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Verfahren und Vorrichtung zur maschinellen Erzeugung künstlicher Zähne u. dgl.
Um die Herstellung von mehrschichtigen Zähnen aus Kunststoff zu beschleunigen und zu verbilligen, ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem zuerst in eine Hohlform, entsprechend dem gewünschten
Farbverlauf, dosierte Mengen des Kunststoffes mittels einer Dosiervorrichtung, z. B. eines Zylinders und
Presskolbens, schichtweise eingeführt und jede Schicht für sich anschliessend durch einen Stempel oder
Formoberteil entsprechender Grösse und Gestalt in der Hohlform so verteilt wird, wie es der gewünschten Gestalt der Schicht entspricht. Dabei dient die jeweils vorangehende, geformte Schicht als Formunterteil für die jeweils nächstfolgende Schicht. Wenn alle Schichten aufgebracht sind, wird das Ganze verdichtet bzw. polymerisiert.
Dieser Herstellungsvorgang besitzt noch den Nachteil, dass für jede Schicht des Kunstzahnes zwei gesonderte, aufeinanderfolgende Vorgänge erforderlich sind, u. zw. zuerst das dosierte Einfüllen des be- treffenden Materials und dann die Formgebung durch einen passenden Stempel.
Bei dem Verfahren zur Erzeugung von mehrschichtigen Kunstzähnen od. dgl. nach der Erfindung wird ebenfalls das Material in teigigem oder flüssigem Zustand für jede Schicht gesondert in dosierter Menge in den Formunterteil eingeführt und unter Verwendung der jeweils vorangehenden, geformten Schicht als Formunterteil durch einen für jede Schicht gesonderten Formoberteil oder Stempel geformt, worauf der fertige Rohling der Härtung unterzogen wird, jedoch ist der Vorgang noch wesentlich vereinfacht, beschleunigt und verbilligt, indem die Dosierung und die Formgebung für jede Schicht des Kunstzahnes in einem einzigen Arbeitsgang vereinigt sind.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Material für jede Schicht beim Tiefgang des Formoberteiles in dosierter Menge mittels des als Spritzdüse ausgebildeten Formoberteiles in die bereits geschlossene Form eingespritzt und somit gleichzeitig geformt wird.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine maschinelle V orrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese besitzt in bekannter Weise zwei oder mehr mit je einer Spritzdüse versehene Massebehälter, die revolverkopfartig drehbar sind, um jeweils eine andere Masse in dieselbe Hohlform einzuspritzen. Erfindungsgemäss ist an jeden Behälter ein Spritzkopf angeschlossen, der eine fein einstellbare Dosiereinrichtung und eine Spritzdüse aufweist, die als der zugehörigen Masse entsprechender Formoberteil ausgebildet ist, wobei durch den Antrieb der Maschine in periodischer Folge ein Spritzkopf nach dem andern auf denselben Formunterteil abgesenkt und angehoben und der Spritzvorgang in der abgesenkten Stellung ausgelöst wird.
Durch das Verfahren und mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, Kunstzähne u. dgl., die bis zu sechs verschiedene Schichtungen bzw. Farben aufweisen, in rein maschineller Fertigung zu erzeugen, was eine sehr bedeutende Verbilligung und Beschleunigung der Herstellung und in vielen Fällen erst die wirtschaftliche Massenherstellung überhaupt ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Gegenstände der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, aus der Zeichnung und den Patentansprüchen hervor.
Die Fig. 1-3 zeigen die zweiteiligen Hohlformen mit der jeweils hergestellten Schichten des Kunstzahnes, die Fig. 4 die maschinelle Anordnung in einem lotrechten Mittelschnitt und die Fig. 5 eine Spritzdüse im Schnitt im grösseren Massstabe.
Obwohl im nachstehenden immer nur von Kunstzähnen gesprochen wird, istes klar, dass derselbe Herstellungsvorgang auch ebensogut für die Erzeugung anderer mehrschichtiger kleiner Gegenstände, z. B. von
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Knöpfen. Schmuckgegenständen, wie Perlen, Kugeln u. dgl., verwendbar ist.
Zur Herstellung eines z. B. dreischichtigenMolarzahnes werden ein Formunterteil l und drei verschie- dene Formoberteile 2, 3, 4 hergestellt. Die Teile 1 und 2 schliessen zwischen sich einen Hohlraum ein, der durch den Spritzkanal 5 mit der ersten Schichtung 6 erfüllt wird.
Beim nächsten Arbeitsgang wird der mit der Schichtung 6 erfüllt Unterteil mit dem Formoberteil oder
Stempel 3 zusammengesetzt und die zweite Schichtung 7 gespritzt. Im. dritten Arbeitsgang arbeiten die Formteile 1 und 4 zusammen, und es wird die dritte und letzte Schichtung 8 aufgebracht. Nach diesem schichtmässigen Aufbau wird der Rohling der weiteren Verarbeitung, insbesondere der Härtung durch Bren- nen oder Polymerisation, unterworfen.
An die Stelle des Einbringens der einzelnen Schichten in eine einfache Hohlform von Hand mittels einer Spachtel od. dgL tritt hier Åalso ein automatischer Spritzvorgang mit mehreren zweiteiligenHohl- formen. An Stelle der Herstellung eines ganzen Zahnes oder eines andern Gegenstandes, insbesondere eines Schneide- oder Eckzahnes, der die Herstellung des ganzen Gegenstandes auf einmalinfolgeder Lage seiner Schichten bzw. seiner besonderen Gestalt nicht gestattet, können der betreffende Kunstzahn oder andere Gegenstand in bekannter Weise in zwei Teilen hergestellt und diese Teile dann anschliessend beim Brennen bzw. Polymerisieren zum ganzen Kunstzahn oder andern Gegenstand zusammengefügt werden.
Nachstehend. ist an Hand der Fig. 4 und 5 der Zeichnung eine Maschine gemäss der Erfindung für die automatische Durchführung des geschilderten Herstellungsvorganges näher erläutert. In einem Gestellll ist eine motorisch angetriebene Welle 12 gelagert. Von dieser wird über ein Kegelradpaar 13, 13* ein Stirnradpaar 14, 14'angetrieben. dessen treibendes Rad 14 drei Zahnlücken aufweist, sodassimAntrieb des getriebenen Rades 14'drei kurzzeitige Stillstandsperioden in den Antrieb eingeschaltet sind. Das Zahnrad 14'treibt eine Hohlwelle 15 an, auf der eine Scheibe 16 sitzt. Auf der Scheibe 16 sind, gleichmässig über den Umfang verteilt. drei Zylinder 17 angeordnet, welche je eine verschiedene oder verschiedenfärbige Spritzmasse, insbesondere aus luft- oder hitzehärtendem Kunststoff oderkeramischem Material, in teigiger Form enthalten.
An jeden Massezylinder schliesst unmittelbar eine Spritzdüse 18 an, die weiter unten an Hand der Fig. 5 näher erläutert wird. Zentral auf der Tragplatte 16 ist ein weiterer Zylinder 20 angebracht, welcher ein Druckmedium, z. B. Druckluft, enthält und über Leitungen 21 dauernd mit dem oberen Ende der Massezylinder verbunden ist, so dass diese ständig unter dem im Zylinder 20 herrschenden Druck stehen.
Auf der Welle 12 sind ferner zwei symmetrisch ausgebildete Nockenscheiben 21 und 21'aufgesetzt, welche mit dem unteren Ende der Hohlwelle 15 zusammenarbeiten und dieser sowie der Tragplatte samt den darauf montierten Zylindern immer dann, wenn die Hohlwelle 15 stillsteht, eine Absenkbewegung um einen bestimmten Betrag und nach einer kurzen Stillstandperiode in abgesenkter Stellung wieder eine Hubbewegung in die Anfangslage erteilen. Diese Absenkung wird dazu verwendet, um die beiden Formhälften aufeinander zu setzen und den Spritzvorgang durchzuführen.
Auf der oberen Anschlussplatte des Gestelles 11 befindet sich um einen Zapfen 22 drehbar ein Form- träger 23, auf dem eine Anzahl von z. B. sechs im Kreis gleichmässig verteilten Formteilen 1 montiert ist. Der Formträger 23 wird über ein nur schematisch angedeutetes Getriebe 25 angetrieben, u. zw. erhält er von einem auf der Hohlwelle 15 sitzenden Zahnrad 25', von dem nur ein Drittel des Umfanges eine Zahnung besitzt. jeweils dann einen Drehimpuls, wenn nach Absenken aller drei Massezylinder 7 ein Kunstzahn in allen drei Schichtungen gespritzt ist und daher eine neue Form gefüllt werden soll. In diesem Moment wird also über das Zahnrad 25'dem Formträger 23 eine Drehbewegung in solchem Ausmass erteilt, dass der nächste Formunterteil l unter die Spritzdüse 18 gelangt.
Die in Fig. 5 in grösserem Massstabe dargestellte Spritzdüse 18 besteht aus einem Gehäuse 26 mit zwei parallelenBohrungen27 und 28. Die Bohrung 27 schliesst unmittelbar an das Innere des zugehörigen Massezylinders 17 an, ist unten durch eine Wurmschraube 29 abgeschlossen und mündet bei 30 quer und düsenartig in die Bohrung 28 ein. An dieser Stelle kann man mit Hilfe eines Schraubbolzens 31 mit Drehgriff den Ausflussquerschnitt drosseln und so die in einer bestimmten Zeitspanne aus dem Zylinder 17 in den Kanal 28 einfliessende Menge der Spritzmasse regulieren.
In der Bohrung 28 ist ein Kolben 32 gleitend geführt, der mittels einer Kolbenstange 33 gelenkig mit dem Ende eines Schwinghebels 34 verbunden ist. Der Schwinghebel 34 ist an der Platte 16 mittels eines waagrechten Gelenkzapfens 35 (Fig. 4) gelagert und ragt mit seinem andern Ende 36 in eine Ausnehmung 37 einer Steuerstange 38 ein. Die Stange 38 ist in der Hohlwelle 15 mittels Gleitstücken 39 lotrecht ver-- schiebbar gelagert und liegt am oberen Ende an einer Druckfeder 40 an, während ihr unteres Ende auf einer Nockenscheibe 41 aufliegt, welche auf der Welle 12 festsitzt.
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In das untere Ende der Spritzdüse 26 ist anschliessend an den Kanal 28 ein Ansatzstück 43 eingeschraubt, welches zur Aufnahme des Formoberteiles oder Stempels 2, 3, 4 nach den Fig. 1-3 dient.
Je einem der drei Massezylinder ist eine der drei Formoberteile 2, 3, 4 zugeordnet.
Im Betriebe versetzt die langsamen Drehantrieb aufweisende Welle 12 die Tragplatte 16 und die mit ihr verbundenen Massezylinder 17 in eine langsame Drehbewegung, wobei jedesmal, wenn eine Spritz- düse 18 über einem Formunterteil am Formträger 23 angelangt ist, der Drehantrieb aussetzt und eine Absenkung eintritt, so dass sich die Formteile schliessen. In dem gleichen Augenblick erhält der Kolben 32, der normalerweise die Einmündung des Kanales 27 abschliesst, eine kurzzeitige Hubbewegung und eine anschliessende Senkbewegung, u. zw. durch die Nockenscheibe 41 und die Getriebeelemente 38 und 34, und drückt dabei die in den Kanal 28 unterhalb des Kolbens 32 eingedrungene Spritzmasse durch denDüsenkanal in die geschlossene Hohlform ein.
Durch entsprechende Einstellung der Regulierschraube 31 kann leicht erreicht werden, dass während der kurzen Zeit, in welcher der Kolben 32 die Mündung 30 des Kanals 27 freigibt, genau so viel Spritzmasse in den Kanal 28 eindringt, als es zur Füllung des jeweils in der geschlossenen Form befindlichen Hohlraumes erforderlich ist.
Sobald eine Hohlform mit allen drei Schichtungen erfüllt und der Spritzvorgang beendet ist, wird über das Zahnrad 25'und das Getriebe 25 der Formträger 23 soweit verdreht, dass der nächste Formunterteil 1 unter die Spritzdüse bzw. den davon getragenen Formoberteil gelangt. Die Maschine kann also so lange weiterarbeiten, bis alle am Formträger vorgesehenen Formunterteile ausgenützt sind. Erst dann muss sie kurzzeitig abgeschaltet werden und der Formträger mit neuen leeren Formunterteilen angebracht werden.
Wenn Zähne oder andere Gegenstände nicht als Ganzes auf einmal gespritzt werden, sondern diese Gegenstände in zwei Teilen aus je mehreren Schichten hergestellt werden, die dann beim Brennen oder Polymerisieren miteinander vereinigt werden, so ist es zweckmässig, diese Maschine in symmetrisch verdoppelter Ausführung anzuordnen, wobei die eine Maschine jeweils die eine Zahnhälfte und die andere die zweite Zahnhälfte gleichzeitig herstellt, so dass man immer gleich viele Hälften erhält, die dann vereinigt werden.
Wenn im vorstehenden der Ausdruck "Spritzen" für das Füllen einer Form verwendet wird, so ist es klar, dass die Maschine damit nicht auf bestimmte Materialien beschränkt sein muss, welche man normalerweise durch Verspritzen verarbeitet. Es kann jedes Material mit der Maschine verarbeitet werden, welches in einem teigigen Zustand durch Spritzen oder Pressen verarbeitet werden kann und sich dann, in die gewünschte Form gebracht, durch weitere Verarbeitungsvorgänge, insbesondere Brennen oder Polymerisieren, in einen Härtezustand überführen lässt, also insbesondere luft-und hitzehärtender Kunststoff und keramisches Rohmaterial.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur maschinellen Erzeugung von mehrschichtigen Kunstzähnen od. dgl., bei dem das Material in teigigem oder flüssigem Zustande für jede Schicht gesondert in dosierter Mengein den Formunterteil eingeführt und unter Verwendung der jeweils vorangehenden, geformten Schicht als Formunterteil durch einen für jede Schicht gesondertenFormoberteil jder Stempel geformt wird, worauf der fertige Rohling der Härtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für jede Schicht beim Tiefgang des Formoberteiles in dosierter Menge mittels des als Spritzdüse ausgebildeten Formoberteiles (2) in die bereits geschlossene Form eingespritzt und somit gleichzeitig geformt wird.