Verfahren zur Herstellung eines speziell zur Verwendung in der Orthopädie bestimmten formfesten Erzeugnisses.
(fegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines speziell zur Verwendung in der Orthopädie bestimmten formfesten Erzeugnisses, gemäss welchem ein flÏchiges Gebilde, mindestens zum Teil aus plastiseli verformbarem Material her gestellt, durch zwischenraumloses Anpressen an eine naehzubildende Fläehe geformt, dann von der nachzubildenden Fläche abgenommen und hierauf einer die Formfestigkeit erhöhenden Nachbehandlung unterworfen wird.
Dieses Verfahren erm¯glicht das Herstellen von Erzeugnissen, die leicht und dauerhaft sind, mit Leichtigkeit irgendeiner auch noch so komplizierten Fläche angepasst werden k¯n nen. t'euchtigkeitsunempfindlich sind und leicht gereinigt werden können und die, wenn gew nscht, ?edernd sind und wiederholt beniitzt werden können. Bei entsprechender Walil der Rohmaterialien k¯nnen diese Er zeugnisse in bezug auf die Anschaffungs- kostci)undauchinbezugaufihreHerstel- lungskosten billig sein.
Das Verfahren gemäss der Erfindung eig- net sich speziell zur Nachbildung von kom plizierten Fläehen, wie Teilen des mensch lichen K¯rpers, welche rechnerisch nicht er fart werden k¯nnen. Die naeh diesem Verfahren hergestellten Erzeugnisse haben sich speziell in der OrthopÏdie als sehr n tzlich erwiesen, wo Stützen, Prothesen usw. herge- stellt werden können. Die Erfindung beschränkt sieh jedoeh nieht auf dieses Gebiet.
An Hand der Zeiehnung, die Ausführungsbeispiele eines naeh dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellten, ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildenden Erzeugnisses und Teile eines solehen darstellt, wird das erfin dungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 bis 6 Stücke von verschiedenen, zum Teil aus plastisch verformbarem Material bestehenden fläehigen Gebilden, welche zur Herstellung eines formfesten Erzeugnisses verwendet werden k¯nnen,
Fig. 7 eine Ansicht eines zur Verwendung in der Orthopädie bestimmten formfesten Er zeugnisses, mit an einer Stelle entferntem ¯berzug,
Fig. 8 ein Stiiek eines weiteren, zur Herstellung eines formfesten Erzeugnisses dienenden fläehigen Gebildes, welches aus plastisch verformbarem Material besteht, das durch eine Nachbehandlung härtbar ist,
Fig. 9 ein Stiiek eines andern, zur Herstellung eines formfesten Erzeugnisses dienenden fläehigen Gebildes, welches zum Teil aus mit einer erhärtenden Substanz imprägnier- barem 51aterial besteht, und
Fig.
10 eine Ansieht eines zweiten zur Verwendung in der Orthopädie bestimmten formfesten Erzeugnisses mit an einer Stelle ent ferntem Überzug.
Fig. 1 zeigt ein flächiges Gebilde, welches durch Verweben von plastisch verformbaren mit nieht plastisch verformbaren, jedoch im prägnierbaren Bestandteilen hergestellt ist.
Die plastisch verformbaren Bestandteile 10 bestehen hierbei aus Metalldrähten oder FÏden aus Kunststoff, z. B. hÏrtbarem Kunstharz, während die andern Bestandteile aus Textilfäden 11 bestehen. Diese Metalldrähte oder künstliehen Fäden 10 und die TextilfÏden 11 sind reehtwinklig zueinander angeordnet. Die Textilfäden 11 können dabei aus Leinen, Jute, Haar, Filz oder dergleiehen bestehen. An die Stelle von Textilfäden können aueh Papierfäden treten.
Das flächige Gebilde kann nun an irgend- eine, auch noch so kompliziert geformte Oberfläche angepasst werden. Das in dieser Weise plastisch verformte flächige Gebilde behält nach seinem Entfernen von der abgeformten Oberfläche die angenommene Form bei.
Das nieht plastisch verformbare, imprä- gnierbare Material, welches in diesem Falle aus Textilfäden 11 besteht, wird nun mit einer flüssigen oder breiigen Substanz imprägniert, naeh deren Austrocknung oder Abbindung es hart wird und die angenommene Form dauernd beibehÏlt. Das flÏchige Gebilde kann dabei sehr feinniaschig sein oder die zum ImprÏgnieren verwendete Substanz kann von solcher Beschaffenheit sein, dass sie die Gew ausfüllt. Die zum Imprä- gnieren verwendete Substanz kann in einem oder mehreren Anstrichen auf das geformte flÏchige Gebilde aufgetragen werden.
Die zum Imprägnieren verwendete Sub- stanz kann eine wässerige Lösung eines der bekannten Bindemittel, wie beispielsweise Gips, eines der bekannten Silikate, wie beispielsweise oder auch eine Mischung der erwähnten Bindemittel sein. Es können ferner auch künstliehe Substanzen, wie in Lösungen aufgeweichte Harze, verwendet werden. Die die Formfestigkeit erhöhende Sub- stanz kann ferner in Form einer Paste auf das geformte flächige Gebilde aufgetragen werden. Das imprägnierbare Material kann unter Umständen sehon vor der Formgebung zusätzlich imprägniert werden.
Zum gleiehen Zweeke können auf die imprägnierbaren Bestandteile sehon vor der Formgebung geeignete Füllmaterialien aufgetragen werden, ohne damit die die Formfestigkeit erhöhende Behandlung nach dem Formen zu ersetzen.
Nach der Formgebung des flÏchigen Gebildes, nach der Imprägnierung seiner imprÏgnierbaren Bestandteile und nach deren gründlichem Erhärten kann die Festigkeit des fertigen Gegenstandes durch Auftragen eines oder mehrerer Anstriehe von Fasern enthaltendem Zement oder einer ähnlichen geeigne- ten Substanz noch erhöht werden.
Fig. 2 zeigt ein flächiges Gebilde, welches als plastisch verformbaren Bestandteil ein Geflecht aus flachen Metallstreifen 10a aufweist, während die nicht plastisch verform- baren, imprägnierbaren Bestandteile aus Textilfäden 11a bestehen, welche auf der einen Seite der Metallstreifen 10a und getrennt von diesen zu einem Gewebe verwoben sind. Das Gewebe aus nieht plastisch verformbaren Tex tilfäden 11a ist am plastisch verformbaren Geflecht aus Metallstreifen 10a befestigt, indem einzelne Textilfäden 11 a und Metallstrcii'en l0a in das Geflecht bzw. das Gewebe der andern Bestandteile einseflochten sind, wie dies in der Bildmitte von Fig. 2 gezeigt ist.
Die beiden aus verschiedenartigen Bestand- teilen gebildeten Geflechte bzw. Gewebe k¯nnen jedoch auch durch ein Klebband mitein- ander verbunden werden.
I) as in Fig. 2 gezeigte flächige Gebilde wird in der gleichen Weise weiter behandelt, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 dargelegt wurde.
Gemäss Fig. 3 besteht das flächige Gebildc aus einem aus MetallfÏden 10b bestehenden, weitmaschigen Drahtnetz, und einem auf dessen einen Seite mittels eines Klebbandes befestigten, aus nicht plastisch verformbaren, imprägnierbaren Fäden gebildeten Gewebe 11b.
Dieses flächige Gebilde kann nun an irgendeine beliebig geformte Fläche angepasst werden und wird dank der plastischen Verformbarkeit des Drahtnetzes naeh dem Entfernen von dieser FlÏche die angenommene Form beibehalten. Das Gewebe 11b wird hierauf mit einer erhärtenden Substanz imprägniert und nach dem Hartwerden bzw. Abbinden der imprÏgnierten Substanz ist das so geformte Erzeugnis fertig.
Gemϯ Fig. 4 besteht das fläehige Gebilde aus zu einem Drahtnetz verflochtenen Metall- drÏhten 10c, wobei imprägnierbare Textilfäden oder-fasern llc lose um die Metalldrähte 10c gewunden sind. Das Formen, die Imprägnie- rung und das Erzeugen der notwendigen Formfestigkeit des Erzeugnisses erfolgen in gleicher wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Gemäss Fig. 5 besteht das fläehige Gebilde aus einem aus Metalldrähten oder plastisch verformbaren Fäden 10d gebildeten Gewebe, wobei die MetalldrÏhte oder FÏden 10d vollstänclig in ein imprägnierbares Material IM eingebettet sind. Das Gebilde wird zwischen- raumlos an die nachzubildende beliebig geformte Fläehe angepasst und behält dank der Tile 10d scine angenommene Form auch naeh lem Entfernen von dieser Fläche. Das imprä- gnierbare Material 10d folgt dabei gezwunge- nerma¯en den Biegungen der von ihm umgebenen MetalldrÏhte oder FÏden 10d. Die Imprägnierung und das Härten werden dar- anfhin in der gleichen Weise ausgeführt, wie ? vorstehend besehrieben ist.
I) as flÏchige Gebilde nach Fig. 6 besteht alls einem Geflecht von MetalldrÏhten 10e und senkreclt zu diesen geriehteten Textilfäclen 11e. Die MetalldrÏhte 10e bilden dabei den plastisch verformbaren Bestandteil, wÏhrend lie nicht plastisch verformbaren Textilfäden 11e den imprÏgnierbaren Bestandteil darstellen. Dieses flÏchige Gebilde wurde als ä. usserst zweckmϯig befunden.
Fig. 7 zeigt einen orthopädischen Gegen- stand, nÏmlich eine gewölbte Fussstütze, welehe aus einem flächigen Gebilde der vorbeschriebenen Art hergestellt ist. Die Oberfläehe des geformten Gegenstandes ist mit einem Überzug 12 versehen, welcher in der Zeieh- nnng teilweise entfernt ist, um das darunter légende plastisch verformte und nachbehan- dette flächige Gebilde zu zeigen.
Die Festigkeit des geformten Erzeugnisses kann ferner noch durch eine zusätzliche Naeh- behandlung mittels Druek, Wärme oder beidem weiter erhöht werden.
Während vorgängig Beispiele des erfin dungsgemässen Verfahrens erläutert sind, bei welchen die benötigte Dauerformfestigkeit des Erzeugnisses durch Imprägnieren des nicht plastisch verformbaren Bestandteils erzielt wurde, zeigen die Fig. 8 und 9 flächige Gebilde, bei welchen der plastisch verformbare Bestandteil naeh dem Formen selbst gehärtet wird.
Fig. 8 zeigt ein dünnes, fläehiges Gebilde 13, welches aus zu einem Netz verwobenen oder verflochtenen, fadenförmigen Elementen 14 und 15 besteht. Die Elemente 14 und 15 bestehen dabei am besten aus Metalldrähten, obsehon auch andere Materialien verwendet werden können, z. B. hÏrtbare Kunststoffe. Es ist nieht unbedingt erforderlieh, dass das flÏchige Gebilde 13 netzf¯rmig hergestellt wird, aber diese Ausführungsart hat sieh als besonders geeignet erwiesen.
Das Erzeugnis wird nun wiederum durch zwisehenraumloses Anpassen des flächigen Gebildes 13 an die naehzubildende Fläehe ge- formt. Infolge seiner plastisehen Verformbarkeit behält das flächige Gebilde 13 seine angenommene Form aueh naeh dem Entfernen von der nachzubildenden Fläche bei. Das fläehige Gebilde 13 wird daraufhin durch eine Nachbehandlung gehärtet und bildet nun einen dauernd formbeständigen Gegenstand. Der Härtungsvorgang kann, wie nachfolgend beschrieben wird. auf versehiedene Weise durchgeführt werden.
Es kann also das plastisch verformbare Material selbst gehärtet werden, worauf gegebe- nenfalls zusätzlieh noch eine erhärtende Masse aufgetragen werden kann. Statt einer solchen zusätzliehen, erhärtenden Masse kann ferner auch ein zusätzlicher imprÏgnierbarer ¯berzug angebracht werden. Wenn beispielsweise als fläehiges Gebilde ein aus Metalldrähten 14 und 15 bestehendes Drahtnetz 13 verwendet wird, so können bekannte Wärmeverfahren zur Härtung des geformten Gebildes angewendet werden. Sind die langgestreekten Elemente 14 und 15 Eisen-oder Stahldrähte, so wird das gebräuchliche Erwärmen und Abkühlen das gewünschte Resultat ergeben.
Ist das aus den Elementen 14 und 15 be steliende flächige Gebilde 13 genügend eng gewoben, so k¯nnen die Zwischenräume zwi salien den Elementen 14 und 15 noch mit der erwÏhnten erhÏrtenden Masse ausgef llt werden, wie es in Fig. 8 angedeutet ist, wodureh die Festigkeit des geformten Gegenstandes weiter erhöht wird und das Gebilde eine glatte Oberfläche erhält. Es ist ferner empfehlenswert, den geformten Gegenstand ein oder meh rire malte in eine solche Alasse zu tauchen.
Es hängt dabei vom Alaterial sowie vom Ver wendungszweck des herzustellenden Gegen- standes ab, ob das geformte fläehige Gebilde 1 vor der Auftragung der erhärtenden Masse noch speziell gehärtet werden soll.
Es ist schliesslich auch möglieh, das separat reformé, plastisch verformbare flächige Gebilde 13 nach Fig.9 - eventuell nach einem HÏrtevorgang - mit einem imprägnierbaren Gebilde in Form eines Gewebes 16 zu verselien. welches mittels eines Elebbandes oder dann während des nachfolgenden Imprä- gnierungsvorganges auf die eine Seite des schon geformten. plastisch verformbaren flÏchigen Gebildes 13 angebracht wird. Nach dem Anbringen des imprägnierbaren flächigen Gebildes 6 auf dem plastisch verformbaren flÏchigen Gebilde 13 wird das Ganze mit einer geeigneten Substanz imprÏgniert, wodurch die Formfestigkeit des geformten Gegenstandes erhöht wird.
Das ImprÏgniermittel kann, wie schon fr her erwÏhnt wurde, eine L¯sung oder eine breiige Substanz sein.
Fig. 10 zeigt einen orthopädischen Gegenstand, wobei ein fläehiges Gebilde 13 zu einer Mittelfussstützp geformt wurde. Die fertig geformte Stütze wird mit einem aus einem imprägnierbaren Material bestehenden Gewebe 16 überzogen, worauf das Ganze imprä gniert und dadurch die n¯tige Formfestigkeit des geformten Gegenstandes erreieht wird.
Mittels des Gewebes 16 wird zudem eine glatte und saubere Oberfläche erzielt.
Auf die beschriebene Weise hergestellte Gegenstände können speziell in der Orthopädie als Stütxelemente oder Prothesen Verwendung finden, wobei das Nehmen von Abdr cken oder das Herstellen von Positiven hinfÏllig wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist darin zu erblicken, dal ;, in Fällen, wo das beispielsweise aus Drahtgeflecht bestehende flÏchige Gebilde an einen menschlichen Körperteil angepasst wird, die Formgebung durch das Drahtgeflecht hindurch leicht von Auge verfolgt werden kann, wenn sie vor dem Aufbringen der erhÏrtenden Masse oder des ¯berzuges vorgenommen wird.
Das Verfahren gemϯ der Erfindung er möglicht beispielsweise auch den leichten und billigen Aufbau von Kulissen für Bühne und Film, die Nachbildung von Figuren irgend- welcher Art, wie Statnen, Puppen usw. ; es kann aber auch in der Technik und im Labo ratorium Anwendung finden.
Process for the production of a dimensionally stable product specifically intended for use in orthopedics.
(The subject matter of the present invention is a process for the manufacture of a dimensionally stable product specially designed for use in orthopedics, according to which a flat structure, at least partly made of plastiseli deformable material, is formed by pressing it against a surface to be sewn without gaps, then from the area to be reproduced The area is removed and then subjected to an after-treatment that increases the dimensional stability.
This process enables the manufacture of products that are light and durable, and can be easily adapted to any surface, however complex. They are insensitive to moisture and can be easily cleaned and which, if desired, are elastic and can be used repeatedly. If the raw materials are appropriate, these products can be cheap in terms of acquisition cost and also in terms of their production costs.
The method according to the invention is particularly suitable for simulating complex surfaces, such as parts of the human body, which cannot be calculated mathematically. The products manufactured using this process have proven to be particularly useful in orthopedics, where supports, prostheses, etc. can be manufactured. However, the invention is not limited to this field.
The method according to the invention is explained, for example, on the basis of the drawing, which shows exemplary embodiments of a product which is manufactured according to the invention and which is also the subject of the invention, and parts of such a product.
Show it :
Fig. 1 to 6 pieces of different, partly made of plastically deformable material, which can be used for the production of a dimensionally stable product,
7 is a view of a dimensionally stable product intended for use in orthopedics, with the cover removed at one point,
8 shows a piece of a further flat structure which is used to produce a dimensionally stable product and which consists of plastically deformable material which can be hardened by post-treatment,
9 shows a piece of another flat structure which is used to produce a dimensionally stable product and which consists partly of material which can be impregnated with a hardening substance, and FIG
Fig.
10 is a view of a second dimensionally stable product intended for use in orthopedics, with the coating removed at one point.
Fig. 1 shows a flat structure which is produced by interweaving plastically deformable with non-plastically deformable, but in the impregnable components.
The plastically deformable components 10 consist of metal wires or threads made of plastic, for. B. hardenable synthetic resin, while the other components consist of textile threads 11. These metal wires or artificial threads 10 and the textile threads 11 are arranged at right angles to one another. The textile threads 11 can consist of linen, jute, hair, felt or the like. Paper threads can also take the place of textile threads.
The flat structure can now be adapted to any surface, no matter how complex it is. The flat structure plastically deformed in this way retains the assumed shape after it has been removed from the molded surface.
The non-plastically deformable, impregnable material, which in this case consists of textile threads 11, is now impregnated with a liquid or pulpy substance, after which it becomes hard after drying out or setting and permanently retains the assumed shape. The two-dimensional structure can be very fine-meshed or the substance used for impregnation can be of such a nature that it fills the weight. The substance used for impregnation can be applied to the formed flat structure in one or more coats.
The substance used for impregnation can be an aqueous solution of one of the known binders such as plaster of paris, one of the known silicates such as, for example, or a mixture of the binders mentioned. Artificial substances such as resins softened in solutions can also be used. The substance that increases the dimensional stability can also be applied to the formed flat structure in the form of a paste. The impregnable material can possibly also be impregnated before shaping.
For the same purpose, suitable filler materials can be applied to the impregnable constituents even before molding, without replacing the treatment that increases the dimensional stability after molding.
After shaping the flat structure, after impregnating its impregnable constituents and after thoroughly hardening them, the strength of the finished object can be increased by applying one or more layers of fiber-containing cement or a similar suitable substance.
2 shows a flat structure which has a mesh of flat metal strips 10a as a plastically deformable component, while the non-plastically deformable, impregnable components consist of textile threads 11a, which are on one side of the metal strips 10a and separate from them into one Fabrics are interwoven. The fabric made of non-plastically deformable textile threads 11a is attached to the plastically deformable mesh made of metal strips 10a by weaving individual textile threads 11a and metal strands 10a into the mesh or the fabric of the other components, as shown in the center of FIG. 2 is shown.
The two braids or fabrics formed from different components can, however, also be connected to one another by means of an adhesive tape.
I) the flat structure shown in FIG. 2 is treated further in the same way as was set out in connection with FIG.
According to FIG. 3, the two-dimensional structure consists of a wide-meshed wire mesh consisting of metal threads 10b and a fabric 11b made of non-plastically deformable, impregnable threads attached to one side by means of an adhesive tape.
This two-dimensional structure can now be adapted to any surface of any shape and, thanks to the plastic deformability of the wire mesh, will retain the assumed shape after it has been removed from this surface. The fabric 11b is then impregnated with a hardening substance and after the impregnated substance has hardened or set, the product shaped in this way is finished.
According to FIG. 4, the flat structure consists of metal wires 10c interwoven to form a wire mesh, with impregnable textile threads or fibers 11c being loosely wound around the metal wires 10c. The shaping, the impregnation and the creation of the necessary dimensional stability of the product are carried out in the same way as in the embodiments described above.
According to FIG. 5, the flat structure consists of a fabric formed from metal wires or plastically deformable threads 10d, the metal wires or threads 10d being completely embedded in an impregnable material IM. The structure is adapted to the arbitrarily shaped surface to be reproduced without any gaps in between and, thanks to the Tile 10d scine, retains the shape it has assumed even after it is removed from this surface. The impregnable material 10d is forced to follow the bends of the metal wires or threads 10d which it surrounds. Impregnation and hardening are then carried out in the same way as? is described above.
I) the flat structure according to FIG. 6 consists of a mesh of metal wires 10e and perpendicular to these straightened textile fibers 11e. The metal wires 10e form the plastically deformable component, while non-plastically deformable textile threads 11e represent the impregnable component. This two-dimensional structure was found to be extremely useful.
7 shows an orthopedic object, namely a curved footrest, which is made from a flat structure of the type described above. The surface of the shaped object is provided with a coating 12, which is partially removed in the drawing in order to show the plastically deformed and post-treated flat structure lying underneath.
The strength of the molded product can also be further increased by an additional sewing treatment using pressure, heat or both.
While previously examples of the inventive method are explained, in which the required permanent form strength of the product was achieved by impregnating the non-plastically deformable component, FIGS. 8 and 9 show flat structures in which the plastically deformable component is hardened itself after the molding.
8 shows a thin, flat structure 13, which consists of thread-like elements 14 and 15 that are woven or interwoven to form a network. The elements 14 and 15 are best made of metal wires, although other materials can also be used, e.g. B. curable plastics. It is not absolutely necessary that the sheet-like structure 13 is made in the form of a net, but this type of embodiment has proven to be particularly suitable.
The product is now in turn formed by adapting the flat structure 13 to the area to be sewn without intervening spaces. As a result of its plastic deformability, the flat structure 13 retains its assumed shape even after it has been removed from the surface to be reproduced. The flat structure 13 is then hardened by an aftertreatment and now forms a permanently dimensionally stable object. The hardening process can be as described below. can be done in different ways.
The plastically deformable material itself can therefore be hardened, whereupon a hardening compound can also be applied if necessary. Instead of such an additional hardening compound, an additional impregnable coating can also be applied. If, for example, a wire mesh 13 consisting of metal wires 14 and 15 is used as the sheet-like structure, then known heat processes can be used to harden the shaped structure. If the elongated elements 14 and 15 are iron or steel wires, the customary heating and cooling will give the desired result.
If the flat structure 13 consisting of the elements 14 and 15 is woven sufficiently tightly, the spaces between the elements 14 and 15 can still be filled with the hardened mass mentioned, as is indicated in FIG the strength of the molded article is further increased and the structure is given a smooth surface. It is also advisable to immerse the shaped object one or more times in such an alasse.
It depends on the aluminum material as well as on the intended use of the object to be manufactured, whether the formed flat structure 1 should be specially hardened before the application of the hardening mass.
Finally, it is also possible to apply an impregnable structure in the form of a fabric 16 to the separately reformed, plastically deformable flat structure 13 according to FIG. 9 - possibly after a hardening process. which by means of an Elebband or then during the subsequent impregnation process on one side of the already formed. plastically deformable sheet-like structure 13 is attached. After the impregnable sheet-like structure 6 has been attached to the plastically deformable sheet-like structure 13, the whole is impregnated with a suitable substance, which increases the dimensional stability of the molded object.
The impregnating agent can, as already mentioned earlier, be a solution or a pulpy substance.
Fig. 10 shows an orthopedic article, wherein a flat structure 13 has been formed into a metatarsal support. The fully formed support is covered with a fabric 16 made of an impregnable material, whereupon the whole is impregnated and the necessary dimensional stability of the shaped object is thereby achieved.
A smooth and clean surface is also achieved by means of the fabric 16.
Objects manufactured in the manner described can be used especially in orthopedics as support elements or prostheses, whereby the taking of prints or the production of positives is no longer necessary.
A particular advantage of the method according to the invention is that, in cases where the flat structure consisting, for example, of wire mesh is adapted to a human body part, the shape through the wire mesh can easily be followed by the eye if it is done before application the hardened mass or the coating.
The method according to the invention enables, for example, the easy and cheap construction of sets for stage and film, the reproduction of figures of any kind, such as statues, dolls, etc.; but it can also be used in technology and in laboratories.