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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von Dentalteilen aus Metall
oder einer Metall-Legierung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
den Dentalteilen kann es sich um Inlets, Füllungen, Implantate, Kronen,
Brücken
etc. handeln, also allgemein um Zahnprotetikteile.
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Zum
Gießen
von derartigen Dentalteilen aus Metall oder einer Metall-Legierung
findet der sogenannte Vakuumdruckguß Anwendung. Dies bedeutet,
daß ein
zu füllender
Hohlraum evakuiert wird und daß anschließend das
flüssige
Metall oder die flüssige
Metall-Legierung durch Beaufschlagung mit einem Druckgas in den
Hohlraum hineingepreßt
wird.
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Eine
entsprechende, bekannte Vorrichtung zum Gießen von derartigen Dentalteilen
sieht eine sogenannte Muffel vor, nämlich einen Formbehälter insbesondere
aus Gips, innerhalb welchem ein Hohlraum entsprechend dem zu gießenden Dentalteil ausgebildet
ist. Verbunden mit der Umgebung ist dieser Hohlraum über einen
Kanal, welcher oberseitig in der Muffel in einer Zuführöffnung mündet. Durch
diesen Zuführkanal
hindurch wird das flüssige
Metall in den Hohlraum hineingepreßt. Das flüssige Metall wird dabei in
einem Tiegel aus Keramik und/oder Graphit bereitgestellt. Die Erwärmung erfolgt
dabei vorzugsweise mittels elektromagnetischer Induktion. Das gesamte
System bestehend aus Muffel und Tiegel befindet sich in einer evakuierbaren
Kammer. Die Verfahrensdurchführung
ist dabei dergestallt, daß zunächst die
Kammer evakuiert und in diesem Vakuum im Tiegel das Metall oder
die Metall-Legierung geschmolzen wird. Durch das Evakuieren soll
eine Oxidation des Metalls vermieden werden. Außerdem soll die Luft aus dem
Hohlraum in der Muffel entfernt werden. Zum Einfüllen des flüssigen Metalls wird der Tiegel
gekippt, so daß das
flüssige
Metall in eine trichterförmige Öffnung der
Muffel fließen
kann. Die Kammer wird schließlich
mit Druckluft beaufschlagt, so daß das flüssige Metall durch den Zuführkanal
in den Hohlraum der Muffel gepreßt wird.
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Der
Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung zum Gießen von
Dentalteilen aus Metall oder einer Metall-Legierung besteht darin,
daß der
Tiegel mit dem flüssigen
Metall gekippt werden muß,
so daß das
flüssige
Metall in die Muffel fließen
kann. Dies ist von der Handhabung her umständlich. Insbesondere kann es
auch zu Verunreinigungen des Gerätes
kommen.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Gießen
von Dentalteilen aus Metall oder einer Metall-Legierung der eingangs
angegebenen Art mit einer besseren Handhabung zu schaffen.
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Die
technische Lösung
ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
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Dadurch
ist eine Vorrichtung zum Gießen von
Dentalteilen aus Metall oder einer Metall-Legierung geschaffen, welche sich durch
eine sehr gute Handhabung auszeichnet. Die Grundidee der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, zum Gießen
den Tiegel mit dem flüssigen
Metall nicht mehr wie bisher zu kippen, sondern das Gießen ohne
Bewegung des Tiegels rein durch ein Differenzdruckgießverfahren
durchzuführen.
Die Unterseite des Tiegels befindet sich dabei auf der Oberseite
der Muffel in Anlage. Durch die bodenseitige/n Bohrung/en im Tiegel
kann das flüssige
Metall durch eine entsprechende Druckgasbeaufschlagung durch diese
Bohrung/en hindurch nach unten austreten und gelangt dabei in den
in der Muffel ausgebildeten Zuführkanal und
von dort in den Hohlraum. Die Kammer ist dabei an eine Vakuum-Druck-Steuerung
angeschlossen. Beim Gießen
wird die Kammer über
dem Schmelztiegel mit Überdruck
beaufschlagt (beispielsweise 3 bis 3,5 bar).
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Vorzugsweise
ist gemäß der Weiterbildung
in Anspruch 2 die Kammer im wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
Aber auch quaderförmige
Formen sind denkbar.
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Gemäß der Weiterbildung
in Anspruch 3 ist dabei die Kammer in zwei übereinander angeordneten Kammerhälften unterteilt,
wobei die untere Kammerhälfte
mit einer entsprechenden Halterung die Muffel aufnimmt, während die
obere Kammerhälfte zur
Festlegung des Tiegels dient. Im zusammengefahrenen Zustand der
beiden Kammerhälften,
bei dem der senkrecht stehende Tiegel nach unten abgesenkt ist,
sind die beiden Kammerhälften
druck dicht miteinander verbunden. Angeschlossen sind die beiden
Kammerhälften
an eine Vakuum-Druck-Steuerung. Dabei ist während des Schmelzens des Metalls in
dem Tiegel das Vakuum in beiden Kammern gleich oder definiert unterschiedlich.
Der Druck kann dabei beispielsweise 10 mbar absolut sein.
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Der
Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch
4 besteht in der einfachen Halterung des Tiegels in der oberen Kammerhälfte. Als
Halterung dient ein im wesentlichen plattenförmiges Gebilde, welches die
Oberseite der oberen Kammerhälfte
definiert. Diese Halterung hat den Vorteil, daß der rohrförmige Tiegel an seinem oberen
Ende gehalten werden kann, so daß der untere Bereich des Tiegels
ins Innere der Kammer ragt und dadurch beispielsweise problemlos
mit einer Heizeinrichtung versehen werden kann.
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Der
Vorteil der Weiterbildung gemäß Anspruch
5 besteht in der einfachen Montage des Tiegels in der vorbeschriebenen
Deckenplatte. Beispielsweise kann der Tiegel am oberen Umfangsrand einen
vorstehenden Ringwulst aufweisen, mit welchem der Tiegel in einer
entsprechenden Aussparung in der Deckenplatte aufliegt. Es können dabei entsprechende
Dichtelemente vorgesehen sein. Der Vorteil dieses Systems besteht
darin, daß der
Tiegel problemlos herausgenommen werden kann, um ihn beispielsweise
zu reinigen oder um ihn zu befüllen.
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Die
Weiterbildung gemäß Anspruch
6 mit einer zusätzlichen
Abdeckhaube hat den Vorteil, daß nach
Abnehmen dieser Abdeckhaube der in der oberen Kammerhälfte angeordnete
Tiegel zugänglich
ist und somit problemlos mit dem zu schmelzenden Metall befüllt werden
kann. Außerdem
mündet
in dieser Abdeckhaube vorzugsweise die Druckeinrichtung sowie die
Vakuumeinrichtung.
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Die
Weiterbildung hiervon gemäß Anspruch 7
mit dem Schauglas hat den Vorteil, daß durch dieses Quarzglasfenster
die Schmelze in dem Tiegel von oben her beobachtet werden kann.
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Für die notwendige
Vakuumerzeugung sowie Druckbeaufschlagung schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch
8 vor, daß oberhalb
der oberen Tiegelöffnung
in der Kammer die Vakuumeinrichtung sowie die Druckeinrichtung mündet und
daß im
Bereich der Muffel ebenfalls die Vakuumeinrichtung mündet. Die
obere Vakuumeinrichtung dient zum Evakuieren des Tiegels, während die
untere Vakuumeinrichtung zum Evakuieren des Hohlraums in der Muffel
dient.
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Die
Weiterbildung gemäß Anspruch
9 schließlich
hat den Vorteil, daß dadurch
eine sehr einfache Möglichkeit
zum Evakuieren des Hohlraums in der Muffel möglich ist. Das Grund prinzip
besteht darin, bei abgesenkter oberer Kammerhälfte den Raum oberhalb des
Tiegels zu evakuieren. Da aber die im Boden des Tiegels angeordnete
Bohrung in Verbindung mit dem Zuführkanal in der Muffel und damit
in Verbindung mit dem Hohlraum steht, wird dadurch gleichermaßen auch
der Hohlraum in der Muffel evakuiert. Vor allem aber wird der Hohlraum
in der Muffel durch die untere Vakuumeinrichtung evakuiert, indem
die Kontaktfläche
zwischen der Unterseite des Tiegels und der Oberseite der Muffel
zwar dicht für
das flüssige
Metall ist, jedoch nicht hundertprozentig gasdicht, so daß über diese
winzigen Kanäle
in der Kontaktfläche
die Evakuierung erfolgt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Gießen
von Dentalteilen aus Metall oder einer Metall-Legierung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung der Gießvorrichtung, wobei die Abdeckhaube
etwas abgehoben ist;
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2 die
Vorrichtung in 1 in einer Längsschnittdarstellung im auseinandergefahrenen Zustand;
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3 eine
Darstellung entsprechend der in 2, wobei
jedoch die beiden Kammerhälften
zusammengefahren sind und sich die Gießvorrichtung im Betriebszustand
befindet.
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Die
Gießvorrichtung
weist eine Kammer 1 auf. Diese besteht aus einer unteren
Kammerhälfte 1' sowie aus einer
oberen Kammerhälfte 1''.
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In
der unteren Kammerhälfte 1' ist eine Muffel 2 insbesondere
aus Gips angeordnet. Diese Muffel 2 definiert im Innern
einen Hohlraum 3 entsprechend dem zu gießenden Dentalteil.
Senkrecht oder schräg
nach oben geht von diesem Hohlraum 3 ein Züführkanal 4 ab.
Dieser mündet
in einer oberseitigen Öffnung
in der Muffel 2, welche umgebungsmäßig konkav oder vorzugsweise
kegelig ausgebildet ist. Schließlich
mündet
in der unteren Kammerhälfte 1' der Anschlußschlauch
einer Vakuumeinrichtung 5.
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Die
obere Kammerhälfte 1'' weist oberseitig eine Deckenplatte 6 auf.
Diese definiert eine Aussparung 7. In diese Aussparung 7 ist
ein Tiegel 8 aus Graphit und/oder Keramik eingesetzt, wobei
dieser mit einem ringförmigen
Umfangswulst auf der Deckenplatte 6 aufliegt. Der Tiegel 8 weist
im Bodenbereich eine oder mehrere durchgehende Bohrungen 9 mit
ei nem Durchmesser von ca. 0,6 bis 1,2 mm auf. Umgeben ist der Tiegel 8 von
einer Heizeinrichtung 10 in Form einer Induktionsspule.
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Auf
der oberen Kammerhälfte 1'' befindet sich druckdicht eine
Abdeckhaube 11. Diese ist lösbar auf der oberen Kammerhälfte 1'' angeordnet. Oberseitig weist diese
Abdeckhaube 11 ein Schauglas 12 auf. Schließlich mündet in
der Abdeckhaube 11 die vorerwähnte Vakuumeinrichtung 5 sowie
eine Druckeinrichtung 13.
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Die
Funktionsweise ist wie folgt:
Zunächst wird mittels einer entsprechenden
Einrichtung, wie sie in 1 angedeutet ist, die obere
Kammerhälfte 1'' nach oben verfahren. Dadurch ist
die untere Kammerhälfte 1' zugänglich und
kann mit einer Muffel 2 bestückt werden. Diese Muffel 2 definiert mit
ihrem Hohlraum 3 das zu gießende Dentalteil.
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Von
der oberen Kammerhälfte 1'' wird die Abdeckhaube 11 abgenommen,
so daß der
Tiegel 8 zugänglich
ist und mit dem gewünschten
Metall oder der Metall-Legierung gefüllt werden kann. Die abgehobene
Abdeckhaube 11 ist in 1 erkennbar.
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Nachdem
die Muffel 2 in die untere Kammerhälfte 1' eingesetzt worden ist und nachdem
die Abdeckhaube 11 wieder druckdicht auf der oberen Kammerhälfte 1'' befestigt worden ist, wird die
obere Kammerhälfte 1'' nach unten verfahren, so daß sie druckdicht
auf der unteren Kammerhälfte 1' aufliegt, wie
dies in 1 erkennbar ist. Die Unterseite
des Tiegels 8 liegt dabei am oberen Mündungsbereich des Zuführkanals 4 an.
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Anschließend kann
dann der eigentliche Gießvorgang
durchgeführt
werden. Hierzu wird sowohl die untere Kammerhälfte 1' als auch die obere Kammerhälfte 1'' über die Vakuumeinrichtung 5 evakuiert.
Da das Innere der Abdeckhaube 11 gleichermaßen evakuiert
wird, pflanzt sich gewissermaßen dieses
Vakuum über
die Bohrung 9 im Tiegel 8 sowie über den
Zuführkanal 4 in
der Muffel 2 in den Hohlraum 3 der Muffel 2 fort,
so daß dieser
Hohlraum 3 gleichermaßen
evakuiert wird. Vor allem aber wird der Hohlraum 3 der
Muffel 2 dadurch evakuiert, indem die untere Kammerhälfte 1' evakuiert ist.
Da der Kontaktbereich zwischen der Unterseite des Tiegels 8 und
der Oberseite der Muffel 2 aufgrund der Porosität der Materialien
nicht hundertprozentig gasdicht ist, kann die im Hohlraum 3 der
Muffel 2 befindliche Luft entweichen.
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Mittels
der Heizeinrichtung 10 wird das Metall in dem Tiegel 8 zum
Schmelzen gebracht. Anschließend
wird mittels der Druckeinrichtung 13 der Raum oberhalb
des Tiegels 8 in der Abdeckhaube 11 mit einem
Gas mit ca. 3 bis 3,5 bar gefüllt.
Dadurch wird das flüssige
Metall in dem Tiegel 8 durch dessen Bohrung 9 hindurch
sowie durch den Zuführkanal 4 in der
Muffel 2 hindurch in den Hohlraum 3 gepreßt. Dieser
Hohlraum 3 befindet sich dabei nach wie vor im evakuierten
Zustand.
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Damit
ist der Gießvorgang
abgeschlossen. Es kann dann mit einem neuen Gießvorgang begonnen werden.
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- 1
- Kammer
- 1'
- untere
Kammerhälfte
- 1''
- obere
Kammerhälfte
- 2
- Muffel
- 3
- Hohlraum
- 4
- Zuführkanal
- 5
- Vakuumeinrichtung
- 6
- Deckenplatte
- 7
- Aussparung
- 8
- Tiegel
- 9
- Bohrung
- 10
- Heizeinrichtung
- 11
- Abdeckhaube
- 12
- Schauglas
- 13
- Druckeinrichtung