CN110388826A

CN110388826A - 牙科用炉

Info

Publication number: CN110388826A
Application number: CN201910165611.4A
Authority: CN
Inventors: M·施乐格尔; R·尤塞尔
Original assignee: IVOKRALVARDENT AG
Current assignee: IVOKRALVARDENT AG; Ivoclar Vivadent AG
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2019-10-29
Also published as: KR20190120713A; JP2019181212A; US11774175B2; EP3557172B1; JP7007321B2; EP3557172A1; US20190316843A1

Abstract

本发明涉及一种牙科用炉，特别是高温牙科用炉，用于烧结温度在1350至1650摄氏度的氧化物陶瓷，如二氧化锆，所述牙科用炉具有加热元件(14、16)，所述加热元件确定为用于向牙科用炉(10)中的燃烧室(12)输出热能。所述加热元件(14、16)构造成电阻加热元件并且在燃烧室(12)下方分别通过至少一个加热元件支脚(18)支承。加热元件(14、16)由加热元件支脚(18)出发竖立式地向上延伸并且在上面终止于弧形结构(46)，特别是终止于半圆弧结构或者必要时终止于尖拱结构，特别是在弧形结构(46)的区域内没有上部的侧向支撑。

Description

牙科用炉

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1或2的前序部分所述的牙科用炉。

背景技术

通常，在热处理的情况下制造牙科修复件。牙科用炉用于加热牙科修复件，所述牙科用炉具有燃烧室，在所述燃烧室中，通常也可以同时烧制多个牙科修复件。

牙科修复件通常由专门的牙科陶瓷，如二硅化锂或二氧化锆制成，并且需要特殊的烧制曲线，由此能够提供希望的特性。

为了实现好的烧制结果，在这种炉具中需要保持精确的温度分布。

不久前，为此还需要数小时、例如八小时的周期时间。

最近以来，已经进行了各种尝试，以明显降低周期时间。为此，采用更大的加热速率和更大的冷却速率。由于所引入的温差电压，这两种方式都不是没有问题的。

为了实现更大的加热速率，已经提出，降低燃烧室的容积并由此降低要加热的热容量。但在使用大的牙科修复件时，对此是有限制的。

此外较为有效的是，在要制作多个牙科修复件的情况下，使用一个具有一个燃烧室的烧制炉，而不是并行地使用多个燃烧室。

由于具有良好的机械上的和外观上非常令人满意的修复结果，最近一段时间，乐于使用二氧化锆作为用于牙科修复的材料。这种材料需要最高至1600摄氏度的处理温度。对于这种炉具所使用的加热元件相应地必须不仅要耐受最高至1600摄氏度的温度，而且要承受明显更高的温度，例如最高1800摄氏度。

二硅化钼已经被证实是对于这种加热元件较为有利的材料。

由于在高于1600摄氏度的温度下出现的软化而要对这种加热元件的运行进行严格管控。

这同样也适用于这种安装和加热元件的支撑。

大量试图使得能够在略低于其熔点的温度下使用加热元件的尝试已经证实，必要的是，对加热元件进行支撑，或者至少使加热元件在软化状态下不会受到载荷而弯曲。

这种二硅化钼加热元件的主要制造商以不同的形式制造这种保持元件。例如弧形的加热元件是适宜的，这种加热元件应悬挂地安装，从而仅产生拉力，而不会产生弯曲力。备选地也可以采用侧面支撑，以便在一定程度上防止出现弯曲载荷。

但侧面支撑的缺点是，此时始终存在对加热元件的机械载荷。无法避免在支撑结构和加热元件之间出现相对运动。这就会导致发生摩擦并由此导致对加热元件的机械损害。

二硅化钼经过高温运行会发生降解(Degradation)。会形成氧化层(SiO₂)，这种氧化层会发生剥落，由此就露出原本的二硅化钼。这种氧化层对于加热元件是至关重要的，并且在所述剥落之后必须实现新的具有耐高温SiO₂表面的层结构。

这种机制会受到侧面支承件的干扰。

已经提出，采用非常短的加热元件，这种加热元件例如仅为3cm长并且由此就在接口上的支撑而言在机械上更为稳定。但已经证实，这个解决方案是不实用的，因为由于加热元件的表面积较小，此时加热元件的表面负荷过高。

尽管可以使接头强烈地冷却，以便将其保持在例如150度或更低的温度。但这在能耗上是极为不利的，而且这在真空腔中仅能困难地且昂贵地实现。

发明内容

与此相对，本发明的目的是，实现一种根据权利要求1或2的前序部分所述的牙科用炉，所述牙科用炉在能效方面特别是在高温范围内也得到明显的改进。

所述目的根据本发明通过权利要求1或权利要求2来实现。有利的改进方案由从属权利要求得出。

根据本发明设定，与制造商的推荐相反，将加热元件实现为竖立式的元件，并且加热元件是支撑在加热元件支脚上。加热元件支脚此时可以以大的温度梯度运行，从而接头处于较低的温度，而支脚的上端部处于与加热元件的温度相同的高温度。

加热元件构造成电阻加热元件并且在燃烧室下方分别通过至少一个加热元件支脚支撑。

加热元件本身此时可以实现为弧形的，如在悬挂式加热元件中已知的那样。这种加热元件没有侧向支撑。

利用根据本发明的解决方案，可以完全避免接头的冷却以及由此还避免了能量耗散。此外，位于上面的接头导致的问题也可以避免。目前为止，应适于引导例如100安培或者甚至数百安培的导线必须从悬挂式的加热元件通向位于上方的接头。即使在导线横截面大时也会由于在一定程度上较长的导线出现大的损失，因为与牙科用炉的控制电子装置紧密连接的功率电子装置由于这里希望操作元件设置在下面并且出于热上的原因必须设置在牙科用炉的底脚中；由于由燃烧室产生的不断上升的热量，设置在上方的功率电子装置需要附加的冷却，并且设置在上方的功率电子装置会使炉具头部沉重，这在技术上是不利的。

根据本发明设定，加热元件没有侧向支撑地实现。由此确保了，保护加热元件的氧化层不会受到附加的机械载荷并且不会发生损坏。

加热元件弧形结构可以较短，这有利于机械稳定性。考虑到根据本发明的特殊加热元件支脚，可以按任意适当的方式围绕燃烧室设置多个加热元件。与根据现有技术的解决方案不同，这不会导致能耗上不利的解决方案，因为每个加热元件都可以有针对性地在需要加热元件的位置处、即在燃烧室的侧面释放热量。

加热元件的上端部实现为弧形、例如实现为椭圆弧或半圆弧形是优选的，但也可以在上部设置焊接部位，从而形成哥特式窗形式的尖拱。焊接部位尽管有一定的尽管是小的附加重量，但会在这个部位实现对加热元件的强化。

加热元件以及还有加热元件支脚的几何尺寸可以在很宽的范围内与要求相适配。对于紧凑的具有较小燃烧室的牙科用炉，从到加热元件支脚的过渡部到弧结构的上端部观察，例如可能希望加热元件有60毫米的高度。加热元件支脚此时可以具有例如分别为120mm的长度，从而有较大的高度可以用于实现希望的温度梯度。

加热元件自支撑地从加热元件支脚向上延伸。如果存在与竖直方向的角度偏差，则这个角度偏差优选小于5度，从而加热元件不会倾斜至发生倾翻。

根据本发明同样有利的是，加热元件具有至少2mm的直径。

在本发明的一个有利的改进方案中设定，加热元件支脚在其从电接头到加热元件的延伸尺寸上具有尤其是大于50度每厘米的温度梯度。

在本发明有利的改进方案中设定，加热元件支脚至少在其靠近接头的区域内受到冷却，特别是通过空气和/或利用散热片或通过任意的、特别是液体的热交换介质来实现冷却。

在本发明有利的改进方案中设定，所述牙科用炉(特别是包括加热元件)能被置于负压下。

在本发明有利的设计方案中设定，加热元件与加热元件支脚邻接地具有锥形地渐缩的过渡区域，所述过渡区域占据每个加热元件的延伸尺寸的至少二十分之一、特别是至少十分之一。

可以理解的是，所述过渡区域替代于此也可以具有任意其他的形状。例如加热元件可以安装在支脚平整的上端部上。备选地，也可以实现的是，在倾斜的端部上在上面安装在加热元件支脚上。此外，可以一体地实现连接，但或者也可以通过焊接实现连接。

在本发明的另一个有利的设计方案中设定，横截面积从加热元件支脚经由过渡区域朝加热元件单调下降地，特别是严格单调下降地减小。

在本发明一个有利的设计方案中设定，支脚和加热元件包括其过渡区域由相同的材料制成并且具有不同的横截面积。

在根据本发明的解决方案的一个特别的设计方案中，能够从上面给所述牙科用炉装料。装料底部能够沿竖直方向运动并且所述牙科用炉还具有竖直的通道，通过所述通道所述装料底部能从下向上运动并通过所述通道运动返回。加热元件设置在所述通道中间的高度上，并且所述通道在上面能用盖子封闭。

特别是在这种展示性炉具中，根据本发明能够特别有利地将根据本发明的加热元件与加热元件支脚相结合，因为这种牙科用炉特别是适用于较小的燃烧室，此时，出于不同的原因电接头必须设置在炉底脚中。这种炉具特别是作为牙科诊所中的椅边炉是有利的。

根据本发明的加热元件可以连同其分别相配的支脚一起环形地绕燃烧室延伸。这里可以设想采用所述环形的任意几何布置形式，例如也可以是多边形或者也可以是非对称的布置形式。

附图说明

其他优点、细节和特征由下面参考附图对本发明的一个实施例的说明得出。

其中：

图1示出根据本发明的牙科用炉的一个实施形式的示意图；

图2示出用于根据本发明的牙科用炉的根据本发明的加热元件的侧视图，其中带有相关的加热元件支脚和所绘制出的温度梯度；

图3示出根据本发明的加热元件连同加热元件支脚的另一个实施形式的示意图；以及

图4A至4F示出加热元件在根据本发明的牙科用炉中围绕燃烧室的可能的布置形式的示意图。

具体实施方式

在根据图1的实施形式中，设有牙科用炉10。所述牙科用炉具有燃烧室12，所述燃烧室由多个加热元件环绕。在图1中示出两个加热元件14和16。

加热元件在燃烧室12的高度的大部分上延伸。所述加热元件支承在加热元件支脚18上，每个加热元件14在上面按倒转的U字形延伸并且支撑在两个加热元件支脚18上。

加热元件支脚18穿过燃烧室底部20。所述加热元件支脚在很大的高度上延伸，所述高度在该实施例的情况下几乎为加热元件14和16的高度的两倍高度。

加热元件支脚18为了支撑加热元件14和16具有过渡区域22(Uhr)。所述过渡区域提供了这样的可能性，即，使得加热元件支脚18的横截面形状与加热元件14和16的横截面形状相适配。在示例情况下，分别设有圆形的横截面，并且所述过渡区域是锥形的或截锥形的。

可以理解的是，替代这种横截面也可以采用任意其他的横截面。

加热元件支脚18在其下端部上具有电接头24。这里所述接头温度较低，例如约为200度，而在牙科用炉10的底部26的区域内设有冷却空气开口28，所述冷却空气开口进一步冷却所述接头24。

燃烧室12在上面能用盖子30封闭。燃烧室底部20能竖直移动。在盖子30抬起或摆动打开之后，可以使燃烧室底部20升高穿过盖子开口，从而可以将支承在这里的烧制物、即例如牙科修复件取出并能够重新给牙科用炉装料。

在所示实施例中，加热元件14和16围绕燃烧室12的周边设置。

在加热元件14和加热元件支脚18之外设有隔热结构40。所述隔热结构也可以具有槽，加热元件14和加热元件支脚18容纳在所述槽中。

加热元件14也可以按本身已知的方式用耐热的保护材料覆盖，以便保护燃烧室，以防受到从加热元件上释放出的颗粒和/或气体影响。

根据本发明的加热元件14的一个实施形式由图2可见。加热元件14具有两个侧边42和44，这两个侧边通过弧形边46相互连接。

侧边44通过过渡区域22与支脚18a连接并支撑在所述支脚上，而侧边42通过过渡区域22与支脚18b连接。

弧形边46大致与侧边44和42等长。相应地，弧形边具有较大的半径。由于在电上较短的路径以及因此较小的电阻，弧形边46的内侧较热。

为了对此加以补偿，在根据本发明的加热元件的一个改进的实施形式中，弧形边46设有竖立卵形(hochoval)的横截面。弧形边46的外侧在这个实施形式中类似于被延长的并且较冷，从而在原理上内侧是悬挂在外侧上的。

可以理解的是，卵形的横截面也可以任意地延续到侧边42和44的区域中。

弧形边46的外侧由于其相对有内侧更高的电阻而始终、就是说即使在横截面为圆形时也比内侧冷。

根据本发明，加热元件14的最热的部分始终由较冷的外侧承载。因此，尽管加热元件是立放的布置形式，加热元件最热的部分实际上类似于是悬挂的。

弧形边46的弧直径大致为加热元件14的直径的六倍。所述过渡区域22具有这样的高度，所述高度大致相当于加热元件14的直径的三倍。

支脚18a和支脚18b的直径同样大致为加热元件14的直径的三倍。加热元件支脚18的长度可以以任意方式与要求相适配、即与牙科用炉中的空间尺寸相适配。

在任何情况下都将电接头24设置在下面。所述接头按本身已知的方式具有卡箍，所述卡箍通过螺纹连接结构夹紧地包围支脚18中的下部区域并且通过大的接触面确保在这里实现小的电流密度。

加热元件和支脚的温度在图2中在右边示意性示出。加热元件具有向上略微升高的温度，大致为1800摄氏度。所述温度在过渡区域22中已经明显较低并且到支脚18的下端部降低到允许与电接头发生接触的值。

由图3可见根据本发明的加热元件14的另一个改动的设计方案。在这个实施形式中，支脚18b明显比支脚18a长，并且与此相匹配地，侧边42明显比侧边44短。

在这个实施形式中，由弧形边46和侧边42组成的组合类似于承载侧边44，从而实现了一种实际上悬挂式的设计方案，尽管在实体上是一种竖立式的实现方案。

由图4示出加热元件相对于燃烧室12不同的相对布置。这仅应理解为示例性的。

图4A示出矩形的燃烧室12，围绕所述燃烧室对称地设置4个加热元件14和16。燃烧室12在这个实施形式中也可以构造成圆形的或者构造成具有倒圆的角部。

图4B中示出的实施形式具有4个加热元件14和16，这些加热元件绕长方形的燃烧室12延伸。对于由图4B可见的加热元件的这个倾斜位置，优选的是，加热元件长的和热的侧边44与燃烧室12相邻设置，而冷的和较短的侧边42远离燃烧室12设置。

由图4C可见根据本发明的牙科用炉的另一个实施形式。在这个解决方案中围绕圆形的或八边形的燃烧室12按八边形设置8个加热元件14。

在根据图4D的实施形式中，每个加热元件12在俯视图中都是弯曲的。这种弯曲通过弧形边46的相应设计来实现。燃烧室12由此被紧密的包围并且椭圆形或卵形地延伸。

由图4E可见菱形的加热元件布置形式。在这个解决方案中，燃烧室12例如可以具有梯形的横截面，或者也可以是卵形的。

根据图4F的实施形式适于使用根据图3的非对称的加热元件。这里，加热元件布置形式是星形的，例如具有四个加热元件。这里较长的侧边44也朝向燃烧室12(Uhr)，而较短的侧边42背向燃烧室12。

Claims

1.牙科用炉，特别是高温牙科用炉，所述牙科用炉用于烧结温度在1350至1650摄氏度的氧化物陶瓷，如二氧化锆，所述牙科用炉具有加热元件(14、16)，所述加热元件确定为用于向牙科用炉(10)中的燃烧室(12)输出热能，所述加热元件(14、16)构造成电阻加热元件并且在燃烧室(12)下方分别通过至少一个加热元件支脚(18)支撑，其特征在于，加热元件(14、16)由加热元件支脚(18)出发竖立式地向上延伸并且在上面终止于弧形结构(46)，特别是终止于半圆弧结构或者必要时终止于尖拱结构，特别是在弧形结构(46)的区域内没有上部的侧向支撑。

2.牙科用炉，特别是高温牙科用炉，用于烧结温度在1350至1650摄氏度的氧化物陶瓷，如二氧化锆，所述牙科用炉具有加热元件，所述加热元件确定为用于向牙科用炉(10)中的燃烧室(12)输出热能，所述加热元件(14、16)构造成电阻加热元件并且在燃烧室(12)下方分别通过至少一个加热元件支脚(18)支承，其特征在于，加热元件支脚(18)在牙科用炉的运行中温度明显低于1350摄氏度、特别是低于800摄氏度，并且从电接头(24)向上延伸几个厘米，特别是多于5cm，并且加热元件(14、16)分别以倒转的、必要时尖锐的U字形延伸。

3.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件(14、16)在俯视图中基本上环形和/或多边形构成地绕燃烧室(12)的周边分布，特别是有3至8个、优选4个加热元件。

4.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件(14、16)并且特别是还有加热元件支脚(18)由二硅化钼组成或者主要具有二硅化钼。

5.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件(14、16)从加热元件支脚(18)出发向上延伸少于10cm，优选在3cm至8cm之间延伸。

6.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述燃烧室(12)具有最高120mm的高度和最高100mm的直径或对角线或边长，加热元件(14、16)在侧面在燃烧室的旁边在一半至整个高度上延伸，优选在约70mm上延伸。

7.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件(14、16)作为U字形的中间侧边具有半圆弧结构(46)，所述半圆弧结构的半径最小为10mm且最大为5cm，并且特别是大于加热元件的直径的三倍。

8.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，加热元件(14、16)的各端部以及相应地还有加热元件支脚(18)的分别对应的上端部沿竖直方向是在高度上错开的，从而一个加热元件的一个下端部(侧边42)比另一个下端部(侧边44)更高。

9.根据权利要求8所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件(14、16)星形地布置并且以加热元件较低的端部沿径向更远地在内部延伸，而以较高的端部沿径向更远地在外部延伸。

10.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件支脚(18)和加热元件(14、16)并且特别是还有所述过渡区域(22)由相同的材料制成并且具有不同的横截面积。

11.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件支脚(18)和所述加热元件(14、16)在较冷的区域内具有低于较热的区域内的MoSi₂品质。

12.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述加热元件支脚(18)和加热元件以多于两个直径等级实现，此时直径从上向下增大。

13.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，牙科用炉(10)的功率电子装置与电接头(24)相邻地安装在牙科用炉的底脚中。

14.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述牙科用炉(10)具有小于一小时的周期时间。

15.根据上述权利要求之一所述的牙科用炉，其特征在于，所述牙科用炉(10)具有装料底部(燃烧室底部20)，所述装料底部相对于加热元件(14、16)能从下向上穿过燃烧室(12)移动进入靠近牙科用炉(10)上侧的区域，以便对牙科修复件进行装料。