DE3215164C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Querteilen eines lang­ gestreckten Knochens in scheibenförmige Knochenstücke, bei­ spielsweise Markknochen, wobei der Knochen zunächst radial ein­ gespannt und der so fixierte Knochen durch eine Anzahl Säge­ schnitte in Knochenstücke unterteilt wird, und erstreckt sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Um Röhrenknochen als Markknochen anzubieten, werden die von Natur langgestreckten, im übrigen aber mehr oder weniger unre­ gelmäßig geformten Knochen in Knochenstücke von etwa 2 bis 3 cm Breite zerteilt. Hierzu dienen Knochensägen, die als Kreis- oder Bandsägen ausgebildet sind. Der zu zerteilende Knochen wird während des Sägens von Hand gehalten oder in einer Einspannvor­ richtung fixiert. Nach jedem Sägeschnitt ist eine der Knochen­ stückgröße angepaßte Koaxialverschiebung erforderlich. Wird der Knochen von Hand gehalten, ist diese Positionsveränderung ver­ hältnismäßig einfach durchzuführen, aber mit einer erhöhten Verletzungsgefahr verbunden, da der Antrieb der Säge unterdessen nicht unterbrochen wird. Die Handhabung erfordert überhaupt große Aufmerksamkeit und ein gewisses Geschick, damit insbeson­ dere ein mehr und mehr verkürzter Knochen mit fettglatter Ober­ fläche während des Sägeschnittes sicher fixiert bleibt und nicht entgleitet. Die Unfallhäufigkeit bei dieser Tätigkeit spricht für sich.

Unter Verwendung von Einspanneinrichtungen läßt sich die Unfall­ gefahr zwar mindern, aber nicht ausschließen. Allgemein bekannte Einspannvorrichtungen haben zudem den Nachteil, daß der Knochen nach jedem Sägeschnitt ausgespannt und für den nachfolgenden Sägeschnitt erneut eingespannt werden muß. Dieser Umspannvorgang erfolgt gleichfalls in der Regel bei laufender Säge und stellt daher eine nicht zu unterschätzende Gefahrenquelle dar. Abgese­ hen davon ist diese Arbeitsweise verhältnismäßig zeitaufwendig, so daß in der Praxis häufig die vorhandenen Einspannvorrichtun­ gen nicht benutzt werden und statt dessen der Knochen auch wäh­ rend des Sägevorgangs von Hand gehalten wird.

Aus dem DE-GM 79 30 577 ist auch bereits eine maschinelle Vor­ richtung zum Zersägen von Knochen bekannt, wobei der Knochen zunächst radial eingespannt wird und sich der Einspannbereich im wesentlichen über die gesamte Knochenlänge erstreckt. Diese Vorrichtung erfordert nämlich mit Rücksicht auf die gleichzeiti­ ge Zerteilung des Knochens in einzelne Knochenstücke eine ent­ sprechende Vielzahl von Fixierpunkten. Mit Rücksicht auf zahl­ reiche Fixierpunkte ist daher eine verhältnismäßig aufwendige Vorrichtung erforderlich. Auch benötigt die bekannte Vorrichtung eine der Anzahl der gleichzeitig durchzuführenden Sägeschnitte entsprechende Anzahl Kreissägeblätter. Ein noch wesentlicherer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist jedoch darin zu sehen, daß sich bis auf eventuell über die Sägeblattgruppe vorstehende Knochenteilstücke im übrigen sämtliche Knochenstücke zwischen jeweils zwei Sägeblättern abgeführt werden müssen, was deshalb problematisch ist, weil die Dicke der scheibenförmigen Knochen­ stücke dem Abstand benachbarter Sägeblätter entspricht. Dabei kann leicht der Betrieb der Vorrichtung gestört werden, wenn sich ein Knochenstück zwischen zwei Sägeblättern verkantet und der ordnungsgemäße Abtransport, der ohnehin gegen die Drehrich­ tung der Sägeblätter erfolgen muß und bereits dadurch erschwert wird, gänzlich vereitelt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Querschneiden eines langgestreckten Knochens vorzuschlagen, mit dem nicht nur eine Verletzungsgefahr bei der Durchführung des Verfahrens ausgeschlossen werden kann und dessen Sicherheit dennoch die Zerteilungsleistung nicht beeinträchtigt, sondern das sich zudem mit einer im Aufbau einfachen Vorrichtung durch­ führen läßt und wobei insbesondere auch der sichere Abtransport der abgetrennten Knochenstücke zu gewährleisten ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einem Verfahren der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 genannten Art ausgegangen und erfindungsgemäß vorgeschlagen, so zu verfahren, daß der Knochen ausschließlich im Bereich der Mitte seiner Länge über etwa eine Knochenstückbreite eingespannt wird, worauf gleichzeitig von beiden Endbereichen des Knochens ausgehend Knochenstücke paar­ weise nacheinander abgetrennt werden, bis der Knochen auf die eingespannte Knochenstückbreite verkürzt ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Knochen nur einmal eingespannt, so daß sich für einen Knochen wiederholende zeit­ aufwendige Ein- und Ausspannvorgänge erübrigen. Da erfindungs­ gemäß von beiden Endbereichen des Knochens ausgehend jeweils ein Knochenstückpaar abgetrennt wird, ergibt sich eine gute Zertei­ lungsleistung. Die beidseitig gleichzeitige Abtrennung begün­ stigt darüber hinaus die mittige Einspannung insofern, als die an beiden Endbereichen auftretenden Sägekräfte weitgehend ge­ geneinander aufgehoben werden. Die - wenn auch nur in etwa - erfüllte Querschnittssymmetrie des Knochens zu beiden Seiten seiner Einspannstelle führt zu einem beiderseits nahezu gleich­ zeitig beginnenden und endenden Sägevorgang, was sich gleich­ falls positiv auf die Einspannbelastung auswirkt.

Abgesehen davon können die Einspannkräfte so groß gewählt wer­ den, daß selbst bei einseitig einsetzenden Sägeschnitten auf­ grund einer nicht exakt mittigen Einspannung des Knochens oder aufgrund extremer Unregelmäßigkeiten dieser gleichwohl sicher fixiert bleibt.

Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine von einem Schwenkarm getragene Einspannzange auf, die in einer Ebene schwenkbar ist, welche mindestens eine Führungsstange senkrecht kreuzt, auf der zu beiden Seiten der Schwenkebene der Einspannzange je ein Schlitten verschiebbar ist, der einen Motor trägt, auf dessen parallel zur Führungsstange ausgerichteten Welle ein Kreissäge­ blatt befestigt ist, wobei der Abstand der Kreissägeblätter zueinander durch eine Verschiebung der Schlitten in einstell­ baren Stufen veränderbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich selbstverständlich auch mit einer Vorrichtung durchführen, die anstelle von Kreissäge­ blättern beispielsweise Bandsägen oder dergleichen verwendet, die über entsprechend ausgebildete Schlitten gleichfalls in einstellbaren Stufen verschiebbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit an sich bekannten Mitteln so steuern, daß die Einspannzange mit Hilfe des Schwenk­ armes den zu zerteilenden Knochen so weit durch den Wirkungs­ bereich der Kreissägeblätter hindurchführt, daß ein Knochen­ stückpaar abgetrennt ist, worauf die Rückwärtsbewegung des Schwenkarmes eine Bewegung der Schlitten um eine Verschiebestufe auslöst, sobald der Knochen aus dem Wirkungsbereich der Kreissä­ geblätter herausgeschwenkt ist, so daß unmittelbar anschließend die Einspannzange mit dem Knochen erneut in den Wirkungsbereich der Kreissägeblätter hineingeschwenkt werden kann. Dieser Bewe­ gungsablauf wiederholt sich so oft, bis der Restknochen in der Zange zu beiden Seiten bis nahezu auf die Einspannbreite ver­ kürzt ist. Im geöffneten Zustand der Zange wird das restliche Knochenstück ausgestoßen und den übrigen Knochenstücken hinzuge­ fügt.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedem Kreissägeblatt ein mit dem Schlitten verfahrbares gelenkig gelagertes Stützelement zugeordnet, das unter Druck gegen das jeweils abzutrennende Knochenstück zur Anlage kommt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ersetzt das Stützelement den bei konventionellen Kreissägen üblichen Tisch. Wegen der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung benutzten Einspannzange hat das Stützelement jedoch nicht ausschließlich eine Stützfunktion, sondern bewirkt darüber hinaus eine sichere Trennung des jeweils unterstützten Knochenstückes vom beim Sägeschnitt anfallenden Knochenmehl. Das Knochenstück wird über der Ebene des Stütz­ elements gehalten, während das Knochenmehl unter die Ebene des Stützelements gelangt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß an min­ destens einer Klaue der Einspannzange ein Hebelsystem angreift, das unter einem Druck eines Federpakets die Einspannzange in Schließstellung hält und unter einem entgegengerichteten Druck einer Hydraulikeinrichtung die Einspannzange in Offenstellung überführt.

Während der aus dem Federpaket resultierende Druck die Einspann­ zange bei einer Betriebsstörung und selbst bei Stromausfall in sicherer Schließstellung hält, läßt sich mit an sich bekannten Steuermitteln die den Öffnungsdruck aufbringende Hydraulikein­ richtung so schalten, daß durch eine entsprechende Schwenkbewe­ gung des die Einspannzange tragenden Armes die Hydraulikeinrich­ tung beaufschlagt wird und diese die Einspannzange gegen die Kraft des Federpakets öffnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift am Schwenkarm der Einspannzange eine Zylinder-Kolbenstangen-Einheit an, mit der die Einspannzange aus einer Beschickungsposition zwischen die Wirkungsbereiche der Kreissägeblätter überführbar ist.

Die Überführungsbewegung der Einspannzange aus der Beschickungs­ position wird vorzugsweise durch eine vorausgegangene Schließbe­ wegung der Zangenklauen ausgelöst, wogegen der Überführung der Einspannzange in die Beschickungsposition eine Öffnungsbewegung der Zangenklauen vorausgeht.

Die Öffnungsbewegung wird zweckmäßigerweise so früh eingeleitet, daß der bis dahin eingespannte Knochenrest aus der Einspannzange ausgestoßen werden kann und zu den Knochenstücken gelangt, bevor die so frei gewordene Einspannzange erneut in die Beschickungs­ position geschwenkt wird.

In der Beschickungsposition befindet sich die Einspannzange nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in einer für den Zangendurchtritt mittig geschlitzten Aufnahmekammer, die durch einen Deckel verschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Aufnahmekammer ist so ausgebildet, daß sie den von der Einspannzange zu erfassenden Knochen in das Zangen­ maul gleiten läßt. Dabei können auf den Stirnseiten der Aufnah­ mekammer Federelemente vorgesehen sein, die mit geringer Kraft den in das Zangenmaul gleitenden Knochen in eine mittige Posi­ tion bringen, ohne den Gleitvorgang selbst zu stören.

In jedem Falle ist durch die Aufnahme eine gefahrvolle Zugriffs­ möglichkeit der Bedienung zur Aufnahmeposition der Einspannzange verhindert.

Zur gefahrlosen Beschickung der Vorrichtung sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß über dem Deckel der Auf­ nahmekammer ein Knochenmagazin angeordnet ist, dessen Boden durch den Deckel der Aufnahmekammer gebildet ist.

Ein Magazinverschluß ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er nur bei verschlossener Aufnahmekammer eine Beschickung des Magazins mit einem Knochen ermöglicht und die Öffnung der Aufnahmekammer erst erfolgen kann, wenn das Magazin verschlossen ist. Auf diese Weise ist jegliche Unfallgefahr bei der Beschickung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung unterbunden.

Vorzugsweise ist der Deckel der Aufnahmekammer schalenförmig gewölbt und um eine durch den Schalenradius bestimmte Achse verschwenkbar. Dabei weist die konvexe Deckelseite zum Magazin hin, so daß der auf dieser Wölbung ruhende Knochen bei der Öff­ nungsbewegung des Deckels abrollen kann und in keinem Falle den Bewegungsvorgang behindert.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist unter dem von den Kreissägeblättern durchfahrenen Bereich ein das Knochen­ mehl auffangender Wagen in die Vorrichtung einfahrbar.

Mit dieser Ausgestaltung ist ein sicheres Auffangen des in nicht unerheblichen Mengen anfallenden Knochenmehls und dessen ratio­ neller Abtransport gewährleistet. Ein mit Knochenmehl gefüllter Wagen läßt sich schnell und einfach aus der Vorrichtung heraus­ fahren und gegen einen leeren Wagen austauschen. Die oben be­ schriebenen, den Kreissägeblättern zugeordneten Stützelemente verhindern, daß Knochenstücke mit dem Knochenmehl in den Wagen gelangen und dabei nicht nur mit Mehl verunreinigt werden, son­ dern verloren gehen.

Die Stützelemente leiten statt dessen die Knochenstücke einem Schrägboden einer Auffangeinrichtung zu, die nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unter dem von den Kreissägeblättern durchfahrenen Bereich oberhalb des Wagens vorgesehen ist.

Schließlich sieht eine Ausgestaltung der Erfindung noch vor, daß die Auffangeinrichtung in eine zu beiden Seiten der Vorrichtung geneigt verlaufende Rinne mündet, die einen Bodenrost aus in Längsrichtung der Rinne ausgerichteten Stäben aufweist.

Der Bodenrost begünstigt nicht nur den Gleitvorgang der Knochen­ stücke in Richtung von an den Rinnenenden aufgestellten Auffang­ behältern oder angehängten Säcken, sondern läßt Knochenklein­ teile und -splitter durchfallen, so daß die Knochenstücke auch davon befreit anfallen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung bei entfernter Gehäuseseite und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei entferntem Gehäuse­ deckel.

Ein in 2 bis 3 cm breite Stücke zu zerteilender langgestreckter Röhrenknochen wird in ein Magazin 2 eingelegt, das durch einen um eine Achse 3 schwenkbaren Verschluß 4 absperrbar ist.

Den Boden des Magazins 2 bildet ein schalenförmig gewölbter Deckel 5 einer darunter angeordneten Aufnahmekammer 6. Der Deckel 5 ist um eine durch den Radius seiner Wölbung lokali­ sierte Achse 7 in eine Öffnungsposition schwenkbar, sobald eine Einspannzange 8 in aufnahmebereitem Zustand durch einen vertikalen Schlitz in der Mitte einer Seitenwand in die Aufnahmekammer 6 eingedrungen ist. Ein nicht dargestelltes Hydrauliksystem hält das Maul der Einspannzange 8 geöffnet, bis der Röhrenknochen 1 mittig in das Zangenmaul gefallen ist.

Ein an Klauen der Einspannzange 8 angreifendes Hebelsystem 9 schließt unter dem Druck eines Federpaketes 10 die Klauen und spannt dadurch den Röhrenknochen 1 mittig fest ein.

Ein auf einer Achse 11 gelagerter Schwenkarm 12 wird durch eine Zylinder-Kolbenstangeneinheit 13 betätigt und führt die am freien Ende des Schwenkarmes 12 angeordnete Einspannzange 8 mit dem Röhrenknochen 1 in einer senk­ rechten Ebene zu einer Achse, mit der zu beiden Seiten der Einspannzange 8 je eine Welle 14 eines in einem Schlitten 15 geführten Motors 16 eines Kreissägeblattes 17 fluchtet.

Der Abstand der Kreissägeblätter 17 zueinander ist so gewählt, daß von den Endbereichen des Röhrenknochens je ein Knochenstück in der gewünschten Breite gleichzeitig abgetrennt wird, sobald die Einspannzange 8 mit dem Röhren­ knochen 1 in den Wirkungsbereich der Kreissägeblätter 17 eingeschwenkt wird.

Während des Abtrennvorganges drückt ein jedem Kreissäge­ blatt 17 zugeordnetes, mit dem Schlitten 15 verfahrbares, gelenkig gelagertes Stützelement 18 gegen das abzutrennende Knochenstück und überführt das abgetrennte Knochenstück, getrennt von dem unter das Stützelement 18 gelangenden Knochenmehl, in eine Auffangeinrichtung 19, die mit einem Schrägboden 20 versehen ist.

Die Auffangeinrichtung 19 mündet in eine in Richtung der beiden Seiten der Vorrichtung geneigt ausgerichtete Rinne 21, die mit einem Bodenrost 22 versehen ist, der aus in Längs­ richtung der Rinne 21 ausgerichteten Stäben besteht.

In die Auffangeinrichtung 19 gelangte Knochenbruchstücke und -splitter fallen durch den Bodenrost 22 durch, so daß in am unteren Ende der Rinne 21 zu beiden Seiten der Vorrichtung aufgestellte Behälter ausschließlich verwert­ bare Knochenstücke gelangen.

Das Knochenmehl fällt in einen unter dem Wirkungsbereich der Kreissägeblätter 17 in die Vorrichtung einfahrbaren Wagen 23, ohne die vom Knochen 1 abgetrennten Knochenstücke zu verunreinigen.

Nachdem vom Knochen 1 ein Knochenstückpaar in der vorbe­ schriebenen Weise abgetrennt ist, bewegt die Zylinder- Kolbenstangeneinheit 13 den Schwenkarm 12 der Einspann­ zange 8 mit dem verbliebenen Teil des Knochens 1 so weit zurück, bis der Knochen 1 aus dem Wirkungsbereich der Kreissägeblätter 17 gelangt ist. Daraufhin verfahren die Schlitten 15 um die gewünschte Knochenstückbreite die Motoren 16 mit den Kreissägeblättern 17 gegeneinander. Sodann wird durch eine Bewegungsumkehr des Schwenkarmes 12 ein weiteres Knochenstückpaar vom verbliebenen Teil des Knochens 1 abgetrennt.

Dieser Bewegungsablauf wiederholt sich so lange, bis in der Einspannzange 8 ein Knochenreststück verblieben ist, das - zumindest in etwa den übrigen Knochenstücken entspricht.

Mit diesem Knochenreststück wird die Einspannzange 8 zurück­ geschwenkt und durch das Hydrauliksystem geöffnet, so daß sich mit einem Auswerfhebel 24 die Einspannzange 8 vom Knochenreststück befreien läßt.

Anschließend wird die Einspannzange 8 in geöffnetem Zustand weiter zurückgeschwenkt, bis sie erneut in die Aufnahme­ kammer 6 überführt ist, um mit einem im Magazin 2 bereit­ gehaltenen Knochen 1 beschickt zu werden, worauf sich der Zerteilungsvorgang in allen Einzelheiten wiederholt.

Um eine Geräuschbelästigung aus dem Betrieb der Vorrich­ tung zu vermeiden, ist die Vorrichtung insgesamt von einem Gehäuse 25 eingeschlossen, das in an sich bekannter Weise aus schalldämmendem Material gefertigt ist.

Claims (11)

1. Verfahren zum Querteilen eines langgestreckten Knochens in scheibenförmige Knochenstücke, beispielsweise Markknochen, wobei der Knochen zunächst radial eingespannt und der so fixierte Knochen durch eine Anzahl Sägeschnitte in Knochenstücke unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Knochen ausschließlich im Bereich der Mitte seiner Länge über etwa eine Knochenstückbreite eingespannt wird, worauf gleichzeitig, von beiden Endbereichen des Knochens ausgehend, Knochenstücke paarweise nacheinander abgetrennt werden, bis der Knochen auf die eingespannte Knochenstückbreite verkürzt ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von einem Schwenkarm (12) getragene Einspannzange (8), die in einer Ebene schwenkbar ist, welche mindestens eine Führungsstange (A) senkrecht kreuzt, auf der zu beiden Seiten der Schwenkebene der Einspannzange (8) je ein Schlitten (15) verschiebbar ist, der einen Motor (16) trägt, auf dessen parallel zur Führungsstange (A) ausgerichteten Welle (14) ein Kreissägeblatt (17) befestigt ist, wobei der Abstand der Kreissägeblätter (17) zueinander durch eine Verschiebung der Schlitten (15) in einstellbaren Stufen veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kreissägeblatt (17) ein mit dem Schlitten (15) verfahrbares, schwenkbar gelagertes Stützelement (18) zugeordnet ist, das unter Druck gegen das jeweils abzutrennende Knochenstück zur Anlage kommt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Klaue der Einspannzange (8) ein Hebelsystem (9) angreift, das unter einem Druck eines Federpaketes (10) die Einspannzange (8) in Schließstellung hält und unter einem entgegengerichteten Druck einer Hydraulikeinrichtung die Einspannzange (8) in Offenstellung überführt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Schwenkarm (12) der Einspannzange (8) eine Zylinder-Kolbenstangeneinheit (13) angreift, mit der die Einspannzange (8) aus einer Beschickungsposition zwischen die Wirkungsbereiche der Kreissägeblätter (17) führbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einspannzange (8) in der Beschickungsposition in einer für den Zangendurchtritt mittig geschlitzten Aufnahmekammer (6) befindet, die durch einen Deckel (5) verschließbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß über der Aufnahmekammer (6) ein verschließbares Knochenmagazin (2) angeordnet ist, dessen Boden durch den Deckel (5) der Aufnahmekammer (6) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) der Aufnahmekammer (6) schalenförmig gewölbt ist und um eine durch den Wölbungsradius bestimmte Achse (7) verschwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem von Kreissägeblättern (17) durchfahrenen Bereich ein das Knochenmehl auffangender Wagen (23) in die Vorrichtung einfahrbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem von den Kreissägeblättern (17) durchfahrenen Bereich oberhalb des Wagens (23) eine mit einem Schrägboden (20) versehene Auffangeinrichtung (19) für die abgetrennten Knochenstücke vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung (19) in eine zu beiden Seiten der Vorrichtung geneigt verlaufende Rinne (21) mündet, die einen Bodenrost (22) aus in Längsrichtung der Rinne (21) ausgerichteten Stäben aufweist.