SE503270C2 - Kvarn, förfarande för tillverkning av bentransplantationsmaterial och användning av kvarn för sådan tillverkning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 (ri c> Qi m \1 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa tekniska lösningar, med hjälp av vilka effektiv malning av aktuellt material kan uppnås.

I synnerhet åsyftar uppfinningen därvid att anvisa konstruktiva åt- gärder, med vilkas tillämpning för transplantationsändamàl optimal struktur på benvävnadsmaterial kan uppnås.

Detta syfte uppnås med hjälp av de uppfinningsenliga särdrag som definieras i efterföljande patentkrav.

Speciellt må därvid påpekas att den kvarnutformning som definieras i patentkraven 1, 18 och 19 skapar förutsättning för uppnàende av spàn av perfekt struktur. Under rotorns rotation kommer skäror- ganen att successivt skära ut dessa spån ur benmaterialet under malning på olika ställen av detsamma som en konsekvens av skär- organens inbördes förskjutning i axialled.

En mängd förmånliga vidareutvecklingar definieras i de osjälvstän- diga patentkraven 2-17. Dessa och de därmed förknippade förde- larna diskuteras närmare i det följande.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare be- skrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen.

På ritningarna är fig 1 en perspektivisk, schematisk vy av kvarnen enligt uppfin- ningen, fig 2 en vy liknande vyn i fig 1 men från diametralt motsatt håll, fig 3 A och B perspektiviska vyer av rotorn betraktad för sig, 10 15 20 25 30 35 fig 4 ett snitt genom' kvarnen taget vinkelrätt mot rotorns rotations- axel, fig 5 en förstorad detaljvy av ett parti av rotorn med skärorgan av- lägsnade, fig 6 en vy liknande fig 5 men med skärorganen ditsatta, fig 7 en schematisk vy där rotorns mantelyta tänkes vara plant ut- bredd och illustrerad med streckprickade linjer medan axialläget för fyra olika skärblock illustreras, fig 8 en vy likaledes schematiskt illustrerande rotorns mantel ut- bredd i ett plan men i fig 8 illustreras därjämte säten för de olika skärblocken illustrerade i fig 7 och också de i rotorn anordnade spånslitsarna för dessa skärblock, och fig 9 en vy svarande mot fig 7 men illustrerande ett alternativt utfö- rande.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGET UTFÖRANDE Den i fig 1 och 2 illustrerade kvarnen innefattar ett hölje 1 och en däri roterbart lagrad rotor 2. Själva rotorn illustreras närmare i fig 3.

Den är försedd med skärorgan 3 för sönderdelande påverkan av aktuellt material, primärt benmaterial.

Skärorganen 3 är disponerade i ett flertal kring rotorns periferi för- delade uppsättningar 4. Som synes har dessa uppsättningar axiell utsträckning. Primärt avses med begreppet "axiel| utsträckning" in- begripas också sådana utföranden där uppsättningarna kan sträcka sig snett utmed rotorperiferin. l det föredragna utförandet rör det sig emellertid om fullständig eller åtminstone i det väsentliga axiell ut- sträckning hos uppsättningarna skärorgan.

Skärorganen i varje enskild uppsättning 4 är inbördes åtskilda med mellanrum 5. Vidare har åtminstone tvä av uppsättningarna 4 av 10 15 20 25 30 35 (Il (LD OJ FO *šl C) skärorgan 3 sina skärorgan inbördes förskjutna i axialled. Detta kommer nedan att närmare att beskrivas med ledning av fig 7.

Skärorganen 3 i en enskild uppsättning 4 är anordnade i ett block 6 (se även fig 6). Detta skärblock 6 är lösgörbart mottaget i ett säte 7 (se även fig 5) i rotorn 2. I skärblocket 6 befinner sig de olika skär- organen 6 stadigt fastgjorda och skärorganen skjuter ut med sina aktiva skärpartier utanför blockets skärorganen sammanhållande grundmassa, lämpligen av metall. Skärblocken 6 kan fixeras i tillhö- rande säten 7 på godtyckligt vis, såsom genom lödning, limning, krympning etc. men anordningen kan också vara sådan att pass- ningen mellan skärblocken och sätena 7 är sådan att skärblocken friktionsmässigt hålls på plats i sätena.

Rotorn 2 uppvisar en eller flera öppningar 8 (se fig 3 och 5-6) för tillträde till skärblocket 6 av verktyg för påverkan av skärblocket 6 ut ur sätet 7. Verktyget kan exempelvis utgöras av en skruvmejsel eller annat långsmalt verktyg införbart genom öppningarna 8. Dessa öppningar är anordnade i gavelsídor hos rotorn 2 så att alltså varje enskilt skärblock 6 kan påverkas vid sina motsatta ändar. Det före- drages att öppningarna 8 normalt är tillslutna medelst lämpliga till- slutningsorgan, exempelvis skruvar, så att icke benmaterial kan an- samlas l öppningarna.

Av fig 3 framgår hurusom rotorn 2 uppvisar en axeltapp 9, som pas- sar in i en lagerhylsa 10 utformad på höljet 1. Detta har ett väsentli- gen cyllndriskt huvudparti 11, i vilket rotorns 2 med skärorganen 3 försedda del är mottagen. Som synes av fig 1 har rotorn 2 sin ena ände, närmare bestämt den motsatt axeltappen 9, öppen och höljets huvudparti 11 är likaledes där öppet så att det malda materialet kommer att kunna träda ut ur rotorn och höljet vid denna ände för att hamna i något lämpligt därunder placerat kärl, En sådan öppen ut- formning är emellertid icke nödvändig utan höljet skulle kunna slu- tas också vid den nu öppna änden med undantag för en mindre ut- loppsöppning. Axeltappens 9 ände 12 avses bli kopplad till något lämpligt drivande element. I ett enklare utförande kan detta element helt enkelt utgöras av en vev avsedd att drivas med handkraft och i 10 15 20 25 30 35 mer komplexa utföranden kan änden 12 kopplas till en lämplig driv- motor.

Av fig 4 framgår hurusom materialet som skall malas kan tillföras till rotorn 2 via en tillförseiöppning 13. Denna är närmast rotorns 2 periferi begränsad av en skärorganen 3 mötande kant 14, som har väsentligen rak och axieli utsträckning. Denna kant 14 är utformad på en insats 15, som är fastgjord i ett vid bildande av tillförselöpp- ningen 3 deltagande, rörartat parti 16 av höljet 1. insatsen 15 har en väsentligen plan yta 17 vänd mot tillförselöpp- ningen 13. I övrigt har insatsen 15 en yta som är krökt i motsvarig- het till den krökta innerytan av rörpartiet 16, som är tvärsnittsvis cirkulärt. insatsen 15 fixeras på plats med hjälp av lämpligt fixe- ringsorgan 18, till exempel en låsskruv. Ytterligare lokaliseringsme- del 19 kan finnas, exempelvis i form av en på insatsen 15 utformad tapp 19 som mottages i ett i rörpartiet 16 utformat hål.

Kanten 14 kommer således att fungera såsom mothållare för mate- rialet som skall malas allt eftersom skärorganen rör sig förbi kan- ten. insatsen 15 har en mot rotorn 2 vettande yta 20 som är krökt i mot- svarighet till rotorns periferi och ligger strax utanför den av skäror- ganens eggar beskrivna cirkeln. l tiliförselöppningen 13 är ett pressorgan 21 rörligt mottaget med ett parti, som har ett tvärsnitt utformat i motsvarighet till tillförselöpp- ningens 13 tvärsnitt och en mot rotorn 2 vettande yta 22 krökt i mot- svarighet till rotorns periferi. Medel finns för att begränsa pressor- ganets rörelse nedåt i öppningen 13. Detta medel kan exempelvis utgöras av en anslagsyta 23 pà pressorganet, vilken yta är avsedd att taga stöd mot den övre änden av rörpartiet 16. Pressorganet 21 är förhindrat att vrida sig i öppningen 13 till följd av deras orunda tvärsnitt. För sådan vridningsbegränsning kan ytterligare medel fin- nas, nämligen de i fig 2 med 24 betecknade, som här består av en 10 15 20 25 30 35 C s! _? 3 270 i. slits utformad i rörpartiet 16 och en i denna slits mottagen tapp ut- formad pà pressorganet 21.

I övrigt är höljet 11 förknippat med en stödanordning 25 lämpad att stödja kvarnen relativt lämpligt underlag.

Rotorn 2 uppvisar (fig 4-6) i rotationsriktningen sett framför skaror- ganen 3 i de olika uppsättningarna slitsar 26 för materialgenomgäng till ett inre utrymme 27 i rotorn. Skärorganen 3 är anordnade i ome- delbar anslutning till dessa slitsar 26 så att en axiell begränsnings- sida 28 hos dessa slitsar kommer att i huvudsak direkt ansluta till bröstytan 29 hos skärorganen 3 vid rotorns 2 perifera mantelyta 30 (fig e).

Det föredrages att slitsarna 26 vidgar sig frán rotorns 2 mantelyta 30 i riktning mot rotorns inre utrymme 27. Den redan nämnda be- gränsningssidan 28 kan därvid vara orienterad väsentligen radiellt medan slitsens vidgning ombesörjes av den motstàende begräns- ningssidan hos slitsen.

Det enskilda skärorganets släppningsvinkel a definierad som vin- keln mellan skärorganets ryggyta 31 och en tangentt ligger i intervallet 1-20°, företrädesvis 2-16°, och i synnerhet 4-10°. I ex- emplet är släppningsvinkeln a cirka 6°.

Skärorganets eggvinkel b definierad som vinkeln mellan skärorga- nets bröstyta 29 och ryggyta 31 är 20-60°, företrädesvis 30-50°, och i synnerhet 35-40°. l exemplet är eggvinkeln cirka 39°.

Skärorganets 3 spánvinkel c definierad som vinkeln mellan skäror- ganets bröstyta 29 och en radie r till rotorn är 20-70°, lämpligen 30- 60°, företrädesvis 40-50°, och i synnerhet cirka 45°.

Vinkeln d mellan skärorganets 3 bröstyta 29 och den angränsande begränsningssidan 28 hos spànslitsen 26 är 25-65, företrädesvis 35-55°, och i synnerhet 40-50°. Exemplet är vinkeln d cirka 45°. 10 15 20 25 30 35 Skärblocken 6 är så utformade att deras grundmassa mellan an- gränsande utskjutande delar av två skärorgan 3 har en ytteryta 32 som i huvudsak ansluter till rotorns 2 mantelyta 30 genom en i mot- svarighet därtill utförd krökning eller tangentiellt därtill anordnad planhet.

Den effektiva skärbredden B (fig 7) hos skärorganen 3 sådana de schematiskt framgår av nämnda figur ligger med fördel inom inter- vallet 0,5-4 mm. Därvid föredrages en bredd inom intervallet 1-3 mm. I det diskuterade utförandet är skärbredden B väsentligen 2 mm. Mellanrummet 5 mellan två angränsande skärorgan 3 varierar i beroende av antalet uppsättningar 4 av skärorgan. Enligt uppfin- ningen anpassas antalet uppsättningar skärorgan, deras skärbredd B och den inbördes förskjutningen av dem i axialled för att uppnå att skärorganen 3 vid ett varvs rotation hos rotorn 2 skall förmå av- verka minst ett kontinuerligt materialskikt frän materialet under malning. l exemplet omfattar rotorn totalt åtta skärblock 6, varav fyra illustre- ras i fig 7. Dessa fyra skärblock 6 tänkes ha en effektiv skärbredd B hos skärorganen på 2 mm och mellanrum 5 på 6 mm. De olika skärblocken 6 är här av identiskt lika utförande. För att uppnà den axiella inbördes förskjutningen av skärorgan 3 hos olika uppsätt- ningar 4 är de olika skärblocken 6 förskjutna i axialled (pilen 33) så att den axiella förskjutningen mellan två angränsande skärblock 6 är »2 mm. Förskjutningen sker successivt såsom illustreras i fig 7.

Kvintessensen av detta är att ett mellanrum 5 mellan två skärorgan hos det i rotationsriktningen sett främsta 4a av skärorgansuppsätt- ningarna kommer att lämna en lucka i materialet under malning, vil- ken lucka kommer att överfaras successivt av de därefter komman- de skärorganen hos uppsättningarna 4b, 4c och 4d. Dessa fyra upp- sättningar skärorgan kommer följaktligen att skala av ett fullständigt benskikt från benmaterialet under malning.

Eftersom som nämnts åtta uppsättningar skärorgan i exemplet finns på rotorn kommer denna att vid ett varvs rotation skala av två skikt benmaterial från materialet under malning. 10 15 20 25 30 35 ff".

CL (J J PC) s\] (I) Eftersom skärblocken 6 som nämnts är helt identiska erfordras att de olika sätena 7 (fig 8) för dem placeras förskjutna på rotorn i mot- svarande mån. Spånslitsarna 26 kan om så önskas ha lika utform- ning för samtliga säten 7. l fig 9 illustreras ett alternativt utförande där knivblock i stället är av olika utförande. Som synes har knivblocken 6a-d sina skärorgan 3 olika placerade på blocken. Här uppnås i stället den axiella inbör- des förskjutningen av skärorganen 3 genom att skärblocken samtli- ga har lika axialläge på rotorn. l detta utförande är skärorganens effektiva skärbredd och mellanrummen mellan skärorganen lika valda som vad som beskrivits med ledning av fig 7.

Vid användning av den uppfinningsenliga kvarnen bringas rotorn i rotation och benmaterial som skall malas införes i tillförselöppning- en 13 och påverkas av pressorganet 21 mot rotorn. Allt eftersom rotorn sveper förbi tillförselöppningen 13 kommer skärorganen 3 att skära ut spån från benmaterialet skikt för skikt allt eftersom mal- ningen fortgår. De definierade särdragen hos kvarnen gör att det er- hållna spånmaterialet blir utomordentligt väl lämpat att fungera för transplantationsändamål. - Skärorganens 3 stämjärnsliknande utformning ger en skonsam be- handling av benet och bra kvalitet på bensubstansen.

Försänkningen av skärorganen 3 i rotorn är så exakt utformad att ytterligare fixation ej behövs och inga benrester kan kvarstanna, vil- ket bl a möjliggör en effektiv renhållning av rotorn, Mothållselementet 14; 15 möjliggör en malning, där mindre kraft erfordras och gör tillsammans med övriga detaljer i rotorns kon- struktion att motorkraft ej nödvändigtvis erfordras. ' Det är givet att uppfinningen icke blott är begränsad till det be- skrivna utförandet. Således kan en mängd modlfieringar göras inom ramen för uppfinningstanken.

Claims (19)

10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Kvarn innefattande ett hölje (1) med en öppning (13) för tillförsel av materialet som skall malas och en i höljet roterbart lagrad rotor (2) försedd med skärorgan (3) för sönderdelande påverkan av ma- terialet, kännetecknad därav, att skärorganen (3) är disponerade i ett flertal kring rotorns periferi fördelade uppsättningar (4) med axiell utsträckning, att skärorganen (3) i varje enskild uppsättning är inbördes åtskilda med mellanrum (5) och att uppsättningarna (4) av skärorgan (3) har sina skärorgan inbördes förskjutna i axialled, så att samma effektiva avverkning erhålls över hela materialbredden.

2. Kvarn enligt krav 1, kännetecknad därav, att den inbördes för- skjutningen i axialled av skärorganen (3) i uppsättningarna (4) är väsentligen lika stor som skärorganens effektiva skärbredd (B).

3. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att skärorganen (3) har väsentligen lika effektiv skärbredd (B).

4. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att an- talet uppsättningar (4) skärorgan (3), deras skärbredd (B) och den inbördes förskjutningen av dem i axialled är anpassade för att uppnå att skärorganen vid ett varvs rotation hos rotorn skall förmå avverka minst ett materialskikt från materialet under malning.

5. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att skärorganen (3) i en enskild uppsättning (4) är anordnade i ett block (s).

6. Kvarn enligt krav 5, kännetecknad därav, att blocket (6) är lös- görbart mottaget i ett säte (7) i rotorn (2).

7. Kvarn enligt krav 6, kännetecknad därav, att rotorn (2) uppvisar en eller flera öppningar (8) för tillträde till skärblocket av verktyg för påverkan av skärblocket (6) ut ur sätet (7). 10 15 20 25 30 35 (_,"I L; ul ro ~q (_) 10

8. Kvarn enligt krav 7, kännetecknad därav, att öppningarna (8) är anordnade i gavelsidor hos rotorn.

9. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att ro- torn i rotationsriktningen sett framför skärorganen i de olika upp- sättningarna uppvisar slitsar (26) för materialgenomgång till ett inre utrymme (27) i rotorn.

10. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att skärorganets eggvinkel (b) är 20-60°, företrädesvis 30-50°, och i synnerhet 35-45°.

11. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att skärorganets spånvinkel (c) är 20-70°, företrädesvis 30-60°, och i synnerhet cirka 40-50°.

12. Kvarn enligt något föregående krav, kännetecknad därav, att skärorganets släppningsvinkel (a) är 1-20°, företrädesvis 2-16°, och i synnerhet 4-10°.

13. Kvarn enligt något av kraven 5 eller 6, kännetecknad därav, att skärblocken (6) är lika utformade men förlagda i rotorn inbördes för- skjutna, vad gäller åtminstone vissa av dem, i axialled.

14. Kvarn enligt något av kraven 5 eller 6, kännetecknad därav, att skärblocken (6) är lika förlagda på rotorn vad gäller axiellt läge men att de olika blocken har sina skärorgan olika placerade vad gäller axiellt läge för att uppnå den inbördes förskjutningen i axialled.

15. Kvarn innefattande ett hölje (1) med en öppning (13) för tillförsel av materialet som skall malas och en i höljet roterbart lagrad rotor (2) försedd med skärorgan (3) för sönderdelande påverkan av ma- terialet, kännetecknad därav, att tillförselöppningen (13) närmast rotorn (2) är begränsad av en skärorganen (3) mötande kant (14), som har väsentligen rak och axiell utsträckning. 10 15 20 25 30 11

16. Kvarn enligt krav 15, kännetecknad därav, att kanten (14) är utformad på en insats (15), som är fastgjord i ett vid bildande av tillförselöppningen deltagande, rörartat parti (16) av höljet.

17. Kvarn enligt krav 16, kännetecknad därav, att insatsen (15) har en väsentligen plan yta (17) vänd mot tillförselöppningen.

18. Förfarande för tillverkning av för transplantationsändamål av- sett, malet benvävnadsmaterial, varvid användes en kvarn med ett hölje (1) försett med en öppning (13) för tillförsel av benmaterialet som skall malas och en i höljet roterbart lagrad rotor (2) försedd med skärorgan (3) för sönderdelande påverkan av benmaterialet, kännetecknat därav, att för malningen av benvävnadsmaterialet an- vändes en kvarn, vars skärorgan (3) är disponerade i ett flertal kring rotorns periferi fördelade uppsättningar (4) med axiell ut- sträckning, varvid skärorganen (3) i varje enskild uppsättning är in- bördes åtskilda med mellanrum och uppsättningarna (4) av skäror- gan (3) har sina skärorgan inbördes förskjutna i axialled, så att samma effektiva avverkning erhålls över hela materialbredden.

19. Användning av en kvarn innefattande ett hölje (1) med en öpp- ning (13) för tillförsel av materialet som skall malas och en i höljet roterbart lagrad rotor (2) försedd med skärorgan (3) för sönderde- lande påverkan av materialet, varvid skärorganen är disponerade i ett flertal kring rotorns periferi fördelade uppsättningar (4) med axiell utsträckning, varvid skärorganen (3) i varje enskild uppsätt- ning är inbördes åtskilda med mellanrum och varvid uppsättningarna (4) av skärorgan (3) har sina skärorgan inbördes förskjutna i axial- led så att samma effektiva avverkning erhålls över hela material- bredden, för malning av benmaterial i och för tillverkning av för transplantationsändamàl avsett, malet benvävnadsmaterial.