinheit entfernt und ihre Köpfe trennt.
Anders gesagt, kann der zu verknetende Gegenstand, der in der ersten
und in der zweiten Kammer zurückbleibt, in
einfacher Weise von den Köpfen
dadurch entfernt werden, dass der erste und der zweite Zylinder
durch Druck betätigt
werden. Dadurch wird die Einfüllung und
die Entfernung des zu verknetenden Materials vereinfacht. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, dass die Verknetung in einem luftfreien Raum
durchgeführt
wird, der durch die erste enge Bohrung und/oder die zweite enge
Bohrung, die erste Kammer und die zweite Kammer versiegelt wird,
so dass die Luft, die in den zu verknetenden Gegenstand eindringt,
extrem gering ist.
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In
dem zweiten und dem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Zementpulver zum Beispiel
mit Hilfe eines Trichters aus der ersten Kammer von dem Kopf des
ersten Zylinders in die erste Kammer eingefüllt, nachdem die Köpfe der
Zylinder voneinander getrennt worden sind, und eine Härtungsflüssigkeit
wird in die zweite Kammer von dem Kopf des zweiten Zylinders in
die zweite Kammer dadurch eingesogen, dass der zweite Zylinder durch Zugkraft
betätigt
wird. Anschließend
werden die Köpfe
miteinander verbunden und der erste und der zweite Zylinder werden
bewegt, nachdem die Zylinderhalterungseinheit daran befestigt worden
ist, wodurch das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit ausreichend miteinander
verknetet werden können,
bis sie beginnen, sich zu verhärten.
Da außerdem
die Menge der Luft, die in den zu verknetenden Gegenstand nach der
Aushärtung
eindringt, extrem gering ist, ist das gehärtete Zementmaterial extrem
fest.
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Alternativ
kann das Zementmaterial und die Härtungsflüssigkeit zum Beispiel in die
erste oder die zweite Kammer eingefüllt und dadurch verknetet werden,
dass der erste und der zweite Zylinder betätigt werden.
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Wenn
ein Zementpulver und eine Härtungsflüssigkeit
als Knetmaterial verwendet werden, sollte der Innendurchmesser der
ersten engen Bohrung und der zweiten engen Bohrung zwischen 2 mm
und 10 mm liegen. Wenn der Innendurchmesser weniger als 2 mm beträgt, ist
der Bewegungswiderstand des Zementpulvers insbesondere zu stark,
wodurch die ersten und die zweiten Zylinder daran gehindert werden,
sich sanft zu bewegen. Wenn der Innendurchmesser über 10 mm
liegt, wird die Quetschwirkung reduziert, so dass es unmöglich wird,
das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
innerhalb von kuxzer Zeit miteinander zu vermischen, wodurch die
Festigkeit des Zements nach seiner Aushärtung reduziert wird.
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Wenn
D1 und D2 jeweils den Innendurchmesser der ersten und zweiten Zylinder
darstellen, so repräsentieren
d1 und d2 jeweils den Innendurchmesser der ersten und zweiten engen
Bohrungen, so liegt die Kontraktionsrate der Durchmesser der engen
Bohrungen, die in einem Verhältnis
von d1/D1, d2/D2, d1/D1 und d2/d1 berechnet wird, vorzugsweise zwischen
10 % und 50 %. Der Grund hierfür
liegt darin, dass wenn die Kontraktionsrate unter 10 liegt, der
Quetschfaktor und der Bewegungswiderstand des Zementpulvers od.dgl. übermäßig groß wird. Wenn
die Kontraktionsrate über
50 % liegt, wird die Quetschwirkung reduziert, so dass es unmöglich wird,
das Zementpulver od.dgl. innerhalb kurzer Zeit ausreichend zu vermischen
und zu kneten. Eine Kontraktionsrate des Durchmessers der engen
Bohrung zwischen 10 % und 50 erlaubt es, die Knetvorrichtung auch
für andere
Knetmaterialien zu verwenden, als solche Materialien, die aus einer
Kombination aus Zementpulver und einer Härtungsflüssigkeit bestehen.
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Nach
dem dritten und sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
der zu knetende Gegenstand in einfacher Weise in einen zu injizierenden Gegenstand
dadurch eingespritzt werden, dass eine Einspritzeinheit zum Beispiel
an dem Kopf des ersten Zylinders befestigt wird. Wenn zum Beispiel
das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
verknetet worden sind und gerade beginnen, sich auszuhärten, können sie
sofort zum Beispiel in einen Knochen (Gegenstand der Injektion)
eingespritzt werden, der aufgrund von Osteoporose zahlreiche Poren
aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die 1 zeigt einen Querschnitt
einer Knetvorrichtung nach einer ersten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung;
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Die 2 zeigt ein Diagramm der
Knetvorrichtung, das einen Querschnitt entlang der Linie II – II in
der Darstellung der 1 darstellt;
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Die 3 zeigt ein Diagramm derselben Knetvorrichtung,
das einen Querschnitt entlang der Linie III – III in der Darstellung der 1 darstellt;
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Die 4 zeigt einen Querschnitt
der primären
Teile derselben Knetvorrichtung;
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Die 5 zeigt einen Querschnitt
der primären
Teile der Knetvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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Die 6 zeigt einen Querschnitt
der primären
Teile einer Knetvorrichtung nach einer dritten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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Die 7 zeigt einen Querschnitt
der primären
Teile einer Knetvorrichtung nach einer vierten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung; und
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Die 8 zeigt einen Querschnitt
der primären
Teile einer Knetvorrichtung nach einer fünften Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsarten
der vorliegenden Erfindung in bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erklärt.
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Ausführungsart 1
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In
den Darstellungen der 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Knetvorrichtung 1 nach
der ersten Ausführungsart
enthält
einen ersten Zylinder 2 und einen zweiten Zylinder 4.
Der erste Zylinder 2 besitzt eine erste Kammer 2,
deren Kapazität
durch die Verschiebung eines ersten Kolbens 3 verändert werden kann,
sowie eine erste enge Bohrung 2b, welche zu der Kammer 2a in
seinem Kopf 22d führt.
Der zweite Zylinder 4 besitzt eine zweite Kammer 4a mit
einer zweiten Kammer 4a, deren Kapazität durch die Verschiebung eines
zweiten Kolbens 5 verändert
werden kann, sowie eine zweite enge Bohrung 4b, welche
zu der zweiten Kammer 4a in seinem Kopf 42d führt.
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Der
erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 sind
auf einer horizontalen Linie angeordnet und ihre Köpfe 22d und 42d werden
getrennt mit Hilfe eines Gewindes 6 miteinander verbunden.
Nachdem sie so miteinander verbunden worden sind, werden die erste
Kammer 2a und die zweite Kammer 4a mit Hilfe der
ersten engen Bohrung 2b und der zweiten engen Bohrung 4b miteinander
verbunden.
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Der
erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 enthalten
jeweils zylindrische Abschnitte 21 und 41, sowie
Kopfabschnitte 22 und 42, die mit Hilfe von Schrauben
an den Köpfen
der zylindrischen Abschnitte 21 und 41 befestigt
werden.
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Die
zylindrischen Abschnitte 21 und 41 besitzen Außengewinde 21a und 41a an
den äußeren Rändern ihrer
Köpfe,
sowie Flansche 21b und 41b, die nach außen in einer
Richtung parallel zu dem Radius ihrer jeweiligen Basisabschnitte
verlaufen.
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Der
Kopfabschnitte 22 und 42 enthalten in einem Körper (a)
zylindrische Abschnitte 22b und 42b mit einem
großen
Durchmesser, die an ihren Innenseiten Innengewinde 22a und 42a aufweisen,
die mit Außengewinden 21a und 41a in
Eingriff treten, sowie (b) keilförmige
Abschnitte 22c und 42c, die sich zwischen den
zylindrischen Abschnitten 22b und 42b gegen ihre
Köpfe verjüngen, sowie
(c) Abschnitte 22d und 42d, die an dem Kopf der
keilförmigen
Abschnitte 22c und 42c angeordnet sind. Dichtungen, wie
zum Beispiel O-Ringe,
können
zwischen den Köpfen
der Abschnitte angeordnet werden, an denen die Außengewinde 21a und 41a in
den zylindrischen Abschnitten 21 und 41 und den
tiefsten Punkten der Abschnitte angeordnet sind, an denen die Innengewinde 22a und 42a in
den Kopfabschnitten vorgesehen sind.
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In
der Darstellung der 4 bestehen
der Kopfabschnitte 22d des ersten Zylinders 22 aus
einem inneren kreisförmigen
Rohr 22 und einem äußeren kreisförmigen Rohr 22,
welche um dieselbe Achse angeordnet sind, und der Kopfabschnitt 42d des zweiten
Zylinders 4 enthält
ein kreisförmiges
Rahr, das klein genug ist, um zwischen das innere kreisförmige Rohr 22e und
das äußere kreisförmige Rohr 22f zu
passen.
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Der
Gewindemechanismus 6 enthält ein Innengewinde in der
inneren peripheren Fläche
des äußeren kreisförmigen Rohres 22f in
einem Kopfabschnitt 22d, sowie ein Außengewinde in der äußeren Fläche des
anderen Kopfabschnittes 42d, welches in das Innengewinde
eingeschraubt werden kann. Der Kopfabschnitte 22d und 42d werden
von der Außenseite
dadurch abgedichtet, dass die äußere periphere
Fläche
des inneren kreisförmigen
Rohres 22e mit der inneren peripheren Fläche des
Kopfabschnittes 42d verbunden wird, oder dadurch dass,
ein viskoses Dichtmittel in die Verbindung eingeführt wird.
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Außerdem kann
der Kopf 22d dadurch festgehalten werden, dass der äußere Umfang
des inneren kreisförmigen
Rohres 22e in den Basisabschnitt einer nicht dargestellten
Injektionsnadel (Injektionsmittel) eingeklemmt wird. Der andere Kopfabschnitt 42d kann
dadurch gehalten werden, dass sein äußerer Umfang in den Basisabschnitt
einer Injektionsnadel eingeklemmt wird.
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In
der Darstellung der 1 enthalten
der erste Kolben 3 und der zweite Kolben 5 jeweils
Kolbenstangen 3a und 5a, sowie Kolbenstangen 3b und 5b,
die von den Kolbenstangen 3a und 5a an die Basis
der Zylinder 2 und 4 verlaufen, und aus der Basis (der
Position der Flansche 21b und 41b) hervorstehen.
In der Darstellung der 3 haben
die Kolbenstangen 3b und 5b einen kreuzförmigen Querschnitt. Die
Basis der Kolbenstangen 3b und 5b enthält rechteckige
Führungsplatten 3c und 5c,
die im rechten Winkel in der axialen Richtung hervorstehen. Vorzugsweise
haben diese Führungsplatten 3c und 5c in Anbetracht
der Schmelzbarkeit mit Harzen eine rechteckige Form, sowie in Anbetracht
der einfachen Einführung
der Führungsplatten 3c und 5c in
die Klemnnuten 71f und 72f. Diese Führungsplatten 3c und 5c können jedoch
auch eine andere Form, als eine rechteckige Form haben.
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Die
Kolbenstangen 3d und 5b können einen runden, rechteckigen,
kreisförmigen
oder vielseitigen Querschnitt haben.
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Der
erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4, der
erste Kolben 3 und der zweite Kolben 5 enthalten
einzelne Teile aus einem Verbundharz, wie zum Beispiel PP (Polypropylen)
oder PE (Polyethylen) und werden nach der Durchführung eines einzigen Knetvorgangs
entfernt.
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Der
erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 werden
mit Hilfe des Schraubmechanimus 6 miteinander verbunden,
können
jedoch auch mit Hilfe einer Zylinderträgereinheit 7 frei
befestigt und entfernt werden, sowie mit Hilfe einer zweiten Halterung 72,
mit deren Hilfe die Führungsplatte 5c des
zweiten Kolbens 5 so gehalten wird, dass sie frei befestigt
und entfernt werden kann, sowie vier Haltestangen 73, mit
deren Hilfe das erste Halteteil 71 und das zweite Halteteil 72 parallel
zueinander in einem bestimmten Abstand gehalten werden können.
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In
der Darstellung der 3 enthalten
in dieser Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung das erste Halterungsteil 71 und
das zweite Halterungsteil 72 rechteckige Platten aus einem
Metall oder einem rostfreien Stahl, einem Messing od.dgl., wobei
die linken Ränder 71a und 72a parallel
zu den rechten Rändern 71b und 72b angeordnet
sind, während
die oberen Ränder 71c und 72c jeweils
parallel zu den unteren Rändern 71d und 72d angeordnet
sind. Daher ist es möglich,
das erste Halterungselement 71 und das zweite Halterungselement 72 zum
Beispiel auf einer horizontalen Unterlage anzuordnen, um dadurch
den ersten und den zweiten Zylinder 2 und 4 in
der horizontalen oder vertikalen Richtung zu halten. Dadurch ergibt
sich der Vorteil, dass das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
in den Zylindern für
eine gewisse Zeit vor oder nach ihrer Vermischung stabil gehalten
werden können.
Die Form der Halterungselemente 71 und 72 kann
auch in anderen Formen gestaltet werden.
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Außerdem sind
Führungsnuten 71e und 72e an
den Mittellinien von links nach rechts an den oberen Rändern 71c und 72c jeweils
auf einer Fläche des
ersten Halterungselementes 71 und des zweiten Halterungselementes 72 vorgesehen,
und verlaufen bis zu dem zentralen Abschnitt der ersten und zweiten
Halterungselemente 71e und 72e und führen frei beweglich
die Seitenränder
der Führungsplatten 3c und 5c,
und hindern sie daran, dass sie sich im rechten Winkel von den ersten
und zweiten Halterungselementen 71 und 72 lösen können.
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Die
Haltestangen 73 enthalten rundköpfige Stangen aus einem Metall,
wie zu Beispiel einem rostfreien Stahl oder einer Bronze, und ihre
Endabschnitte werden an den vier Ecken der ersten und zweiten Halterungselemente 71 und 72 mit
Hilfe von Bolzen 73a befestigt (siehe die Darstellung der 1).
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Mit
Hilfe des vorgenannten Metalls wird die Zylinderhalterungseinheit 7 extrem
steif, und ist daher für
wiederholte Knetvorgänge
sehr geeignet.
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Alternativ
können
die ersten und zweiten Halterungselemente 71 und 72,
sowie die Halterungselemente 73 od.dgl. der Zylinderhalterungseinheit 7 auch
aus einem anderen Material als einem Metall hergestellt werden,
wie zum Beispiel einem harten und festen Kunststoff. Dadurch kann
eine sehr steife Zylinderhalterungseinheit 7 hergestellt
werden.
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In
der Knetvorrichtung 1 mit der vorstehend beschriebenen
Zusammensetzung werden die Zylinder 2 und 4, welche
die Kolben 3 und 5 enthalten, zuerst von der Zylinderhalterungseinheit 7 wegbewegt und
der Schraubmechanismus 6 gelöst und die Köpfe 22d und 42d werden
getrennt. Anschließend
wird zum Beispiel der Kopfabschnitt 22 von dem ersten Zylinder 2 gelöst und das
Zementpulver (der zu verknetende Gegenstand) wird in die erste Kammer 2a eingefüllt. Zusätzlich wird
der zweite Kolben 5 des zweiten Zylinders so gezogen, dass
eine Härtungsflüssigkeit
(der zu verknetende Gegenstand) durch die zweite enge Bohrung 4b des
Kopfes 42d in die zweite Kammer 4a eingeleitet
werden kann.
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Alternativ
kann der erste Kolben 3 aus dem ersten Zylinder 2 herausgezogen
werden, und das Zementpulver kann in den ersten Zylinder 2 eingefüllt werden.
Die Härtungsflüssigkeit
kann in den zweiten Zylinder 4 eingefüllt werden, nachdem der Kopfabschnitt 42 abgelöst worden
ist, oder durch Ziehen des zweiten Kolbens 5. Das Zementpulver
kann in den zweiten Zylinder 4 eingefüllt werden, und die Härtungsflüssigkeit
kann in den ersten Zylinder 2 eingeleitet werden. Nach
der Einfüllung
des Zementpulvers und der Härtungsflüssigkeit
in die Zylinder 2 und 4, werden der Kopfabschnitte 22 und 42 und
die Kolben 3 und 5 jeweils in den ursprünglichen
Positionen befestigt. Außerdem
werden die Köpfe 22d und 42d miteinander
verbunden und die Führungsplatten 3c und 5c des
ersten Kolbens 3 und des zweiten Kolbens 5 werden
in die Führungsnuten 71e und 72e jeweils
in das erste Halterungselement 71 und das zweite Halterungselement 72 eingesetzt.
Dadurch werden die Zylinder 2 und 4, welche die
Kolben 3 und 5 enthalten, an der Zylinderhalterungseinheit 7 befestigt,
um dadurch die Vorbereitung der Verknetung des Zementpulvers mit
der Härtungsflüssigkeit
abzuschließen.
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Die
Haltestangen 73 der Zylinderhalterungseinheit 7 werden
in die Handfläche
gelegt, während mindestens
einer der ersten Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 festgehalten
und in die axiale Richtung verschoben wird. Folglich bewegen sich
der erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 gemeinsam
in der axialen Richtung, so dass das Zementpulver in der ersten
Kammer 2a durch die erste enge Bohrung 2b und
die zweite enge Bohrung 4b in die zweite Kammer 4a gelangt,
welche die Härtungsflüssigkeit
enthält.
Diese Bewegung wird von vorne nach hinten immer wieder so wiederholt,
dass das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
die erste enge Bohrung 2b und die zweite enge Bohrung 4b durchqueren
und sich zwischen der ersten Kammer 2a und der zweiten Kammer 4a bewegen
können.
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In
diesem Moment werden Turbulenzen, Unterschiede in der Strömungsgeschwindigkeit
od.dgl. durch die Strömung
in die erste enge Bohrung 2b und die zweite enge Bohrung 4b durch
die rasche Verschiebung der ersten engen Bohrung 2b und
der zweiten engen Bohrung 4b und des Überlaufs der ersten engen Bohrung 2b und
der zweiten engen Bohrung 4b in die erste Kammer 2a erzeugt,
und beschleunigt dadurch die Verknetung des Zementpulvers mit der
Härtungsflüssigkeit.
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Wenn
der zu verknetende Gegenstand (das heißt, die Verknetung des Zementpulvers
mit der Härtungsflüssigkeit)
gerade anfängt,
sich zu verhärten,
werden der erste Zylinder 2 und der zweite Zylinder 4 von
der Zylinderhalterungseinheit 7 abgenommen und die Verbindung
zwischen den Köpfen 22d und 42d wird
gelöst
und eine Injektionsnadel wird zum Beispiel an dem Kopf 22d des
ersten Zylinders 2 an der Seite befestigt, welche mit dem
zu verknetenden Gegenstand befüllt
ist. Der zu verknetende Gegenstand wird zum Beispiel in einen Knochen (Gegenstand
der Injektion) injiziert, der zahlreiche Poren aufweist, die durch
Osteoporose verursacht worden sind.
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Da
das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
in einem luftdichten Raum verknetet werden, welcher durch die erste
Kammer 2a, die zweite Kammer 4a, die erste enge
Bohrung 2b und die zweite enge Bohrung 4b abgedichtet
wird, ist die Menge der Luft, die in den zu verknetenden Gegenstand
eindringt, extrem gering. Daher ist das Zementmaterial nach der
Aushärtung
extrem widerstandsfähig.
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Wenn
die Kopfabschnitte 22 und 42 abgelöst werden,
oder die Kolben 3 und 5 herausgezogen werden,
um das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
in die Zylinder 2 und 4 einzufüllen, können der Kopf 22d und
der Kopf 42d miteinander verbunden bleiben.
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Alternativ
kann die Verknetung dadurch erreicht werden, dass der erste Zylinder 2 und
der zweite Zylinder 4 verschoben werden, während zum
Beispiel eine der ersten oder zweiten Kammern 2a und 4a mit
dem Zementpulver und der Härtungsflüssigkeit
befüllt
wird.
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Wenn
Zementpulver und eine Härtungsflüssigkeit
als Gegenstand der Verknetung verwendet wird, wie dies vorstehend
beschrieben worden ist, sollte der Innendurchmesser der ersten engen
Bohrung 2b an der Innenseite vorzugsweise zwischen 2 mm
und 10 mm liegen. Wenn der Innendurchmesser unter 2 mm liegt, ist
der Bewegungswiderstand ganz besonders zu stark, und hindert den
ersten Zylinder 2 und den zweiten Zylinder 4 daran,
sich sanft zu bewegen; wenn der Innendurchmesser über 10 mm liegt,
wird die Quetschwirkung reduziert, so dass es unmöglich wird,
das Zementpulver und die Härtungsflüssigkeit
in einem kurzen Zeitraum miteinander zu verkneten, wodurch die Festigkeit
des Zements nach der Aushärtung
reduziert wird. Im übrigen
ist der vorstehend erwähnte
Innendurchmesser zwischen 2 mm und 10 mm insbesondere dann sehr
wirksam, wenn die Innendurchmesser des ersten Zylinders 2 und
des zweiten Zylinders 4 zwischen 5 mm und 30 mm liegen.
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Wenn
D1 und D2 jeweils die Innendurchmesser der ersten und zweiten Zylinder 2 und 4 repräsentieren,
und d1 und d2 jeweils die Innendurchmesser der ersten und zweiten
engen Bohrungen 2b und 4b repräsentieren, liegen die Kontraktionsraten
des Durchmessers der engen Bohrung, welche in einem Verhältnis von
d1/D1, d2/D2 und d2/D1 berechnet werden, vorzugsweise zwischen 10
% und 50 %. Der Grund hierfür
liegt darin, dass wenn die Kontraktionsrate unter 10 % liegt, der
Quetschfaktor ansteigt und der Bewegungswiderstand des Zementpulvers od.dgl.
viel zu groß wird.
Wenn die Kontraktionsrate über
50 % liegt, wird die Quetschwirkung reduziert, so dass es unmöglich wird,
das Zementpulver od.dgl. in kurzer Zeit zu vermischen und zu kneten.
Eine Kontraktionsrate des Durchmessers der engen Bohrung zwischen
10 % und 50 % ermöglicht
es, die Vorrichtung auch für
die Knetung von anderen Gegenständen
einzusetzen, als den Gegenständen,
die aus einer Kombination aus Zementpulver und einer Härtungsflüssigkeit
bestehen.
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Das
Zementpulver kann zum Beispiel aus einem Zement bestehen, dessen
Hauptbestandteile aus Alphatricalciumphosphat, Tetrakalciumphosphat und
dergleichen bestehen. Insbesondere kann Alphatrikalziumphosphat
oder Tetrakalziumphosphat als einzelne Substanz oder ein Gemisch
aus diesen beiden Substanzen eingesetzt werden, sowie ein Gemisch
aus Alphatrikalziumphosphat und Dikalziumphosphat und/oder Monokalziumphosphat,
ein Gemisch aus Alphatetrakalziumphosphat, Tetrakalziumphosphat,
Dikalziumphosphat und/oder Monokalziumphosphat od.dgl. eingesetzt
werden.
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Die
Härtungsflüssigkeit
sollte vorzugsweise Wasser, Polyacrylsäure, Essigsäure, oder Maleinsäure enthalten,
oder aus einer wässrigen
Lösung bestehen,
welche durch Lösen
einer organischen Säure
aus einem Gemisch aus diesen Substanzen hergestellt wird, sowie
Natriumchlorid, Natriumchondrinsulphat, Natriumsuccinat, Natriumlaktat
enthält, oder
aus einer wässrigen
Lösung
besteht, welche durch die Lösung
von wässrigen
Salzen dieser Substanzen oder einem Gemisch von diesen Substanzen
od.dgl. hergestellt wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann mit der Knetvorrichtung 1 nach
dieser Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung der zu verknetende Gegenstand ausreichend
geknetet werden. Außerdem
ist es bei der Knetung ausreichend, wenn man mindestens einen der
ersten Zylinder 2 und den zweiten Zylinder 4 in
der Hand hält
und ihn in der axialen Richtung bewegt, wobei es nicht notwendig
ist, den ersten Kolben 3 und den zweiten Kolben 5 mit
der Hand festzuhalten, wodurch der mit der Hand in Berührung kommende
Bereich reduziert wird. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit, dass
Bakterien eindringen, deutlich verringert. Da die Kolben nicht unbedingt
in der Schubrichtung bewegt werden müssen, wird der Knetvorgang
vereinfacht.
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Der
zu knetende Gegenstand kann in einfacher Weise in die erste Kammer 2a und
die zweite Kammer 4a dadurch eingefüllt werden, dass der erste
Kolben 3 und der zweite Kolben 5 entfernt und
befestigt werden, und nach dem Knetvorgang kann das Knetmaterial
in einfacher Weise aus der ersten Kammer 2a und der zweiten
Kammer 4a dadurch entfernt werden, dass der erste Kolben 3 und
der zweite Kolben 5 betätigt
werden.
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Ausführungsart 2
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Nachstehend
wird eine zweite Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Darstellung der 5 erklärt. Die Teile, die mit den
Teilen der ersten Ausführungsart
identisch sind, werden mit derselben Bezugsnummer gekennzeichnet
und hier nicht noch einmal beschreiben.
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In
der Knetvorrichtung 81 nach der zweiten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung sind der Kopfabschnitte 22 und 42 aus
der ersten Ausführungsart
jeweils einteilig mit dem zylindrischen Abschnitt 21 und
dem zylindrischen Abschnitt 41 ausgebildet. Der Kopf 22d enthält den keilförmigen Abschnitt 22c,
das innere kreisförmige
Rohr 22e und das äußere kreisförmige Rohr 22f und
wird in einem Stück
mit dem zylindrischen Abschnitt 21 des ersten Zylinders 2 ausgebildet.
Der keilförmige
Abschnitt 42c und der Kopf 42d sind einteilig
mit dem zylindrischen Abschnitt 41 des zweiten Zylinders 4 ausgebildet.
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In
der Knetvorrichtung 81 kann die Härtungsflüssigkeit in die erste Kammer 2a oder
die zweite Kammer 4a dadurch eingefüllt werden, dass sie aus den
Köpfen 22d und 42d abgezogen
wird. Das Zementpulver kann in die erste Kammer 2a oder
die zweite Kammer 4a dadurch eingefüllt werden, dass das Zementpulver
aus den getrennten Köpfen 22d und 42d mit
Hilfe eines Trichters oder durch die Entfernung des ersten Kolbens 3 und
des zweiten Kolbens 5 eingefüllt wird.
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Ausführungsart 3
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Nachstehend
wird eine dritte Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung in bezug auf die Darstellung der 6 erklärt. Teile, die mit den Teilen
in der zweiten Ausführungsart
identisch sind, werden mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet
und hier nicht noch einmal beschrieben.
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In
der Zusammensetzung der Knetvorrichtung 82 nach der dritten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung enthält
der in der zweiten Ausführungsart
gezeigte Kopf 22d ein einziges kreisförmiges Rohr, während der
andere Kopf 42d auf die äußere Umfangsfläche des
Kopfes 22d aufgesetzt wird. Die Verbindung zwischen den
inneren und äußeren Umfangsflächen der
beiden Köpfe 22d und 42d,
in die auch ein Dichtmittel eingeführt werden kann, versiegelt
sie luftdicht gegenüber
der Außenseite.
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Das
Zementpulver 82 und die Härtungsflüssigkeit durchqueren nur die
erste enge Bohrung 2b an der Innenseite.
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In
der Knetvorrichtung 82 werden das Zementpulver und die
Härtungsflüssigkeit
in die erste Kammer 2a und die zweite Kammer 4a dadurch
eingefüllt,
dass sie aus den Köpfen 22d und 42d abgezogen
werden, oder dadurch, dass der erste Kolben 3 und der zweite
Kolben 5 entfernt und befestigt werden.
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Ausführungsart 4
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Nachstehend
wird eine vierte Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Darstellung der 7 beschrieben. Teile, die
mit den Teilen in der ersten Ausführungsart identisch sind, werden
mit denselben Bezugsnummern gekennzeichnet und hier nicht noch einmal
beschrieben.
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Statt
der in der ersten Ausführungsart
gezeigten Kopfabschnitte 22 und 42 enthält die Knetvorrichtung 83 nach
der vierten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung eine Gelenkeinheit 831, mit deren
Hilfe die Kopfabschnitte 22 und 42 in einem Stück miteinander
verbunden werden.
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Das
heißt,
die Gelenkeinheit 831 enthält Gewindeschrauben 22a und 42a,
keilförmige
Flächen 831 und 831c,
sowie eine enge Bohrung 831d, die rund um die Achse eines
zylindrischen Hauptkörpers 831a angeordnet
ist.
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Die
Gewindeschrauben 22a und 42a sind mit den Gewindeschrauben
identisch, die in den Kopfabschnitten 22 und 42 der
ersten Ausführungsart
vorgesehen sind und erstrecken sich in eine vorbestimmte Tiefe in
jedem Ende des Hauptkörpers 831a.
Die keilförmigen
Flächen 831 und 831c verjüngen sich, wenn
sie sich zwischen den Gewindeschrauben 22a und 42a einander
nähern.
Diese keilförmigen
Flächen 831 und 831c entsprechen
den keilförmigen Flächen 22c und 42c in
der ersten Ausführungsart.
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Die
enge Bohrung 831d verbinden die Abschnitte, an denen die
Durchmesser der keilförmigen Flächen 831 und 831c ihren
minimalen Wert haben und entspricht der ersten engen Bohrung 2b und
der zweiten engen Bohrung 4b in der ersten Ausführungsart.
Das heißt,
der Querschnitt der engen Bohrung 831d an der Seite des
ersten Zylinders 2 entspricht der ersten engen Bohrung 2b und
der Querschnitt der engen Bohrung an der Seite des zweiten Zylinders 4 entspricht
der zweiten engen Bohrung 4b. Die Gelenkeinheit 831 besteht
aus einem einzigen Teil und ist aus einem Harz hergestellt, wie
zum Beispiel PP oder PE.
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Dichtmittel,
wie zum Beispiel O-Ringe, können
zwischen den Kopfpositionen der Abschnitte, an denen die Schrauben 21a und 41a in
den zylindrischen Abschnitten 21 und 41 angeordnet
sind, und den tiefsten Punkten der Abschnitte angeordnet werden,
in denen die Gewindeschrauben 22a und 42a in der
Gelenkeinheit 831 vorgesehen sind.
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In
der Knetvorrichtung 83 werden das Zementpulver und die
Härtungsflüssigkeit
in die erste Kammer 2a und die zweite Kammer 4a dadurch
eingefüllt,
dass die Gelenkeinheit 831b entfernt oder befestigt wird,
oder dass der erste Kolben 3 und der zweite Kolben 5 entfernt
werden.
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Ausführungsart 5 Nachstehend
wird eine fünfte
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung in bezug auf die Darstellung der 8 erklärt. Teile, die mit den Teilen
in der vierten Ausführungsart
identisch sind, werden mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet
und hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die
Knetvorrichtung 84 nach der fünften Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung enthält
einen Gelenkteil 21c, welcher dem in der vierten Ausführungsart
dargestellten Gelenkteil 831 entspricht und das einteilig
mit dem zylindrischen Abschnitt 21 des ersten Zylinders 2 ausgebildet
ist.
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Das
Gelenkteil 21c ist koaxial um den Kopf des zylindrischen
Abschnitts 21 angeordnet, und eine konische Fläche 831b,
eine enge Bohrung 831d, eine konische Fläche 831c,
und eine Gewindebohrung 42a sind an der Innenseite vorgesehen,
die an ihre Kopfseite führt.
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Die
konische Fläche 831b verjüngt sich
langsam, während
sie sich der Kopfseite von der Innenseite des zylindrischen Abschnittes 21 nähert. Die enge
Bohrung 831d, die konische Fläche 831c und das Innengewinde 42a sind
mit denjenigen identisch, die in der vierten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung dargestellt sind, und werden hier nicht noch
einmal beschrieben.
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Außerdem können Dichtmittel,
wie zum Beispiel O-Ringe, zwischen dem Kopf des Abschnittes, in
dem die Schraube 41a in dem zylindrischen Abschnitt 41 angeordnet
ist, und dem tiefsten Punkt des Abschnittes angeordnet ist, an dem
die Gewindeschraube 42a in dem Verbindungsabschnitt 21c vorgesehen
ist.
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In
der Knetvorrichtung 84 wird das Zementpulver und/oder die
Härtungsflüssigkeit
von der Kopfseite des zylindrischen Abschnitts 41 in die
zweite Kammer eingefüllt,
nachdem die Verlängerungseinheit 21c und
der zylindrische Abschnitt 41 getrennt worden sind. Alternativ
können
das Zementpulver und/oder die Härtungsflüssigkeit
in die zweite Kammer 4a dadurch eingefüllt werden, dass sie mit Hilfe eines
Trichters durch die enge Bohrung 831d eingefüllt werden,
oder aber von der Unterseite des zylindrischen Abschnitts 41 eingefüllt werden,
nachdem der erste Kolben 3 herausgezogen worden ist.
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Mit
dem vorstehend beschriebenen Zusammenbau kann die Anzahl der Bauteile
reduziert werden.
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Das
Zementpulver kann dadurch in die Zylinder eingefüllt werden, dass das Zementpulver
durch Ziehen der Kolben 3 und 5 durch die Köpfe 22d oder 42d eingesogen
wird.