ELEMENTO ALARGADO PARA TRANSMITIR FUERZAS.(ES2194251)

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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kInt. Cl. : F16C 1/00
11 Número de publicación:
2 194 251
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ESPAÑA
F16C 3/00
A61B 17/16
A61B 17/72
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 98109610.0
kFecha de presentación: 27.05.1998
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 889 252
kFecha de publicación de la solicitud: 07.01.1999
T3
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54 Tı́tulo: Elemento alargado para transmitir fuerzas.
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73 Titular/es: Stryker Trauma GmbH
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72 Inventor/es: Harder, Hans Erich;
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74 Agente: Roeb Dı́az-Alvarez, Marı́a
30 Prioridad: 02.07.1997 DE 297 11 559 U
Prof.-Kuntscher-Str.1-5
24232 Schönkirchen, DE
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
16.11.2003
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 194 251 T3
16.11.2003
Aviso:
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Jensen, Harm-Iven y
Speitling, Andreas Werner
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
Elemento alargado para transmitir fuerzas.
La invención trata de un elemento alargado
para transmitir fuerzas, según las reivindicaciones
1 y 2.
En mecánica, como se sabe, se usan elementos para la transmisión de fuerza cuya estructura,
forma y montaje, además de la transmisión de
la fuerza, afecta también a la “flexibilidad” (deformabilidad elástica) en varias combinaciones de
grados espaciales de libertad. Por ejemplo, un cable transmite fuerza de tracción (como un cable
de goma o una cinta de goma de forma elástica)
pero no fuerza de compresión, fuerza transversal,
ni momentos de torsión y flexión. Por otra parte,
una viga rı́gida transmite todas las fuerzas y momentos conocidos, pero sin embargo, en relación
con el cable, no ofrece por ejemplo la libertad de
deformabilidad transversalmente a la dirección de
la extensión, por eso ofrece, por ejemplo, la posibilidad de cambiar la fuerza de tracción transmitida en su dirección mediante la redirección a
través de un rodillo.
Los elementos alargados para transmitir fuerzas en sistemas técnicos se usan en una función
estática o dinámica: una varilla, por ejemplo,
es per se un elemento alargado giratorio, luego
aplicado dinámicamente para transmitir fuerza de
torsión. La viga anteriormente mencionada como
parte de una estructura de barras, por ejemplo
en un andamio, es un elemento alargado aplicado
de forma estática que, concretamente, transmite
fuerza de tracción y de compresión, pero también
presenta momentos de flexión para evitar el pandeo.
Los elementos alargados conocidos para transmitir fuerzas en varias direcciones espaciales son
esencialmente completamente rı́gidos o “tensos”,
pero sólo en algunas formas de realizaciones ofrecen cierta flexibilidad o elasticidad deseada (rigidez). Un ejemplo de esto serı́a el cable de goma
ya citado, que en su dirección longitudinal, ofrece
una determinada elasticidad de la goma siendo
tenso en todas las demás direcciones. Otro ejemplo serı́a la denominada varilla flexible que de
forma elástica incluye momentos de flexión respecto a cualquier eje perpendicular a su eje longitudinal y transmite fuerza de torsión respecto a
su eje longitudinal esencialmente de forma rı́gida.
Las varillas flexibles se enrollan generalmente por
el alambre y pueden ir revestidas para mantener la forma enrollada del alambre. Para poder
transmitir fuerzas de torsión en ambas direcciones, generalmente se necesitará una segunda capa
de alambre enrollada en dirección opuesta. Por
consiguiente, este tipo de varilla flexible se elabora usando varios componentes, por lo que su
fabricación resulta cara y además ofrece una capacidad de carga y una esperanza de vida relativamente reducidas.
El objeto de la presente invención consiste en
proporcionar un elemento alargado para transmitir fuerzas que se puede flexionar de forma elástica
perpendicularmente a su eje longitudinal al menos
respecto a un eje, y cuyas caracterı́sticas técnicas
han sido mejoradas.
Este objetivo se logra en la presente invención
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mediante las caracterı́sticas formuladas en las reivindicaciones 1 y 2, relacionadas con un implante
para un enclavado medular de la parte superior
del brazo y una varilla para una perforación de la
cavidad medular, respectivamente.
En la presente invención, este elemento alargado hueco para transmitir fuerzas está hecho de
material elástico. La pared del elemento alargado
incluye unas aberturas cuya disposición permite
reducir el momento de resistencia a la flexión del
elemento. Las aberturas en la pared del elemento
están dispuestas de modo que el momento de resistencia a la torsión del elemento permanezca
esencialmente inalterado. El elemento es tubular. Al estar diseñado en una sola pieza, se simplifica la fabricación del elemento. No requiere
lubricación ni mantenimiento regular, puesto que
no dispone de componentes diferentes que estén
acoplados entre sı́ o rocen unos con otros.
Las aberturas están colocadas en un diseño
recurrente siguiendo la dirección longitudinal del
elemento. Este tiene preferiblemente forma de
espiral.
La realización según la invención presenta
unas ranuras como aberturas, que en cada caso se
extienden transversalmente en el elemento alargado. El elemento con una sección transversal
tubular lleva muescas transversalmente en cada
ranura, en donde una zona cercana al borde de
cada sección transversal con muescas no es atravesada por la ranura. Las ranuras se desplazan en
la dirección de la circunferencia de modo que las
zonas que no están atravesadas por las mismas se
disponen en forma helicoidal en la dirección longitudinal del elemento.
De este modo, primeramente se reduce el momento de resistencia a la flexión del elemento
considerablemente en cada segmento individualmente cortado por muescas, ya que cada ranura
no atraviesa sólo una banda de la pared del tubo.
La anchura de la ranura que depende de la profundidad de la ranura tiene un tamaño mayor que
el grosor de la pared del tubo. El momento de resistencia a la flexión del elemento respecto a esta
banda de mayor anchura que altura es más pequeño en relación con un eje paralelo al ancho de
la banda. Debido a esta dependencia direccional
del menor momento de resistencia a la flexión de
las secciones transversales ranuradas y de su disposición en forma de espiral en la dirección longitudinal del elemento, en la zona de rotación de la
hélice respecto al elemento en cada dirección de
flexión existe en cada caso una sección transversal con un pequeño momento de resistencia a la
flexión. Debido al hecho de que el diseño en forma
helicoidal está dispuesto de forma recurrente respecto al elemento siguiendo la dirección longitudinal del elemento, dicho elemento se puede flexionar en su totalidad en cualquier dirección.
Con cada componente sometido a carga de
torsión, las principales lı́neas de tracción están
dispuestas en forma de espiral alrededor del eje
de torsión. Debido al hecho de que las aberturas
están dispuestas en un diseño en forma helicoidal en la dirección longitudinal del elemento, las
bandas que no están atravesadas están dispuestas también en forma helicoidal y forman una
zona continua de material en forma helicoidal
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que permite transmitir las principales tensiones
de torsión sin debilitamiento.
El elemento se compone preferiblemente de
material metálico. Debido a las diversas aplicaciones posibles en tecnologı́a quirúrgica, por ejemplo, como un implante para un enclavado medular
de la parte superior del brazo o como una varilla
flexible para una perforación de la cavidad medular, el elemento se compone preferiblemente de
material biocompatible, concretamente, acero o
titanio para implantes.
Las fuerzas de tracción y de compresión se
pueden transmitir esencialmente de forma rı́gida
debido al diseño de una sola pieza del elemento.
Por medio del dimensionamiento de las aberturas,
concretamente, de la profundidad de las ranuras
en la forma de realización anteriormente descrita,
se puede ajustar la seguridad del elemento contra
el pandeo.
A continuación, se describen con más detalle
algunas formas de realización de la invención mediante los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra una vista lateral de una
sección de un elemento para transmitir fuerzas según la invención.
La figura 2 muestra una vista lateral de una
sección de otro elemento para transmitir
fuerzas.
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La figura 3 muestra una sección transversal a lo
largo de la lı́nea X-Y que pasa a través de
los elementos de las figuras 1 y 2.
En las figuras 1 y 2, los mismos detalles o los
detalles que se corresponden entre sı́ se indican
con la misma numeración de referencia.
En relación con las figuras 1 y 2, un elemento
alargado 2 para transmitir fuerzas se compone de
un tubo con un diámetro exterior del tubo D y
un grosor de tubo S. La pared 4 del elemento 2
incluye unas ranuras 6 que con una anchura B
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y una profundidad T en cada caso se prolongan
transversalmente en el elemento 2. De este modo,
cada ranura 6 deja una zona 8 del elemento, cercana al borde, que no es atravesada en la sección
transversal respectiva. Las ranuras 6 están ubicadas contiguas entre sı́ y a una distancia las unas
de las otras.
En la figura 1, cada ranura 6 se encuentra
desplazada respecto a la ranura contigua en un
ángulo de 90◦ respecto al eje longitudinal 10 del
tubo. En la figura 2 el ángulo es de 180◦. De
este modo, el elemento 2 según la figura 1 puede
flexionarse respecto a dos ejes que se encuentran
en ángulos rectos respecto al eje longitudinal 10
del elemento 2 ası́ como en ángulos rectos entre
sı́. El elemento 2 según la figura 2 sólo puede
flexionarse respecto a un eje ubicado en ángulo
recto respecto al eje longitudinal 10 del elemento
2. Ambos elementos 2 según las figuras 1 y 2 son,
por ejemplo, el implante para un enclavado medular de la parte superior del brazo de modo que al
introducirlo en la cavidad medular perforada del
hueso de la parte superior del brazo podrá seguir
la curvatura de dicho hueso, que está determinada
por la anatomı́a.
Para transmitir fuerza de torsión, de tracción
y de compresión, y permitir una flexión elástica
en los ejes de flexión perpendiculares al eje longitudinal, se podrán ajustar las proporciones del
elemento 2 como se indica a continuación: las ranuras 6 tienen una distancia A entre sı́ de >5 % y
<40 % del diámetro exterior del tubo D. Las ranuras 6 tienen una anchura B de >20 % y <80 %
de la distancia A a la ranura contigua. Las ranuras 6 se encuentran desplazadas respecto a la
ranura contigua en un ángulo >20◦ y =180◦ respecto al eje longitudinal 10 del tubo. Cada ranura
6 se prolonga transversalmente en el elemento 2
con una profundidad T de <90 % del diámetro
exterior del tubo D. El grosor de la pared S del
elemento tubular 2 es >5 % del diámetro exterior
del tubo D.
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REIVINDICACIONES
1. Implante para un enclavado medular de la
parte superior del brazo que se compone de un elemento alargado hueco (2) para transmitir fuerzas
en donde la pared (4) se compone de:
- ranuras (6) que se prolongan cada una transversalmente en el elemento (2) y en el que cada
ranura no atraviesa una zona (8) del elemento que
se encuentra cercana al borde, en la sección transversal respectiva, estando separadas dichas ranuras entre sı́ y colocadas en un diseño recurrente
siguiendo la dirección longitudinal del elemento
(2);
- en donde el elemento (2) es tubular y en
donde cada ranura se encuentra desplazada respecto a la ranura contigua una distancia (A) de
>5 % y <40 % del diámetro exterior del tubo (D)
y con una anchura (B) de >20 % y <80 % de la
distancia (A) a la ranura contigua y en donde
cada ranura se prolonga transversalmente en el
elemento (2) con una profundidad (T) de <90 %
del diámetro exterior del tubo (D),
caracterizado porque
el elemento tiene un grosor de la pared del
tubo (S) >5 % del diámetro exterior del tubo (D)
y las ranuras (6) están dispuestas en un diseño de
forma helicoidal en la dirección longitudinal del
elemento.
2. Varilla para una perforación de la cavidad
medular que se compone de un elemento alargado
hueco (2) para transmitir fuerzas en donde la pared (4) se compone de:
- ranuras (6) que se prolongan cada una transversalmente en el elemento (2) y en el que cada
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ranura no atraviesa una zona (8) del elemento que
se encuentra cercana al borde, en la sección transversal respectiva, estando separadas dichas ranuras entre sı́ y colocadas en un diseño recurrente
siguiendo la dirección longitudinal del elemento
(2);
- en donde el elemento (2) es tubular y en
donde cada ranura se encuentra desplazada respecto a la ranura contigua en una distancia (A)
de >5 % y <40 % del diámetro exterior del tubo
(D) y con una anchura (B) de >20 % y <80 % de
la distancia (A) a la ranura contigua y en donde
cada ranura se prolonga transversalmente en el
elemento (2) con una profundidad (T) de <90 %
del diámetro exterior del tubo (D),
caracterizada porque
el elemento tiene un grosor de la pared del
tubo (S) >5 % del diámetro exterior del tubo (D)
y las ranuras (6) están dispuestas en un diseño en
forma helicoidal en la dirección longitudinal del
elemento.
3. Implante o varilla según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento (2)
se compone de un material metálico.
4. Implante o varilla según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde el elemento (2) se compone de un material biocompatible, concretamente, acero o titanio para implantes.
5. Implante o varilla según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en donde las ranuras (6) están dispuestas alrededor de un ángulo
>20◦ y =180◦ respecto al eje longitudinal (10)
del tubo.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación
del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del
7-10-1992, no producirán ningún efecto en España
en la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como tales.
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Esta información no prejuzga que la patente esté o
no incluı́da en la mencionada reserva.
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