Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Einlegen von teigförmigen Massen in Vertiefungen von Formen, insbesondere zur Herstellung von Kunstzähnen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum maschinellen Einlegen von teigförmigen Massen in Vertiefungen von Formen, insbesondere von zahnkeramischen Massen zur Formung von Rohlingen von Kunstzähnen.
Das Einlegen bzw. Einformen von keramischen Massen in die Vertiefungen von Formen zur Herstellung von Kunstzähnen ist immer noch im wesentlichen Handarbeit. Dies ist auf die Eigenschaften der keramischen Massen in ihrem plastischen, d. h. ungebrannten Zustand, im wesentlichen zurückzuführen, wobei es nicht nur darum geht, dass die zahnkeramische Masse in einem abgemessenen Mengenanteil in die Vertiefungen einzubringen ist, sondern die Masse in der Vertiefung der Zahnform selbst noch einer gewissen Formung bedarf. Dazu kommt noch, dass in die Form eines Zahnes bisweilen bis zu neun oder mehr Farbkörper, also Massenquantitäten eingelegt werden müssen. Eine zusätzliche Erschwemis bilden die Gewichte dieser einzelnen, verschieden gefärbten Massekörper.
Diese können bei dem kleinsten Farbmassekörper von ca. 0,5 Milligramm bis zu dem grössten Massekörper von ca. 1 Gramm schwanken. Ein gewisses Hindernis für die maschinelle Vorrichtung ist noch durch die grosse Anzahl von verschiedenen Formen und Formgrössen gegeben, die zur Durchführung eines Fabrikationsprogrammes notwendig sind.
Gemäss der Erfindung ist es möglich gemacht, diese Schwierigkeiten zu überwinden und mit verhältnismässig einfachen Mitteln den Formvorgang für die Herstellung von Rohlingen von Kunstzähnen mechanisch durchzuführen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zum Dosieren der Masse eine Lochplatte verwendet wird, deren Lochvolumen bei sattem Ausfüllen des Loches der zu dosierenden Menge der keramischen Masse entspricht. Hierbei wird die Platte mit den durch die Masse gefüllten Lochungen über die zugehörige Vertiefung der Zahnform gehalten, wobei die Massestöpsel aus den Lochungen der Platte gestossen werden. Das Einstossen der Massestöpsel in die Zahnformvertiefung erfolgt sodann so weit, dass die in der Formvertiefung eingelagerte Masse einer in die Breite gehenden Pressung unterworfen wird.
Auf diese Weise ist nicht nur das Dosieren der Masseanteile leicht gemacht und mechanisch vorzunehmen, sondern es ist auch das Einlegen der dosierten Masse in Form von Massestöpseln in die Vertiefung der Zahnform in gleicher Weise einfach und sicher durchzuführen. Dabei ist dafür Vorsorge getroffen, dass auch ein sicheres Haften des Massestöpsels an der Form erfolgt.
Dadurch, dass der die Masse aus der Lochplatte stossende Stift den freien Massestöpsel nicht nur bis zu der Vertiefung der Zahnform bringt, sondern diesen in der Vertiefung noch etwas unter Pressung nimmt, wird eine Oberflächenvergrösserung des Massestöpsels an seiner Berührungsfläche mit der Vertiefung erreicht, während die Berührungsfläche des Massestöpsels zu dem Stift unverändert bleibt. Dieser Unterschied der Berührungsflächen reicht aus, dass sich beim Zurückziehen des Stiftes eine grössere Adhäsion des Massestöpsels an der Form ergibt und die Masse in der Formvertiefung haften bleibt. Danach wird dem Massestöpsel in der Zahnform durch Aufsetzen des Formoberteils, d. h. des Formstempels, die gewünschte der Zahnform entsprechende Kontur gegeben.
Auf diese Weise lässt sich der Rohling aus der erforderlichen Anzahl von einzelnen, in die Formvertiefung einzubringenden Massestöpseln aufbauen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung einer zweiteiligen Form zeichnet sich dadurch aus, dass eine Platte vorgesehen ist, die durchgehende Lochungen aufweist, wobei der Querschnitt der Lochung von der Grösse der Formvertiefung und der Lage des anzuordnenden Massekörpers in dieser Vertiefung und die Dicke der Platte von der Menge der auszustossenden Masse bestimmt sind, und dass jeder Lochung ein der Lochung angepasster Stempelstift zugeordnet ist.
Vorteilhaft wird zwischen dem Formunterteil und dem Formoberteil, d. h. dem Formstempel, ein dünnes Netz verwendet. Dadurch wird erreicht, dass beim Abheben des Formoberteils die keramische Masse an der die Zahnform mitbildenden Stempelfläche nicht kleben bleibt. Das dünne Netz legt sich beim Aufpressen des an dem Formoberteil befindlichen Stempels an die Masse elastisch an. Da der Stempel nur durch die Maschen des Netzes, also nur mit einem Bruchteil seiner formenden Fläche mit der Masse in Berührung kommt, lässt sich dieser leicht abheben. Das Netz lässt sich seinerseits leicht von der in die Formvertiefung gepressten Masse fortnehmen, da die Netzfläche nur nach und nach abgehoben wird. Der durch die Netzfäden sich ergebende Abdruck in der Masse ist unbeachtlich und verliert sich bei der weiteren Behandlung des Formlings.
Die Betätigungsvorrichtung im ganzen wird zweckmässig in der Weise ausgebildet, dass ein die Masse aufnehmender und zum Füllen der Dosierplatte dienender Zylinder und ein die Stempelstifte betätigender Zylinder vorgesehen sind, zwischen denen die Dosierplatte hin- und hergeschoben werden kann. Vorteilhaft wird mit der Bewegung der Dosierplatte die Bewegung des Zahnformoberteils, d. h. des Formstempels, gekoppelt. Die Dosierplatte kann von einem Schlitten getragen werden, der hinund herfahrbar ausgebildet ist. Hierbei sind die Dosierplatte und der Formstempel auf dem Schlitten zweckmässig so zu lagern, dass bei Füllstellung der Dosierplatte der Formstempel dem Formunterteil gegenübersteht.
Auf diese Weise ergibt sich, dass, während die Lochungen der Dosierplatte mit der zahnkeramischen Masse neu gefüllt werden, das Unterteil und Oberteil der Zahnform zur Formung der vorangehend eingelegten Mas sestöpsel geschlossen werden. Danach kann das Formunterteil einer weiteren Vorrichtung zum Einbringen zusätzlicher Massestöpsel zugeführt werden.
Dem Mundstück des Massezylinders ist zweckmässig eine Verschlussplatte zugeordnet, die die Dosierlochungen auf der dem Massezylinder abgekehrten Seite der Dosierplatte verschliesst. Auf diese Weise ist ein sattes Ausfüllen der Dosierlochungen gewährleistet. Zweckmässig wird der Massezylinder auswechselbar und unterhalb der Dosierplatte angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass bei Aufhören des Vortreibdruckes für die Masse diese nicht auf Grund der eigenen Schwere in die Dosierlochungen nachdrücken kann. Der Massezylinder und der Betätigungszylinder können mit Kolben versehen sein, die vorzugsweise mittels eines Druckmediums, z. B. pneumatisch oder hydraulisch, betätigt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Betätigung aller beweglichen Teile der Vorrichtung mittels eines Druckmediums durchzuführen.
Auch hierzu kommt ein pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Mechanismus in Frage.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung veranschaulichten Schemen erläutert.
Fig. 1, 2 und 3 zeigen die für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zu verwendende Dosierplatte in Draufsicht, Querschnitt und Längsschnitt.
Fig. 4, 5 und 6 stellen im Schaubild schematisch das Zusammenwirken der Dosierplatte und der Stempelstifte mit dem Zahnformunterteil dar, und zwar in drei verschiedenen Phasen vor Beginn des Einlegens bis zum eingelegten Massestöpsel.
Fig. 7 bis 9 veranschaulichen das Zusammenarbeiten des Formunterteils mit dem Formoberteil in verschiedenen Phasen für den mechanischen Ablauf dieses Arbeitsvorganges.
In den Fig. 10 und 11 ist die Betätigungsvorrichtung im Gesamten dargestellt. Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, während Fig. 11 eine Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 10 ist.
Für den mechanisch und maschinell durchzuführenden Vorgang des Unterteilens der zahnkeramischen Masse in dosierten Mengen und des Einlegens der dosierten Mengen in die entsprechenden Vertiefungen des Zahnformunterteils ist eine Dosierplatte 1 vorgesehen, die so viele Löcher 2a, b aufweist, wie Masseportionen in eine beliebige Anzahl von Zahnformen gleichzeitig eingebracht werden sollen.
Je nach der Grösse des herzustellenden Kunstzahnes (Backenzahn, Schneidezahn und dergleichen) sind die durchgehenden Löcher 2a, b... verschieden gross gehalten. Auch ihre Lage an sich wird der Lage angepasst, an der die Masseportion in die Vertiefung der Zahnform einzulagern ist. Der Querschnitt der Lochung kann beliebig sein. Im allgemeinen genügen Lochungen von kreisrundem oder länglichem Querschnitt.
Den einzelnen Lochungen 2a, b.... sind Stempelstifte 3a, b.... zugeordnet, die an einem Träger 4, z. B. einer Trägerplatte, fest angebracht sind. Unterhalb der Lochplatte 1 befindet sich die Zahnform 5, die mit entsprechenden Vertiefungen 6a, b.... für die Herstellung von Kunstzähnen verschiedener Form und Grösse versehen ist. Bei entsprechender Ausrichtung aller drei Teile, 1, 4 und 5 zueinander werden die in der Dosierplatte 1 befindlichen Massestöpel 7a, b.... aus den Löchern 2a, b... durch die Stempelstifte 3a, b.... gestossen und an eine durch die Lage der Löcher zur Zahnform 5 genau bestimmbare Stelle gedrückt. Bei der Stellung der Teile gemäss Fig. 5 werden die Massestöpsel am Kopf der Stempelstifte liegend in die Vertiefungen der Zahnform 5 gefördert.
Die Stempelstifte 3a, b.... werden so weit vorgetrieben, dass die Massestöpsel 7a, b.... nicht nur in die Vertiefung der Zahnform 5 eingelegt werden, sondern dass die Massestöpsel zwischen dem Stift und der Zahnform zusätzlich einer gewissen Pressung bzw. Quetschung unterworfen werden. Auf diese Weise liegen die Massestöpsel in den Vertiefungen der Zahnform mit einer grösseren Oberfläche an als der Kopffläche der Stempelstifte entspricht. Die Massestöpsel erhalten dadurch eine grössere Adhäsion zu der Zahnform 5, so dass die Stempelstifte abgehoben werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Massestöpsel beim Zurückgehen des Stempelstiftes mit zurückgenommen wird.
Die auf diese Weise gefüllte Zahnunterform wird danach in an sich bekannter Weise mit dem Oberteil 8 der Zahnform zusammengebracht, an dem sich Formstempel 9a, b... befinden, die den in der Vertiefung der Zahnunterform befindlichen Massekörper an der freien Seite formen. Damit bei der maschinellen Durchführung des Arbeitsganges die Gewähr besteht, dass die Massekörper beim Öffnen der Formteile nicht an dem Formstempel 9a, b, hängen bleiben, ist ein dünnes Netz 10 vorgesehen, das zwischen den Formteilen angeordnet wird. Das Netz verhindert ein Anbacken der formgepressten Massekörper an den Formstempeln 9a, b... Während des Öffnens der Formteile 5 und 8 wird das Netz 10 nach und nach von dem Formunterteil 5 abgezogen. Die formgepressten Massekörper verbleiben in ihren Vertiefungen.
In den Fig. 10 und 11 ist eine beispielsweise Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung insgesamt für das mechanische Dosieren und das Einlegen der Masse in die Zahnformen dargestellt. Auf einem Grundkörper 11 eines Gestells ist ein Schlitten 12 angeordnet, der in Längsrichtung unterteilt ist. In dem einen Teil befindet sich die Dosierplatte 1, die in dem Schlitten 12 einstellbar gelagert werden kann.
Die Festlegung der Dosierplatte 1 an dem Schlitten 12 kann durch an sich bekannte Mittel vorgesehen werden. Die Dosierplatte 1 ist an dem Schlitten leicht auswechselbar anzubringen. Der andere Teil des Schlittens ist zur Aufnahme des Zahnformstempels 8 vorgesehen. Dieser kann in einer Führung 13 gelagert werden, wobei die Lage des Zahnformoberteils 8 in Längs- und Querrichtung einstellbar ist. Die Dosierplatte 1 ist über einem Massezylinder 14 verschiebbar. In dem Zylinder befindet sich die zahnkeramische Masse 15. Diese wird durch einen Kolben 16 vorgetrieben, zu dem ein Anschluss 17 für ein Druckmedium führt. Der Zylinder 14 weist ein Mundstück
18 auf, an dem die Dosierplatte 1 vorbeiführt.
Auf der dem Mundstück 18 entgegengesetzten Seite ist zweckmässig eine Verschlussplatte 19 vorgesehen, durch die die Löcher 2a, b... der Dosierplatte bei Füllen mit der Masse abgedeckt werden.
Ein weiterer Zylinder 20 dient zur Betätigung der die Stifte 3 aufweisenden Trägerplatte 4. Der Zylinder 20 weist einen Kolben 21 auf, der unter der Wirkung einer Rückzugsfeder 22 steht. Zu der oberen Kolbenfläche führt ein Anschluss 23 für ein Druckmittel, insbesondere Druckluft. Der Kolben 21 ist am freien Ende mit einem plattenförmigen Teil 24 versehen. Die Trägerplatte 4 befindet sich in einem Schieber 25, der auf- und abbewegbar angeordnet ist und mit dem Schlitten 12 hin- und herfahrbar ist.
Unterhalb der Dosierplatte 1 liegt das zu füllende Zahnformunterteil 5. Das Unterteil 5 befindet sich auf einer verschiebbaren Lade 26, die längsgeweglich oder um einen Mittelpunkt schwenkbar angeordnet sein kann. Der Zylinder 20 ist an einem Bügel 27 befestigt. Der Schieber 12 ist auf Gleitschienen 28 geführt und ist mit einem Ansatz 12a versehen, der mit einem Nocken 29 zusammengreift, der sich an einer Stange 30 befindet, deren kolbenartige Enden 31 in Zylindern 32 zum Verstellen des Schlittens gleiten. Mit 33 und 34 sind die Anschlüsse für die Zylinder 32 bezeichnet. Auf dem Schlitten 12 befinden sich Führungssäulen, an denen der den Zahnformoberteil 8 tragende Schieber 13 geführt ist.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt.
Ausgehend von der in Fig. 10 dargestellten Stellung der Teile, bei der sich die Stempelstifte 3 in der untersten Stellung befindet, bewegt sich der Kolben 21 nach Absperren des Druckmediums zu dem Zylinder 20 unter der Wirkung der Rückzugsfeder 22 nach oben. Hierbei wird der Stiftträger 4 mit nach oben bewegt, wobei die Pressplatte 24 mit dem Träger 4 in geeigneter Weise lösbar verbunden ist.
Bei vollständig zurückgezogenem Presstempel 24 tritt selbsttätig eine Lösung von dem Träger 4 ein. Der Schlitten 12 wird nunmehr zusammen mit der Dosierplatte 1 in Zeichnungsebene nach links verschoben, bis die Löcher 2 über dem Mundstück 18 des Massezylinders 4 zu liegen kommen. Hierbei wird das Zahnformoberteil 8 entsprechend mitgenommen, so dass es am Ende der Bewegung des Schlittens 12 passend über dem Zahnformunterteil liegt. Es erfolgt nunmehr das Einfüllen der Masse 15 in die Löcher 2, wobei die Löcher nach der anderen Seite durch die Abschlussplatte 19 begrenzt sind. Hierzu wirkt das Druckmedium auf den Kolben 16 und presst die Masse in die Löcher der Dosierplatte 1 ein. Zu gleicher Zeit setzt sich wiederum der Kolben 1 unter der Wirkung eines Druckmittels in Bewegung.
Die Pressplatte 24 stösst auf die obere Fläche des Zahnformoberteils 8 und drückt entgegen einer Federung das Oberteil 8 gegen das Zahnformunterteil 5, in welchem sich die eingelegten Massestöpsel befinden. Sobald das Zahnformoberteil 8 wieder in seine oberste Stellung zurückgekehrt ist, wobei auch der Kolben 21 seine oberste Stellung erreicht hat, fährt der Schlitten 12 mit der Dosierplatte 1 in Zeichnungsebene nach rechls, bis die mit Masse angefüllten Löcher 2 über einer neu zugeführten Zahnform 5 stehen. Danach wird der Kolben 21 durch das Druckmedium wieder unter Druck gesetzt, er fährt vor und drückt die Trägerplatte 4 mit den Stempelstiften 3 durch die Lochungen der Dosierplatte 1. Hierbei werden die Vertiefungen des Zahnformunterteils 5 mit den Massestöpseln belegt. Auf diese Weise kann sich das Spiel beliebig wiederholen.
Ein Umstellen auf andere Formgrössen oder Massekörpereinlagerungen kann durch ein Wechseln der Dosierplatte und der Platte mit den Stempelstiften und des Formstempels bewerkstelligt werden.
Statt die Dosierplatte hin- und hergehend anzuordnen, kann man auch einen Rundlauf vorsehen. Das Abstimmen der Bewegungen der einzelnen Teile zueinander kann auf pneumatischem Wege mittels eines Steuerschiebers und entsprechender Ventile oder auch auf elektrischem Wege durchgeführt werden. Die jeweiligen Stellungen sind zweckmässig zu verriegeln, damit ein genaues Passen der miteinander arbeitenden Teile gewährleistet ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann vervielfacht nebeneinander vorgesehen sein.