DE1066675B

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Publication number: DE1066675B
Application number: DENDAT1066675D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-08

Description

DEUTSCHES

In der Technik ergibt sich sehr oft das Problem, in dielektrischen Körpern befindliche Leiter bzw. Leiterkombinationen zu erhitzen, um z. B. Lot- bzw. Schweißvorgänge zu bewirken. Dieses Problem tritt z. B. bei Goldmantelzähnen auf, bei denen die Goldmantelstiftchen in metallische Hülsen einzulöten sind, die sich in dem aus einem dielektrischen Material bestehenden Zahnkörper befinden.

Es sind Verfahren bekannt, die notwendige Erhitzung der im Dielektrikum eingebetteten Leiterteile dadurch zu bewirken, daß durch über den dielektrischen Körper stattfindende Wärmeleitung den Leitern bzw. Leiterkombinationen die notwendige Wärme zugeführt wird. Zur Erzielung einer ausreichenden Wärmeleitung ist ein entsprechendes Wärmegefälle notwendig, so daß die äußeren Teile des dielektrischen Körpers sich auf wesentlich höheren Temperaturen befinden als die im Innern eingebetteten Leiterteile. Es ergibt sich also der unerfreuliche Tatbestand, daß der äußere dielektrische Körper, dessen Erhitzung in einem solchen Maße gar nicht bezweckt und erwünscht ist, höhere Temperaturen annimmt als der Leiter bzw. die Leiterkombination., deren Erhitzung eigentlich bezweckt ist, um die gewünschten Vorgänge, z. B. Lötung, Schweißung od. dgl., auszulösen. Hierdurch ist man in der Auswahl eines genügend wärmebeständigen Dielektrikums sehr beschränkt, abgesehen von der Möglichkeit, daß sich zunächst feinere, nicht direkt wahrnehmbare Beschädigungen, z..B. Haarrisse od. dgl., ergeben, die sich erst im Laufe des Gebrauches, insbesondere bei Zahnprothesen, in unangenehmer Weise bemerkbar machen. Weiterhin verlaufen die Wärmeleitvorgänge sehr langsam, so daß bis zur notwendigen Erhitzung der im Dielektrikum eingebetteten Leiterteile ein längerer Zeitraum verstreicht, der diese Verfahren sehr zeitraubend gestaltet. Oft können für den Gebrauchszweck hervorragend geeignete dielektrische Materialien nicht verwendet werden, weil sie den Anforderungen an eine hohe Wärmebeständigkeit bei der Erhitzung des Dielektrikums nicht gewachsen sind.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Erhitzung eines in einem dielektrischen Körper eingebetteten Leiters, z. B. eines dielektrischen Zahnkörpers mit leitender Hülse und Stift, mittels einer hochfrequenten induktiven Erhitzung vorzunehmen. Hierdurch ist es möglich, in den Leiter bzw. der Leiterkombination Wirbelströme zu induzieren, die mit steigender Frequenz infolge des Hauteffektes nur in einer dünnen Oberflächenschicht des Leiters fließen, was sehr erwünscht ist, um z. B. Lötvorgänge, welche ohnehin an äußeren Grenzflächen stattfinden, auszulösen. Diese Wärme kann also an der gewünschten Stelle direkt erzeugt werden, ohne durch Wärme-Verfahren zum Einlöten von Metallstiften in künstliche Zähne

Anmelder:

Vita Zahnfabrik. H. Rauter K. G._f
Säckingen

Karl H. Fischer, München,
ist als Erfinder genannt worden

leitvorgänge über das Dielektrikum zugeführt werden

as zu müssen.

Bei der genannten hochfrequenten induktiven Methode ergibt sich jedoch die Schwierigkeit der geeigneten Ausbildung und richtigen Justierung der felderzeugenden Spulen, da infolge der Kleinheit der im Dielektrikum eingebetteten Leiterteile bei gleichzeitiger größerer Ausdehnung des Dielektrikums nur eine geringe Konzentrierung des Magnetfeldes durch die ferromagnetischen Leiterteile erfolgt. Oft ist, wie dies z. B. bei den genannten Stiften für die Basisplatten der Zahnprothesen der Fall ist, der Ferromagnetismus der eingebetteten Leiterteile ohnehin so schwach, daß keine Konzentrierung des magnetischen Feldes stattfindet. Außerdem ist es infolge der Kleinheit der zu erhitzenden Leiter zur Erreichung des gewünschten Hauteffektes notwendig, sehr hohe Frequenzen zu verwenden, was technisch insbesondere dann Schwierigkeiten bietet, wenn kurzzeitig größere Energien zugeführt werden sollen. Insbesondere bei Zahnprothesen, bei denen die Zähne dicht nebeneinanderliegen und nacheinander verlötet werden sollen, ergeben sich für einen richtigen und effektiven Aufbau und eine dem Einzelfall anzupassende Anordnung der Spulen ein oft erheblicher Aufwand und eine beträchtliche Vorarbeit, wenn eine einwandfreie und sichere Verlötung gewährleistet sein soll, was bei Zahnprothesen eine Grundforderung darstellt.

Es ist ferner bekannt, das Erhitzen von vorerwärmtem Porzellan mittels kapazitiv übertragener Hochfrequenz-Leitungsströme vorzunehmen.

909 637/327

Claims

1 Die hochfrequente dielektrische Erhitzung des Zahnkörpermaterials ist im wesentlichen mit den gleichen Nachteilen behaftet, welche bereits für die genannten, über den dielektrischen Körper stattfindenden Wärmeleitvorgänge im einzelnen genannt worden sind. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Einlöten von Metallstiften in künstliche Zähne durch Verlöten eines Metallstiftes mit einer im dielektrischen Zahnkörper eingebetteten Hülse, wobei die Nachteile der hochfrequenten induktiven und der hochfrequenten dielektrischen Erhitzung vermieden werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Metallstift an den einen Pol einer hochfrequenten Stromquelle angeschlossen ist, während mindestens ein Teil des dielektrischen Körpers mit einer leitenden Hülse, Fassung, od..dgl. umhüllt ist, die an den anderen Pol der Stromquelle angeschlossen ist. Die durch das Dielektrikum zwischen dem in seinem Innern eingebetteten Leiter und der äußeren Umhül- ao lung des Dielektrikums fließenden Verschiebungsströme konzentrieren sich in der Umgebung des eingebetteten Leiters, in dem sich außerdem ein starker Hauteffekt entwickelt. Die Dichte der Verschiebungsströme am Umfang des Dielektrikums, wo dasselbe an die leitende Umhüllung angrenzt, ist weitaus geringer als in der unmittelbaren Umgebung des eingebetteten Leiters, der primär durch die Joulesche Wärme des Hochfrequenzstromes erhitzt wird. An der Oberfläche des eingebetteten Leiters findet also eine konzentrierte Wärmeentwicklung statt, ohne daß die äußeren Teile des Dielektrikums eine nennenswerte Temperaturerhöhung erfahren. Lediglich die in der unmittelbaren Umgebung des eingebetteten.Leiters befindlichen Teile des Dielektrikums werden etwas stärker durch die Konzentrierung der Verschiebungsströme in diesem Bereich erwärmt, was sehr erwünscht ist, um eine schnelle Ableitung der Wärme von dem eingebetteten Leiter in das Dielektrikum zu vermeiden. Hierdurch können die am Leiter bzw. der Leiterkombination durch Erhitzung auszulösenden Vorgänge schnell ablaufen, ohne daß die äußeren Teile des Dielektrikums durch Wärmewirkungen Beschädigungen erleiden. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erübrigt sich die schwierige und kostspielige Herstellung und Ausbildung der Spulenteile, die beim hochfrequenten induktiven Verfahren erforderlich sind, bei dem außerdem die Dosierung der dem eingebetteten Leiter zugeführten Energie praktisch nicht zu verwirklichen ist, während dies beim Erfindungsgegenstand ohne weiteres auf Grund der Messung des hochfrequenten Stromes möglich ist. Selbstverständlich kann die das Dielektrikum umgebende leitende Hülse, Fassung od. dgl. durch ein leitendes Bad, z. B. eine flüssige, leicht schmelzbare Wismutlegierung, ersetzt werden, in die der dielektrische Körper eingetaucht wird. Die Erfindung ist beispielsweise an Hand der Figuren schematisch veranschaulicht. Die in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die Verlötung von an einer Basisplatte angebrachten Metallstiften mit einem dielektrischen Zahnkörper, in dem eine leitende zur Aufnahme des Stiftes dienende Hülse aus leitendem Material eingebettet ist. Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Zahnkörper mit der erfindungsgemäßen Anordnung zum Verlöten des Metallstiftes, wobei diese Figur ein Schnitt nach der LinieIT der Fig. 2 ist; Fig. 2 zeigt den Zahnkörper in Ansicht; 675 Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2; Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zur Verlötung der Stifte an einer Zahnreihe. In dem dielektrischen, z. B. aus einem keramischen oder plastischen Material bestehenden Zahnkörper 1 ist eine leitende, zur Aufnahme des Zahnstiftes.' dienende Edelmetallhiilse 2 eingebettet, die vorzugsweise aus einer Gold-Silber-Legierung besteht, um Korrosionseinflüsse zu vermeiden. Stifte3 werden in die Hülse 2 des Zahnkörpers 1 eingesetzt. Die Stifte werden im allgemeinen aus Nickel hergestellt. Der Stift steht, wie schematisch angedeutet ist, über den Leiter 4 mit dem einen Pol des Hochfrequenzgenerators 5 in Verbindung. Die um den Zahnkörper 1 angebrachte leitende Umhüllung 6 steht mit dem anderen Pol der Stromquelle in Verbindung. Als leitende Umhüllung kann z.B. eine Stanniolkapsel Verwendung finden. Die Feldverteilung des elektrischen Feldes im Dielektrikum verläuft so, daß eine erhebliche Konzentrierung der Feldlinien um die Leiterkombination Hülse—Stift stattfindet. Der Strom,konzentriert sich in der äußeren »Haut« der Leiterkombination Hülse—Stift, wodurch die Wärme für den Lötvorgang genau an der Stelle konzentriert wird, an der die Verlötung stattfinden soll. Gemäß Fig. 4 werden zur Verlötung einer ganzen Zahnreihe die dielektrischen Zahnkörper in ein flüssiges Metallbad 9 mit niedrigem Schmelzpunkt eingetaucht, das mit dem einen Pol der Hochfrequenzquelle 5 in Verbindung steht, während die Stifte 3 gemeinsam mit dem anderen Pol des Generators über irgendeinen regelbaren Widerstand 8 verbunden sind. Die Stiftkörper 3 sind durch eine Basisplattell hindurchgeführt und wiesen auf der den Kunstzähnen entgegengesetzten oder abgewandten Seite der Basisplatte kegelstumpfförmige Verbreiterungen 10 auf, um einen sicheren Kontakt mit den Zuleitungen zur hochfrequenten Stromquelle zu ermöglichen. Patentansprüche:

1. Anordnung zum Einlöten von Metallstiften in künstliche Zähne durch Verlöten eines Metallstiftes mit einer im dielektrischen Zahnkörper eingebetteten Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstift an den einen Pol einer hochfrequenten Stromquelle angeschlossen ist und mindestens ein Teil des dielektrischen Zahnkörpers mit einer leitenden Hülse, Fassung od. dgl. umhüllt ist, die an den anderen Pol der Stromquelle angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Zahnkörper in eine Metallschmelze, z. B. eine flüssige Wismutlegierung mit niedrigem Schmelzpunkt, eingetaucht ist, die an einen Pol der hochfrequenten Stromquelle angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verlötung einer Reihe von an einer Basisplatte befestigten Metallstiften mit in einer Reihe von dielektrischen Zahnkörpern eingebetteten Hülsen die die auf der einen Seite der Basisplatte befindlichen Stifte durch die Basisplatte in Form eines verbreiterten Einsatzes hindurchgeführt sind, wobei die Stifte mit ihrem verbreiterten Ende gemeinsam mit dem einen Pol de :

hochfrequenten Stromquelle verbunden sind, und die dielektrischen Zahnkörper in ein gemeinsames flüssiges Metallbad eintauchen, das mit dem anderen Pol der Hochfrequenzquelle in Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften :

Niederländische Patentschrift Nr. 45 227; Buch von Cable : »Induction and Dielectric Heating«, 1954, S. 530 und 532.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen