DE10164385C1 - Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen, insbesondere zum Vermischen einer Dental-Abformmasse mit einer Katalysatormasse - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen, insbesondere eine Dental-Abformmasse mit einer Katalysatormasse, ist mit einem Gehäuse (42) versehen, das einen Mischerraum (45) mit mindestens zwei radialen Einlassöffnungen (68, 70) für die beiden pastösen Massen und einer Auslassöffnung (52) für die vermischten pastösen Massen aufweist. Ferner ist die Vorrichtung mit einem antreibbaren Mischerelement (38) versehen, das in dem Mischerraum (45) angeordnet und in dem Gehäuse (42) um seine Längsachse (72) drehbar gelagert ist. Das Gehäuse (42) weist einen dem Mischerraum (45) vorgelagerten Ankopplungsabschnitt (46) mit zwei Ankopplungsöffnungen (55, 57) zum Verbinden mit zwei Ausgabeöffnungen (28, 30) einer Vorrichtung (10) zum Ausgeben der beiden pastösen Massen auf. An die Ankopplungsöffnungen (55, 57) schließen sich durch den Ankopplungsabschnitt bis zu den Einlassöffnungen (68, 70) des Mischerraums (45) erstreckende erste und zweite Kanäle (64, 66) an. Die beiden Kanäle (64, 66) sind derart ausgebildet, dass für den ersten Kanal (64) die Dauer, die die pastöse Masse vom Eintritt in die Ankopplungsöffnung (55) des Ankopplungsabschnitts (46) bis zum Eintritt in die Einlassöffnung (68, 70) des Mischerraums (45) des Gehäuses (42) benötigt, größer ist als im zweiten Kanal (66). Zumindest der erste Kanal (64) weist einen sich von der Ankopplungsöffnung (55) aus in axialer Richtung des Mischerelements (38) erstreckenden ersten Teilabschnitt (59), einen sich an diesen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen, bei denen es sich insbesondere um eine Dental-Abformmasse und eine Katalysatormasse zur Beschleunigung der Polymerisation der Dental- Abformmasse handelt (so genannte statische oder dynamische Mischer), nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung wird auf die beiden Auslassstutzen einer Austragvorrichtung aufgesteckt, mittels derer durch Aufbringen von Druck auf die pastösen Massen diese in die Mischvorrichtung eingebracht und nach dem Vermischen in der Mischvorrichtung aus dieser als Gemisch ausgege­ ben werden.

In einer Vielzahl von technischen Anwendungsgebieten ist es erforderlich, zwei getrennt gelagerte pastöse Massen in vermischter Form zu applizieren. Hierbei bedient man sich entweder dynamischer oder statischer Durchlauf­ mischer, d. h. Mischer mit bewegbarem oder feststehendem Mischerelement, die die Massen während des Durchströmens eines Mischergehäuses mitein­ ander vermischen.

Ein dynamischer Mischer ist aus EP 0 492 412 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist ein im wesentlichen rohrförmiges Mischergehäuse mit einem darin drehbar angeordneten Mischerelement auf. Das Mischerelement weist eine Vielzahl von radial abstehenden stegförmigen Mischerarmen auf, die dann, wenn das Mischerelement angetrieben wird, für eine Umlenkung der Massenströme sorgt und damit die beiden pastösen Massen miteinander vermischt. Die pastösen Massen gelangen über eine radiale Stirnwand am hinteren Ende des, Mischergehäuses in dieses hinein. Die Stirnwand weist zu diesem Zweck zwei Einlassstutzen auf, die auf die Auslassstutzen einer Vor­ richtung zum Ausbringen der pastösen Massen aufgesteckt werden.

Wie sich herausgestellt hat, tritt in der Anfangsphase nach der Betätigung der Auftragvorrichtung, auf die der Mischer aufgesetzt wird, von einer oder beiden Komponenten eine größere Menge pro Zeiteinheit aus, als im weite­ ren Verlauf nach Betätigung der Auftragvorrichtung. Diese Über- bzw. Unterdosierung einer der beiden Komponenten resultiert in einem nicht vor­ schriftsmäßigen Mischungsverhältnis der beiden aus dem Mischer austre­ tenden Komponenten. Diese Problematik ist unabhängig davon gegeben, ob der Mischer ein dynamisches oder statisches Mischerelement aufweist.

Es ist bereits bekannt, dem Problem konstruktiv dadurch zu begegnen, dass die zur Überdosierung neigende (Basis-)Komponente bzw. neigenden Kom­ ponenten innerhalb des Mischers bis zum Mischerelement und/oder zwi­ schen Vorratsbehältnis und Mischer einen längeren Weg zurücklegen muss bzw. müssen als die andere (oder Katalysator-)Komponente (anderen Kom­ ponenten). Ein erstes Beispiel für ein derartiges Konzept ist in DE 298 18 499 U1 beschrieben, wonach der Kanal der einen Komponente zwischen dem Einlass eines dynamischen Mischers bis zum eigentlichen Mischerraum bogenförmig um die Längsachse des rotierbaren Mischerelements verläuft. Ein Beispiel für die Problemlösung im Falle eines statischen Mischers ist in EP 0 885 651 A1 angegeben, wobei Mischer nach dem Gegenstand dieser Druckschrift bereits vor dem Anmeldetag des Gegenstands der DE 298 18 499 U1 im Handel waren und frei an Dritte vertrieben sowie ausgegeben wur­ den. Auch bei diesen bekannten statischen Mischern wurde die zur Überdo­ sierung neigende (Basis-)Komponente bogenförmig im Mischer umgeleitet und der Massenstrom zweigeteilt, um neben dem Massenstrom der anderen (oder Katalysator-)Komponente zum feststehenden Mischerelement zu ge­ langen. Weitere Beispiele für Mischer mit der Verzögerung des Voran­ schreitens der Massenfront dienende Totvolumina sind aus EP 0 584 428 A1 und EP 0 664 153 A1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen zu schaffen, deren Mischungsverhältnis von Beginn der Abgabe der vermischten Massen ab konstant ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen, insbesondere zum Vermischen einer Dental-Abformmasse mit einer Katalysatormasse, vorgeschlagen, die ver­ sehen ist mit

• - einem Gehäuse, das einen Mischerraum mit mindestens zwei radialen Einlassöffnungen für die beiden pastösen Massen und einer Aus­ lassöffnung für die vermischten pastösen Massen aufweist, und
• - einem antreibbaren Mischerelement, das in dem Mischerraum ange­ ordnet und in dem Gehäuse um seine Längsachse drehbar gelagert ist,
• - wobei das Gehäuse einen dem Mischerraum vorgelagerten Ankopp­ lungsabschnitt mit zwei Ankopplungsöffnungen zum Verbinden mit zwei Ausgabeöffnungen einer Vorrichtung zum Ausgeben der beiden pastö­ sen Massen aufweist,
• - wobei sich an die Ankopplungsöffnungen durch den Ankopplungsab­ schnitt bis zu den Einlassöffnungen des Mischerraums erstreckende erste und zweite Kanäle anschließen und
• - wobei die beiden Kanäle derart ausgebildet sind, dass für den ersten Kanal die Dauer, die die pastöse Masse vom Eintritt in die Ankopp­ lungsöffnung des Ankopplungsabschnitts bis zum Eintritt in die Ein­ lassöffnung des Mischerraums des Gehäuses benötigt, größer ist als im zweiten Kanal.

Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kanäle derart ausgebildet sind, dass zumindest der erste Kanal einen sich von der Ankopplungsöffnung aus in axialer Richtung des Mischer­ elements erstreckenden ersten Teilabschnitt, einen sich an diesen an­ schließenden Umlenkungsabschnitt und einen zur zugehörigen Einlassöff­ nung führenden zweiten Teilabschnitt aufweist, wobei die Achsen des ersten und des zweiten Teilabschnitts in einer gemeinsamen Ebene mit der Längs­ achse des Mischerelements liegen.

Sinngemäß ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das kurzzeitige anfäng­ liche Überschreiten der vorgesehenen Dosierung (nachfolgend Überdosie­ rung genannt) einer der beiden Komponenten bzw. Massen durch eine ent­ sprechende Ausgestaltung des Kanals, durch den diese Masse bis zum Er­ reichen des Mischerelements strömt, kompensiert wird. Diese Kompensation erfolgt in der Gestalt, dass die Verweildauern, die die pastösen Massen vom Eintritt in die Ankopplungsöffnungen des Ankopplungsabschnitts des Mischergehäuses bis zum Eintritt in die Einlassöffnungen des rohrförmigen Abschnitts des Mischergehäuses benötigen, unterschiedlich sind. Durch Untersuchungen der Überdosierungsmenge und ggf. der Strömungsge­ schwindigkeiten der beiden zu vermischenden Komponenten kann ermittelt werden, in welcher Art und Weise einer der beiden oder beide Kanäle aus­ gebildet sein muss bzw. müssen (Querschnittsveränderung bzw. Form und Größe sowie Längenveränderung des Kanals/der Kanäle), damit trotz Über­ dosierung beide Komponenten zeitgleich in die Einlassöffnungen des rohr­ förmigen Abschnitts des Mischergehäuses gelangen.

Die Kompensation der Überdosierung des einen Massenstroms kann darin bestehen, den diesem Massestrom zugeordneten Kanal länger als den anderen Kanal auszubilden, indem sich der betreffende Kanal von der Einlassöffnung des Ankoppelabschnitts des Mischergehäuses aus zunächst in axialer Richtung des Mischerelements erstreckt, dann eine Umlenkung um 180° erfährt und sich im Anschluss daran wiederum im wesentlichen in axialer Richtung des Mischerelements erstreckt, um nach einer erneuten Umlenkung um z. B. 90° bis 180° in der Einlassöffnung des Mischerraums zu enden. Diese Kanalausbildung ist platzsparend bei tolerier­ barem Strömungswiderstand.

Der Kanal kann in vorteilhafter Weiterbildung auch in zwei oder mehrere jeweils im wesentlichen parallel bzw. (insbesondere bezüglich ihres Verlaufs) gleich ausgestaltete Teilkanäle aufgeteilt sein. Mit anderen Worten weist der Ankopplungsabschnitt des Gehäuses des erfindungsgemäßen Mischers unterschiedlich lange zu den Eintrittsöffnungen des rohrförmigen Gehäuse­ abschnitts führende Kanäle auf. Alternativ oder zusätzlich dazu können die beiden Kanäle unterschiedliche große Totvolumina aufweisen, die strö­ mungstechnisch derart angeordnet sind, dass erst nach Ausfüllung des be­ treffenden Totvolumens die Masse weiter in Richtung der dem betreffenden Kanal zugeordneten Einlassöffnung strömt. Statt beide Kanäle mit einem Totvolumen zu versehen, ist es auch möglich, lediglich einen der beiden Kanäle mit einem Totvolumen auszubilden.

In der Praxis haben sich Mischer bewährt, die auf zwei im Abstand zueinan­ der angeordnete Auslassstutzen einer Austragvorrichtung aufgesteckt wer­ den. Das Mischergehäuse weist also dann in seinem Ankopplungsabschnitt zwei Ankopplungsöffnungen auf, die axial zum Mischerelement verschoben und diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Einlassöffnungen des rohrförmigen Abschnitts des Mischergehäuses liegen bei den bekannten Mischern im Regelfall ebenfalls diametral gegenüber. Somit ergeben sich bei den bekannten Mischerkonstruktionen kurze Kanäle zwischen den Ankopp­ lungsöffnungen und den diesen zugeordneten Einlassöffnungen. Damit man bei einem derartigen Mischerkonzept unterschiedlich lange Kanäle ausbilden kann, erfolgt die erfindungsgemäße Umlenkung der einen (oder Basis-)Masse entlang von Teilabschnitten des ersten Kanals, deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse des Mischerelements liegen.

Die Anordnung der Teilabschnitte des ersten Kanals dergestalt, dass die Längsachsen der Teilabschnitte zusammen mit der Längsachse des Mischerelements eine gemeinsame Radialebene aufspannen, hat den Vorteil der platzsparenden Ausbildung des längeren ersten Kanals. Vorzugsweise sind die Teilabschnitte des ersten Kanals geradlinig ausgebildet; alternativ ist es auch möglich, dass sie krummlinig bzw. gekrümmt ausgebildet sind, wobei allerdings weiterhin gilt, dass ihre in diesem Fall gekrümmten Längs­ achsen wiederum in einer gemeinsamen radialen Ebene zusammen mit der (geraden) Längsachse des Mischerelements angeordnet sind.

Im oben beschriebenen Fall, in dem die Teilabschnitte des ersten Kanals geradlinig ausgebildet sind, ist es ferner von Vorteil, wenn sie parallel zuein­ ander verlaufen. Der Umlenkungsabschnitts ist in diesem Fall U-förmig ausgebildet oder, allgemeiner ausgedrückt, er erstreckt sich über 180°.

Die Einlassöffnungen der beiden Kanäle in den Mischerraum können in axialer Richtung des Mischerelements oder radial auf dieses zu weisen. Je nach Ausgestaltung der Ausrichtung der Einlassöffnungen kann sich an den zweiten Teilabschnitt noch ein weiterer Umlenkungsabschnitt anschließen. Bei paralleler Ausrichtung der beiden Teilabschnitte des ersten Kanals er­ streckt sich dieser weitere Umlenkabschnitt um 90°, wenn die Einlassöff­ nungen radial in den Mischerraum einmünden, und über 180°, wenn die Einlassöffnungen axial in den Mischerraum einmünden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Mischerelement in Höhe der Einlassöffnungen mindestens ein Umlenkele­ ment zur Unterstützung des Transports der durch die Einlassöffnungen in den rohrförmigen Abschnitt des Gehäuses gelangenden pastösen Massen in axialer Richtung aufweist, wobei das mindestens eine Umlenkelement eine sich um die Achse des Mischerelements erstreckende und schräg zu einer Radialebene der Achse verlaufende Umlenkfläche aufweist.

Bei dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Mischervorrichtung erfolgt die Zufuhr der zu vermischenden pastösen Massen radial in den im wesent­ lichen rohrförmigen Abschnitt des Mischergehäuses hinein. Zu diesem Zweck ist der rohrförmige Abschnitt des Gehäuses mit zwei insbesondere diametral gegenüberliegenden radialen Einlassöffnungen versehen. Die pastösen Massenströme, die durch Aufbringen von Druck in den Mischer eingebracht werden, treffen innerhalb des rohrförmigen Abschnitts des Ge­ häuses auf mindestens ein Umlenkelement, das sich um die Achse des Mischerelements herum erstreckt. Dieses Umlenkelement rotiert mit dem sich drehenden Mischerelement und weist eine schräg zu einer Radialebene der Achse verlaufende Umlenkfläche auf. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem mindestens einen Umlenkelement um einen im wesentlichen sägezahnförmigen Keil, der gebogen um die Achse des Mischerelements herum verläuft. Dieses Umlenkelement fungiert wie eine Förderschnecke bei einer Schneckenpumpe und sorgt dafür, dass das anstehende pastöse Material direkt in axialer Richtung von den Einlassöffnungen in Richtung der Auslassöffnung abgefördert wird. Damit werden Rückkontaminationen zu­ verlässig verhindert, da nämlich stets das mindestens eine Umlenkelement den axialen Transport der durch die Einlassöffnungen in den rohrförmigen Abschnitt des Mischergehäuses gelangenden pastösen Massen unterstützt.

Wie bereits zuvor dargelegt, kann das Umlenkelement eine Keilform aufwei­ sen. Alternativ zu dieser Keilform bietet es sich an, das Umlenkelement als einen schraubenlinienförmig um die Achse herum verlaufenden Steg auszubilden; in diesem Ausführungsbeispiel weist das Umlenkelement also die Form eines Gewindes auf. Derartige umlaufende Stege sind von Schneckenpumpen und Förderschnecken her bekannt.

Vorteilhafterweise sind in Höhe der radialen Einlassöffnungen des Mischer­ raums des Gehäuses zwei Umlenkelemente auf der Achse angeordnet, die zweckmäßigerweise diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Umlenkelemente bzw. jedes Umlenkelement erstreckt sich dabei vor­ zugsweise über einen Winkelbereich von 180° bis 90°.

Um den erfindungsgemäßen Mischer auf die beiden Auslassstutzen einer Auspressvorrichtung aufstecken zu können, weist das Gehäuse an seinem hinteren Ende ein quer zur Achse gerichtetes Einsatzteil auf, von dem zwei Einlassstutzen abstehen. Das Einsatzteil befindet sich in einem konisch auf­ geweiteten, sich an den Mischerraum anschließenden Gehäuseabschnitt des Mischer und weist zwei Kanäle auf, die sich von den Einlassstutzen aus erstrecken. Diese beiden Kanäle verlaufen unter Abwinklung radial in eine mittige zylindrische Aufnahmevertiefung auf der Innenseite des Einsatzteils, von der die Achse des Mischerelements mit dem mindestens einen Um­ lenkelement aufgenommen ist. Somit bildet also die zylindrische Aufnahme­ vertiefung des Einsatzteils einen Teilbereich des Mischerraums. Die beiden Einlassstutzen des Einsatzteils bilden die Ankopplungsöffnungen und werden auf die Auslassstutzen der Austrag- bzw. Auspressvorrichtung aufgesteckt. Ebenso ist es möglich, dass die Auslassstutzen auf die Einlassstutzen aufge­ steckt werden. Ausgehend von den Einlassstutzen erstrecken sich dann die beiden Kanäle zum Mischerelement. Dabei ist gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung vorgesehen, dass sich der Kanal, der sich von dem­ jenigen Einlassstutzen aus erstreckt, über den der Massenstrom mit Über­ dosierung zu Beginn der Betätigung der Austragvorrichtung strömt, auf zwei oder mehr Teilkanäle aufteilt, die sich vorzugsweise zunächst in Umfangsrich­ tung um die zylindrische Aufnahmevertiefung bis in zwei oder mehr diesen Teilkanälen jeweils zugeordnete Einlassöffnungen erstrecken.

Die Ausbildung des Mischers dergestalt, dass von einer oder beiden An­ kopplungsöffnungen aus sich mehrere Kanäle erstrecken, die in mehreren Einlassöffnungen enden, welche insbesondere gleichmäßig verteilt in den das Mischerelement aufweisenden Abschnitt des Mischergehäuses einmün­ den, hat neben einem verbesserten Strömungsverhalten der pastösen Mas­ sen vor allem auch den Vorteil, dass die in den Mischraum eingelassenen Materialien besser und homogener vermischt werden können. Hierzu trägt die räumlich verteilte Einbringung jeder der beiden Massen bzw. zumindest einer der beiden Massen bei. Denn diese verteilte Einbringung beider Mas­ sen bzw. zumindest einer der beiden Massen in den Mischraum hat den Vorteil, dass dabei bereits eine Art Vorvermischung durch die Aufteilung der Massenströme auf mehrere Einlassöffnungen erfolgt.

Die einzelnen Teilkanäle können gleiche oder unterschiedliche Länge aufwei­ sen. Sie können in Form eines von der betreffenden Ankopplungsöffnung ausgehenden Sammelkanals ausgebildet sein, von dem mehrere Abzweig­ kanäle abzweigen, die in den Einlassöffnungen enden.

Dieses Konzept der räumlich verteilten Einbringung der Massenströme in den Mischraum ist unabhängig davon, ob die Einlassöffnungen nun radial oder axial angeordnet sind, einsetzbar. Mit anderen Worten können die Normalen der Öffnungsquerschnitte der Einlassöffnungen sowohl in Richtung der Längserstreckung des Mischerelements als auch radial dazu angeordnet sein.

Auch das im vorstehenden beschriebene Konzept der konstruktiven Ausge­ staltung des Mischers dahingehend, dass trotz eines eventuellen insbeson­ dere zu Beginn der Materialabgabe auftretenden überhöhten Durchsatzes einer der beiden Massen beide zeitgleich in den Mischerraum gelangen, lässt sich ebenfalls unabhängig davon realisieren, ob nun die Normalen der Ein­ lassöffnungen radial oder parallel zum Mischerelement oder in einem sonsti­ gen Winkel dazu verlaufen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung befinden sich innerhalb des rohrförmigen Gehäuseabschnitts zwischen den radialen Einlassöffnungen und der axialen Auslassöffnung mehrere Mischerarme, die nach Art von radialen Stegen von der Achse abstehen und bis nahe an die Innenfläche des rohrförmigen Gehäuseabschnitts reichen. Diese Mischerarme sind innerhalb mehrerer Radialebenen von der Welle abstehend angeordnet und führen zu einer Umlenkung der sich axial durch das Gehäuse hindurch erstreckenden Massenströme. Hierdurch kommt es zur gewünschten Vermischung. Der Vermischungseffekt verstärkt sich noch, wenn diese Mischerarme, die auf. Grund ihrer radialen Ausrichtung den direkten Strom zwischen den Ein­ lassöffnungen und der Auslassöffnung verhindern, sich über einen größeren Winkelbereich, beispielsweise 90° erstrecken. Dies kann dadurch realisiert werden, dass benachbarte Mischerarme durch einen umlaufenden Teilab­ schnitt miteinander verbunden sind. Auf diese Weise entstehen also nach Art von Viertelkreisen ausgebildete Mischerarme, wobei es günstig sein kann, wenn diese Viertelkreise in ihren in Umfangsrichtung betrachtet mitt­ leren Abschnitten weiter von der Innenfläche des rohrförmigen Abschnitts des Gehäuses abstehen als an ihren Enden. Zweckmäßig ist es, wenn von Radialebene zu Radialebene in Umfangsrichtung versetzt jeweils zwei be­ nachbarte radial verlaufende Mischerarme untereinander in der oben be­ schriebenen Weise verbunden sind.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen starren Mischerarmen ist es für den Durchmischungsvorgang von Vorteil, wenn das Mischerelement zusätzliche flexible Abstreiferelemente aufweist, die aufgrund ihrer Flexibilität bzw. auf­ grund zumindest ihrer flexibel ausgebildeten von der Achse beabstandeten freien Enden an der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses entlang­ streichen. Alternativ können die Abstreiferelemente auch starr ausgebildet sein und tangential von der Achse des Mischerelements abstehen. Den zwei unterschiedlichen Radialebenen des Mischerelements sind dann jeweils zwei sozusagen diametral gegenüberliegend angeordnete starre Abstreiferele­ mente angeordnet. Schließlich ist es auch möglich, flexible und starre Ab­ streiferelemente gemeinsam an dem Mischerelement vorzusehen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mischerarme der in axialer Richtung zu den Einlassöffnungen des rohrförmigen Abschnitts des Gehäuses benachbarten ersten Radialebenen kürzer sind als die Mischerarme in den übrigen zweiten Radialebenen. Damit ist der Abstand zwischen den radial außenliegenden Enden der Mischerarme zum rohrförmigen Gehäuseabschnitt innerhalb der ersten Radialebenen größer als innerhalb der zweiten Radialebenen. Dies führt zu einem größe­ ren Mischerraum im Bereich des rohrförmigen Gehäuseabschnitts, der sich an die Einlassöffnungen anschließt. Dieser größere Mischerraum hat den Vorteil, dass durch die Auspress- bzw. Austragvorrichtung bedingte Dosie­ rungstoleranzen besser kompensiert werden. Durch die zusätzliche Anord­ nung der tangential abstehenden Abstreiferelemente innerhalb dieses ver­ größerten Mischraumes hat die jeweils vorlaufende Materialkomponente eine längere Verweilzeit im Mischraum, wodurch mehr Zeit gegeben ist, um die langsamere Materialkomponente zu der vorlaufenden Materialkompo­ nente zu mischen.

Ein größerer Mischraum in dem zuvor beschriebenen Bereich wird jedoch vorteilhafterweise dadurch realisiert, dass die Achse des Mischerelements im Durchmesser kleiner ist als im übrigen Bereich und die Mischerarme sich radial genauso weit erstrecken wie sämtliche anderen Mischerarme, nämlich bis unmittelbar zur Innenseite des rohrförmigen Gehäuseabschnitts.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels eines dynamischen Mischers näher erläutert. Im ein­ zelnen zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtseitenansicht einer Austragvorrichtung für vermischte pastöse Komponenten,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den dynamischen Mischer, wie er bei der Austragvorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt wird,

Fig. 3 bis 6 Querschnittsansichten durch den Mischer gemäß Fig. 2 entlang der dort angegebenen Linien III-III, IV-IV, V-V und VI-VI und

Fig. 7 eine Querschnittsansicht ähnlich der gemäß Fig. 6, jedoch bei einer alternativen Ausgestaltung des Mischerelements.

In Fig. 1 ist eine Austragvorrichtung 10 für zwei miteinander zu vermi­ schende pastöse Komponenten in Seitenansicht dargestellt. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Auspressteil 12 und einen Mischerteil 14, wobei der Aus­ pressteil 12 zwei Druckbehälter 16, 18 zur Aufnahme zweier die pastösen Massen beinhaltenden Schlauchbeutel 20, 22 aufweist. An den vorderen stirnseitigen Enden 24, 26 der Druckbehälter 16, 18 weisen diese Ausgabe­ öffnungen definierende Auslassstutzen 28, 30 auf, über die bei Ausübung eines Drucks auf das hintere Ende der Schlauchbeutel 20, 22 deren Inhalt ausgebracht wird. Die Druckbeaufschlagung der Schlauchbeutel 20, 22 er­ folgt mittels Druckstempeln 32, 34, die motorisch angetrieben sind, was hier nicht näher dargestellt ist.

Auf die Auslassstutzen 28, 30 ist ein dynamischer Mischer 36 aufgesteckt, der anhand der Fig. 2 bis 7 weiter unten genauer beschrieben werden wird. Ganz allgemein lässt sich zu diesem dynamischen Mischer 36 sagen, dass sein Mischerelement 38 motorisch angetrieben ist. Zu diesem Zweck ist das Mischerelement 38 mit einer Antriebsstange 40 kuppelbar, die von einem ebenfalls nicht dargestellten Motor drehend angetrieben wird.

Die Einzelheiten des dynamischen Mischers 36 werden insbesondere anhand von Fig. 2 deutlich. In dieser Figur ist ein Längsschnitt durch den Mischer 36 dargestellt. Der Mischer 36 weist ein Gehäuse 42 auf, das einen im wesent­ lichen zylindrischen bzw. rohrförmigen Abschnitt 44 umfasst, der einen Mischerraum 45 definiert, in dem das Mischerelement 38 angeordnet ist. Das Gehäuse 42 weist ferner einen sich an den rohrförmigen Abschnitt 44 an­ schließenden konisch aufgeweiteten Ankopplungsabschnitt 46 an dem dem Auspressteil 12 zugewandten hinteren Ende 48 und ein diesem gegenüber­ liegendes verjüngtes vorderes Ende 50 auf. Das verjüngte Ende 50 ist als Auslassstutzen ausgebildet und definiert die Auslassöffnung 52 für das Materialgemisch, während am hinteren Ende 48 des Gehäuses 42 zwei Ein­ lassstutzen 54, 56 angeordnet sind, die Ankopplungsöffnungen 55 und 57 bilden und auf die Auslassstutzen 28, 30 des Auspressteils 12 aufsteckbar sind. Zwischen den beiden Einlassstutzen 54 befindet sich eine Durchbre­ chung 58, in der das eine Ende 60 des Mischerelements 38 drehbar gelagert ist. Über diese Durchbrechung ist die Antriebsstange 40 mit dem Mischer­ element 38 kuppelbar.

Die Einlassstutzen 54, 56 und die Durchbrechung 58 sind in einem Einsatzteil 62 ausgebildet, das am hinteren Ende 48 des Gehäuses 42 in dessen koni­ schen Ankopplungsabschnitt 46 eingesteckt ist. Ausgehend von den Einlass­ stutzen 54, 56 erstrecken sich durch das Einsatzteil 62 zwei Kanäle 64, 66, die unter Umlenkung in radialen Öffnungen 68, 70 münden. Diese Einlassöff­ nungen 68, 70 sind bezogen auf den Abschnitt 44 des Gehäuses 42 radial angeordnet. Über die Kanäle 64, 66 werden die beiden pastösen Kompo­ nenten in den dynamischen Mischer 36 hinein transportiert, wo sie dann in radialer Richtung auf das Mischerelement 38 auftreffen.

Wie anhand von Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, weist das Einsatzteil 62 eine zentrale im wesentlichen zylindrische Aufnahmevertiefung 69 auf, die kon­ zentrisch zur Durchbrechung 58 angeordnet ist und in die das Mischerele­ ment 38 eingesetzt ist. In der zylindrischen Wandung 71 der Aufnahmever­ tiefung 69 sind die Einlassöffnungen 68, 70 eingebracht. Ferner sind in die­ sem Bereich auch die Kanäle 64, 66 ausgebildet. Diese Kanäle 64, 66 sind als oben offene Nuten oder Aussparungen ausgebildet, die zusammen mit dem im wesentlichen konisch aufgeweiteten Ankopplungsabschnitt 46 die allseits geschlossenen Kanäle bilden.

Wie insbesondere anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, ist der erste Kanal 64 in mehrere unterschiedlich verlaufende Abschnitte unterteilt. So weist dieser erste Kanal 64 einen sich an die Ankopplungsöffnung 55 anschließenden ersten Teilabschnitt 59 auf, der sich in axialer Richtung des Mischerelements 38 erstreckt. Am Ende dieses ersten Teilabschnitts 59 befindet sich ein U-bogenförmiger Umlenkungsabschnitt 63, der in einen zweiten geradlinigen Teilabschnitt 65 übergeht, um von diesem aus über einen im wesentlichen als 90°-Bogen ausgeführten weiteren Umlenkungsabschnitt 67 in der Ein­ lassöffnung 68 zu enden. Die beiden Teilabschnitte 59 und 65 erstrecken sich parallel zueinander, wobei ihre beiden parallelen Längsachsen in einer gemeinsamen radialen Ebene zur Längsachse 72 verlaufen. Die besondere im wesentlichen S-förmige Ausbildung des ersten Kanals 64 wird im Zu­ sammenspiel zwischen dem Gehäuse 42 und einem abstehenden Wandele­ ment 73 des Einsatzteils 62 realisiert (siehe auch Fig. 3).

Dadurch, dass der Kanal 64 sich zunächst in Richtung der Auslassöffnung 52 erstreckt und danach umgelenkt wird, um dann zurück in Richtung auf das hintere Ende des Mischers 36 zu verlaufen, statt wie der Kanal 66 ausge­ hend von seiner Ankopplungsöffnung 55 direkt radial in die Einlassöffnung 70 einzumünden, kann dem Kanal 64 eine größere Länge verliehen werden als dem Kanal 66. Durch das zusätzlich geschaffene Kanalvolumen entsteht mit anderen Worten ein Totvolumen, dass zunächst aufgefüllt werden muss, damit die strömende Masse weiter in die Einlassöffnung 68 strömen kann. Damit werden Überdosierungen der durch diesen Kanal strömenden Masse kompensiert.

Das Mischerelement 38 weist eine drehbar gelagerte Achse 72 auf, von der in einer Vielzahl von Radialebenen jeweils vier stegförmige Mischerarme 74, 75 im wesentlichen radial abstehen. Die genaue Anordnung dieser Mischerarme 74, 75 ergibt sich aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 4. Zu erkennen ist, dass die einen in Umfangsrichtung liegenden Begrenzungs­ seitenkanten der Mischerarme 74, 75 im wesentlichen tangential zur Um­ fangsfläche der Achse 72 verlaufen. Zu erkennen ist ferner, dass die in Strömungsrichtung betrachtet ersten Mischerarme 74 kürzer sind als die der Auslassöffnung 52 zugewandt angeordneten Mischerarme 75. Mit anderen Worten ist also der radiale Abstand der Mischerarme 74 zur Innenfläche 76 des rohrförmigen Abschnitts 44 größer als im Falle der Mischerarme 75. Damit ergibt sich in Strömungsrichtung der Massen betrachtet auf die Ein­ lassöffnungen 68, 70 folgend ein Mischraumabschnitt innerhalb des Gehäu­ ses 42, der größer ist als der Mischraumabschnitt, in dem die längeren Mi­ scherarme 75 angeordnet sind. Zwischen benachbarten Radialebenen von Mischerarmen 74 sind überdies tangential abstehende Abstreiferelemente 77 angeordnet, die zu einer Verbesserung der Durchmischung beitragen. Der volumenmäßig größere erste Abschnitt des Mischerraums sorgt darüber hinaus für eine größere Verweildauer der ggf. auch im Mischerraum noch voreilenden einen Masse, so dass für die langsamer strömende andere Masse genügend Zeit verbleibt, um sich mit der erstgenannten Masse ho­ mogen zu vermischen.

In Fig. 2 gestrichelt ist eine Variante des Mischers angedeutet, bei der die Achse 72 im Bereich der ersten Radialebenen dünner ist als innerhalb der übrigen Radialebenen. Die. Mischerarme 74, 75 weisen dabei sämtlich die gleiche Erstreckung auf, nämlich bis unmittelbar nahe an den Gehäuseab­ schnitt 44.

Wie sich aus Fig. 4 ergibt, sind also pro Radialebene vier Mischerarme 74 vorgesehen, die gemäß Fig. 2 bis nahe an die Innenfläche 76 des Gehäuse­ abschnitts 44 reichen. Der gesamte Bereich zwischen den Einlassöffnungen 68, 70 und dem Ende des Mischerelements 38, das sich bis zum sich verjün­ genden Ende 50 des Gehäuses 42 erstreckt, ist mit diesen Mischerarme 74 versehen. Zusätzlich weist das Mischerelement 38 nach Art von Viertelkreis­ flächen ausgebildete Mischerarme 78 auf, die durch Verbinden jeweils zweier benachbarter Mischerarme 74 einer Radialebene gebildet sind (siehe beispielsweise die Schnittdarstellung gemäß Fig. 5). In dieser Ausgestaltung ist die radial außenliegende Begrenzungskante des Mischerarms 78 kreisbo­ genförmig ausgebildet, während sie bei der Alternativen gemäß Fig. 7 sekantiell verläuft. Der Mischerarm 78' gemäß Fig. 7 weist also in einem mittleren Umfangsabschnitt einen größeren Abschnitt zur Innenfläche 76 des Gehäuseabschnitts 44 auf.

Während die Mischerarme 74, 78, 78' auf Grund ihrer radialen Erstreckung bis nahe an den Gehäuseabschnitt 44 bei Rotation des Mischerelements 38 für eine Umlenkung und damit Verwirbelung der an sich axial strömenden pastösen Massen sorgen, weist das Mischerelement 38 im Bereich der radialen Einlassöffnungen 68, 70 (in diesem Ausführungsbeispiel) drei Um­ lenkelemente 80 auf, die gleichmäßig um 120° versetzt gegeneinander an­ geordnet und nach Art einer Förderschnecke ausgebildet sind. Die Umlenkelemente 80 sind als sägezahnförmige Keile ausgebildet, die sich über etwa 60° um die Achse 72 des Mischerelements 38 herum erstrecken. Die Umlenkelemente 80 weisen eine in Umfangsrichtung ansteigende Um­ lenkfläche 82 auf, die in Richtung zur Auslassöffnung 52 des dynamischen Mischers 36 weist und winklig zu einer radial zur Achse 72 verlaufenden Ebene verlaufen. Diese Umlenkelemente 80 verlaufen also abschnittsweise schraubenlinienförmig und sorgen für eine axiale Bewegungskomponente der pastösen Massenströme. Damit unterstützen die Umlenkelemente 80 den Abtransport von pastöser Masse, die aus den Einlassöffnungen 68, 70 in den Gehäuseabschnitt 44 eindringt. Dieses unterstützende und damit ver­ stärkende Abführen der pastösen Massen in axialer Richtung verringert die Gefahr der Kontamination der beiden pastösen Massen, d. h. die ungewollte Vermischung bzw. Rückkontamination der beiden pastösen Massen über die Einlassöffnungen 68, 70 in die Kanäle 64, 66 hinein und gegebenenfalls wei­ ter bis in die Auslassstutzen 28, 30. Denn wenn es in diesen Bereichen zu einer Kontamination und damit zu einer Polymerisation kommt, lässt sich aufgrund der Verstopfung der Auslassstutzen 28, 30 das gegebenenfalls noch in den Schlauchbeuteln 20, 22 befindliche Restmaterial nicht mehr austragen.

Zusätzlich zu den Umlenkelementen 80 weist das Mischerelement 38 zwei diametral gegenüberliegende Abstreiferstege 84 auf, die von der Achse 72 des Mischerelements 38 radial beabstandet sind und parallel zur Achse 72 verlaufen. Die Abstreiferstege 84 bewegen sich bei Rotation des Mischer­ elements 38 mit geringem Abstand innen entlang der zylindrischen Wan­ dung 71 des Einsatzteils 62 und tragen zu einer insgesamt homogeneren Durchmischung der beiden Massenströme bei. Wie anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, verbinden die beiden Abstreiferstege 77 zwei diametral gegenüberliegende Mischerarme 74 innerhalb der sich an die Einlassöffnun­ gen 68, 70 anschließenden ersten Radialebene von Mischerarmen mit dem in der Durchbrechung 58 des Einsatzteils 62 angeordneten Ende des Mi­ scherelements 38.

Anhand von Fig. 6 soll noch auf ein weiteres Merkmal des dynamischen Mi­ schers 36 eingegangen werden. Bei den zuvor erwähnten Mischerarmen 74 handelt es sich um starre im wesentlichen radial abstehende Stege, die auf Grund der Rotation der Achse 72 zu einer Verwirbelung der Massenströme führen. Zusätzlich zu den starren Mischerarmen 74, 75 und den Abstreifer­ elementen 77 kann der dynamische Mischer 36 nach Art von dünnen flexiblen Stegen ausgebildete weitere Mischerarme 86 aufweisen, die von innen an der Innenseite 76 des Gehäuseabschnitts 44 entlangstreichen. Auch diese zusätzlichen flexiblen Mischerarme 86 sorgen für eine Verwirbe­ lung der Massenströme. Von den flexiblen Mischerarmen 86 existieren in mehreren aufeinanderfolgenden Radialebenen des Mischerelements 38 je­ weils einer pro Ebene, wobei diese Mischerarme 86 um einen konstanten Winkelbereich von Radialebene zu Radialebene versetzt angeordnet sind. Selbiges gilt für die Mischerarme 78 bzw. 78', die jeweils zwei benachbarte Mischerarme 74, 75 miteinander verbinden und ebenfalls um in diesem Fall 90° versetzt von Radialebene zu Radialebene angeordnet sind. Die Mischer­ arme 86 und die Mischerarme 78 bzw. 78' sind also längs einer Schrauben­ linie um die Achse 72 herum gleichmäßig verteilt angeordnet. Beide Mischerarmtypen eigenen sich vorzüglich für eine homogene Durchmischung der pastösen Massen in dem auch als Durchlaufmischer zu bezeichnenden dynamischen Mischer 36.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum Vermischen zweier pastöser Massen, insbesondere einer Dental-Abformmasse mit einer Katalysatormasse, mit
einem Gehäuse (42), das einen Mischerraum (45) mit mindestens zwei radialen Einlassöffnungen (68, 70) für die beiden pastösen Massen und einer Auslassöffnung (52) für die vermischten pastö­ sen Massen aufweist, und
einem antreibbaren Mischerelement (38), das in dem Mischerraum (45) angeordnet und in dem Gehäuse (42) um seine Längsachse (72) drehbar gelagert ist,
wobei das Gehäuse (42) einen dem Mischerraum (45) vorgelager­ ten Ankopplungsabschnitt (46) mit zwei Ankopplungsöffnungen (55, 57) zum Verbinden mit zwei Ausgabeöffnungen (28, 30) einer Vorrichtung (10) zum Ausgeben der beiden pastösen Massen auf­ weist,
wobei sich an die Ankopplungsöffnungen (55, 57) durch den An­ kopplungsabschnitt bis zu den Einlassöffnungen (68, 70) des Mischerraums (45) erstreckende erste und zweite Kanäle (64, 66) anschließen und
wobei die beiden Kanäle (64, 66) derart ausgebildet sind, dass für den ersten Kanal (64) die Dauer, die die pastöse Masse vom Ein­ tritt in die Ankopplungsöffnung (55) des Ankopplungsabschnitts (46) bis zum Eintritt in die Einlassöffnung (68, 70) des Mischer­ raums (45) des Gehäuses (42) benötigt, größer ist als im zweiten Kanal (66),
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest der erste Kanal (64) einen sich von der Ankopp­ lungsöffnung (55) aus in axialer Richtung des Mischerelements (38) erstreckenden ersten Teilabschnitt (59), einen sich an diesen anschließenden Umlenkungsabschnitt (63) und einen zur zugehö­ rigen Einlassöffnung (68) führenden zweiten Teilabschnitt (65) aufweist, wobei die Achsen des ersten und des zweiten Teilab­ schnitts (59, 65) in einer gemeinsamen Ebene mit der Längsachse (72) des Mischerelements (38) liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen des ersten und des zweiten Teilabschnitts (59, 65) des ersten Kanals (64) parallel zueinander verlaufen und dass sich der Umlen­ kungsabschnitt (63) über 180° erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (68, 70) der beiden Kanäle (64, 66) in axialer Richtung des Mischerelements (38) weisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (68, 70) der beiden Kanäle (64, 66) in radialer Rich­ tung zum Mischerelement (38) weisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, dass sich an dem zweiten Teilabschnitt (65) ein weiterer Umlen­ kungsabschnitt (67) anschließt, der in der betreffenden Einlassöffnung (68) endet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der weitere Umlenkungsabschnitt (67) über 90° erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, dass das Gehäuse (42) an seinem hinteren Ende (48) ein quer zur Achse (72) gerichtetes Einsatzteil (62) aufweist, das eine das hintere Ende (48) des Gehäuses (42) bildenden Außenseite und eine dem Mischerraum (45) des Gehäuses (42) zugewandte Innenseite auf­ weist, die eine zylindrische Aufnahmevertiefung (69) für den das min­ destens eine Umlenkelement (80) tragenden Abschnitt des Mischer­ elements (38) aufweist, und dass die Außenseite des Einsatzteils (62) die beiden Einlassstutzen (54, 56) aufweist, von denen aus sich durch das Einsatzteil (62) zwei Kanäle (64, 66) erstrecken, die in die Ein­ lassöffnungen (68, 70) bildende radiale Öffnungen der zylindrischen Aufnahmevertiefung (69) münden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, dass der erste Kanal (64) und/oder der zweite Kanal (66) jeweils zwei oder mehrere strömungsmäßig zueinander parallele Teilkanäle (65) aufweist, die sich von der dem betreffenden Kanal (64, 66) zu­ geordneten Ankopplungsöffnung (55, 57) aus bis in getrennte Ein­ lassöffnungen des Gehäuses (42) erstrecken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder nach Anspruch 4 und einem der An­ sprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischerelement(38) in Höhe der Einlassöffnungen (68, 70) mindestens ein Umlenkelement (80) zur Unterstützung des Transports der durch die Einlassöffnungen (68, 70) in den Mischerraum (45) des Gehäuses (42) gelangenden pastösen Massen in axialer Richtung aufweist, wobei das mindestens eine Umlenkelement (80) eine sich um die Achse (72) erstreckende und schräg zu einer Radialebene der Achse (72) verlau­ fende Umlenkfläche (82) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das min­ destens eine Umlenkelement (80) nach Art eines Keils ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Umlenkelemente (80) vorgesehen sind, die diametral gegenüber­ liegend um die Achse (72) herum angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die beiden Umlenkelemente (80) sich jeweils über einen Win­ kelbereich von 90° bis 180° erstrecken.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, dass das mindestens eine Umlenkelement (80) eine sich schraubenlinienförmig um die Achse (72) herum erstreckende Umlenk­ fläche (82) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, dass jeweils eine gleiche Anzahl von Mischerarmen (74, 75) inner­ halb mehrerer Radialebenen von dem Mischerelement (38) abstehen und bis nahe an die Innenfläche (76) des Mischerraums (45) des Ge­ häuses (42) reichen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischerarme (74) der in axialer Richtung zu den Einlassöffnungen (68, 70) des Mischerraums (45) des Gehäuses (42) benachbarten ersten Radialebenen kürzer sind als die Mischerarme (75) in den übri­ gen zweiten Radialebenen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der oder zwischen den ersten und/oder zweiten Radialebenen von Mischerarmen (74, 75) von dem Mischerelement (38) abstehende Abstreiferelemente (77) angeordnet sind, die sich tangential zum Mischerelement (38) erstrecken.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass inner­ halb von einer der Anzahl von Mischerarmen (74) pro Radialebene gleichenden Anzahl von zweiten Radialebenen jeweils zwei in Um­ fangsrichtung benachbarte Mischerarme (74) untereinander über einen in Umfangsrichtung verlaufenden Teilabschnitt (78, 78') verbunden sind und dass diese Paare von miteinander verbundenen Mischerarmen (74) von zweiter Radialebene zu zweiter Radialebene in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeich­ net, dass das Mischerelement (38) in dem sich an die Einlassöffnungen (68, 70) des Mischerraums (45) des Gehäuses (42) in axialer Richtung anschließenden Bereichs einen kleineren Durchmesser als in ihrem übrigen Bereich aufweist.