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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hårtbaren Massen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von härtbaren
Massen, insbesondere von Dentalzementen und Zahnfüllungsmassen, vor allem ein adaptives
System zur Herstellung von Massen aus zwei oder mehr Komponenten, wobei die Misch-
oder Vermengdauer stark die endgültigen oder vorübergehenden Eigenschaften der Masse
beeinflußt.
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Verschiedene Dentalzementmassen und Zahnfüllungsmassen (z. B. Amalgame)
werden im zahntechnischen oder Dentallabor, beim Zahnarzt oder in einem Krankenhaus,
in einer Apotheke
oder Klinik hergestellt durch Vermischen von zwei
oder mehr Komponenten in sorgfältig dosierten Mengen, um ein viskoses Produkt mit
der gewünschten Weichheit und Handhabungsmöglichkeit sowie mit der gewünschten Aushärtzeit
und Druckfestigkeit zu ergeben.
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Typische Fälle der Herstellung derartiger Massen sind, wenn ein Amalgamsystem
durch Mischen eines Metallpulvers mit Quecksilber hergestellt wird, oder wenn Phosphat-
oder Silikat-Zement in an sich bekannter Weise aus vordosierten Mengen von zwei
oder mehr Komponenten erzeugt wird. Es ist im allgemeinen üblich, wenn eine Verunreinigung
der Mischflächen vermieden Werden soll und wenn eine Verunreinigung des Produkts
durch die Umgebung gefährlich ist, die beiden Komponenten des aushärtbaren Dentalprodukts
in eine Kapsel oder einen anderen Behälter einzuführen und den Behälter in Schwingungen
zu versetzen, bis die gewünschte Durchmischung erreicht ist. Diese dentalen Schwingmaschinen
haben einen gegabelten Schwingarm, dessen Zinken die Kapsel aufnehmen.
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Die Vorrichtung hat hauptsächlich einen Motor, der magnetisch oder
mechanisch mit dem Schwingglied gekuppelt ist, und einen Zeitgeber, der bei Inbetriebnahme
der Vorrichtung wirksam wird, um diese nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalls
abzuschalten, das der Bediener aus Erfahrung aufgrund von Erfahrung oder Intuition
kennt.
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Eine derartige Vcrrichtung hat zahlreiche Nachteile, die im einzelnen
weiter unten angeführt werden sollen, jedoch dahingehend zusammengefaßt werden können,
daß eine gegebe Mischzeit, selbst für identische Mengen von zwei Komponenten, selten
zum gleichen Ergebnis fuhrt. Die Umgebung (z. Bo Temperatur) und andere Einflüsse
verhindern eine vollständige Reproduzierbarkeit der Ergebnisse für irgendeinen gegebenen
Zeitpunkt. Infolgedessen müssen möglicherweise unnötige Schritte durchgeführt werden,
das Mischen muß unter Umständen vorzeitig abgebrochen und nach Überprüfung der Masse
fortgesetzt werden.
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Insbesondere kann gesagt werden, daß härtbare Dentalmassen im allgemeinen
durch unter Rütteln oder Vibrieren erfolgendes Mischen von zwei oder mehr Komponenten
hergestellt werden, die durch die Art des herzustellenden Zements und dessen gewünschte
Eigenschaften bestimmt sind.
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Die Mischdauer hat einen großen Einfluß auf die endgültige Druckfestigkeit,
die Haft- bzw. Verbindungseigenschaften, die Handhabungseigenschaften, die Farbe
und andere Eigenschaften des fertigen iements. Im allgemeinen kann gesagt werden,
daß, je länger der Mischvorgang stattfindet, um so kürzer die Aushärtzeit ist. Ein
zu starkes Mischen (Umrühren oder Schütteln) kann das Aushärten der
Masse
erschweren. Eine größere Druckfestigkeit und Härte erfordern eine kürzere Mischzeit,
während ein zu kurzes Rüttelintervafl l ie Ausformung eines homogenen Systems verhindern
kann Andere Eigenschaften derartiger Zemente sind ebenfalls von der richtigen Mischzeit
abhängig ~ Zum Beispiel ergibt bei gewissen Zementen ein zu starkes Mischen eine
Gel-Zerstörung und führt zu einem trüben Aussehen des Zements.
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Bei den vor Gebrauch der Kapseln und Schwingarme von der beschriebenen
Art verwendeten Systemen war es üblich, die Komponenten des Zements auf einer Platte
zu mischen, die mit den Komponenten der dem Zement verträglich waren, wobei ein
Spachtel verwendet wurde, bis eine pastöse Masse erzeugt war, die bei weiterem Mischen
auseinanderbrach.
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Dieses System hatte den vorher beschriebenen Nachteil der Verunreinigung
der Werkzeuge oder anderer Materialien in der Nähe. In zunehmendem Maße werden daher
gekapselte Komponenten vorgesehen, um eine derartige Verunreinigung zu vermeiden.
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Obwohl, wie bereits erwähnt wurde, eine abgepackte Zement- oder Dentalmasse,
die durch den Zahntechniker erzeugt oder im abgepackten Zustand von einer Fabrik
geliefert wird,
den Vorteil hat, daß eine Verunreinigung unmöglich
ist, ist es schwierig, mit derartigem -verpacktem Material den Durchmischungsgrad
zu bestimmen und die optimale Mischdauer festzuliegen. Diese Mischdauer ist weitgehend
eine Funktion der Temperatur, bei der das Mischen durchgeführt wird.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung
zum Mischen härtbarer Massen, insbesondere Dentalmassen9 zts schaffen, d. h. von
Dentalzementen und Dentalfüllungsamalgamen, wodurch die vorstehend genannten Nachteile
überwunden werden; insbesondere soll ein qualitativ hochwertigeres Produkt mit gewünschten
Handhabungseigenschaften und ohne Beeinträchtigung der Farbe, der Druckfestigkeit
und dergleichen Eigenschaften des Produkts erhalten werden, und schließlich ein
verbessertes Verfahren zum Mischen von zwei oder mehr Komponenten, um ein härtbares
Produkt, insbesondere für Dentalzwecke, zu erzeugen, bei dem man sich nicht auf
die Intuition verlassen muß und eine geringere Temperaturabhängigkeit als bisher
vorliegt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einem System gelöst, bei dem
zwei oder mehr Komponenten, die miteinander mischbar sind, um eine Masse zu ergeben,
iinderungen -einer physikalischen Eigenschaft während des Durchmischens erfahren.
Die Erfindung sieht eine im wesentlichen kontinuierliche
Überwachung
der Änderung in der physikalischen Eigenschaft des Inhalts des Behälters oder der
Kapsel vor und verwendet eine Einrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das
eine Alarm- oder andere Warneinrichtung betätigt, wenn ein vorbestimmter Schwellenwert
durch das elektrische Signal erreicht wird. Wahlweise oder zusätzlich kann das elektrische
Signal benutzt werden, um den Antrieb abzuschalten und ein weiteres Schwingen des
Schwing- oder Rüttelglieds zu unterbrechen.
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Insbesondere betrifft die Erfindung die Überwachung des Inhalts des
Behälters über den Einfluß einer Änderung von dessen Viskosität auf die Schwingcharakteristik
des Schwingglieds undjoder durch Erfassen von Änderungen in den optischen Eigenschaften,
wie sie durch die Reflexion und/oder den Durchgang von Licht bestimmt sind.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Mischvorrichtung
ein Vibrator oder Rüttler, und die Kapsel oder ein anderer Behälter, der dosierte
Mengen der beiden zu mischenden Komponenten enthält, ist am Schwingglied montiert,
das in eine Schwingbewegung durch eine Antriebseinrichtung bei einer Schwingungsgrundfrequenz
versetzt wird.
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Die beiden Komponenten können ein Metallpulver und Quecksilber sein,
die zusammen ein Amalgam bilden. Die Kapsel
enthält gewünschtenfalls
ein in die Kapsel eingebautes Mischpistill.
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Dieses Erfindungsmerkmal beruht auf der Erkenntnis, daß während ues
Schwingens des kapsel tragenden Arms Harmonische oder Subharmonische der erwähnten
Grundfrequenz im Schwingglied erzeugt werden, z. B. durch eine stimmgabelartige
Resonanzschwingung, wobei diese Harmonischen eine Funktion der Viskosität und Weichheit
der in der Kapsel geformten Masse sind. Anders ausgedrückt, es werden gewisse Harmonische
erzeugt, und wenn die Masse sich der vorbestimmten oder gewünschten physikalischen
Eigenschaft nähert, wird eine Harmonische oder eine Gruppe von Harmonischen stärker
oder schwächer.
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Die Erfindung sieht ferner vor einen Fühler oder Sensor zur Erfassung
des Schwingungszustands des Schwingglieds, ferner einen Diskriminator, z. B. ein
elektrisches Filter, der mit dem Sensor oder Fühler verbunden ist und ein Ausgangssignal
erzeugt, das die gewünschte Harmonische darstellt, die bei Erreichen der vorbestimmten
physikalischen Eigenschaft auftritt, und eine mit dem Diskriminator verbundene Schaltung
zur Erzeugung eines elektrischen Signals, wenn das Ausgangssignal des-Diskriminators
einen vorbestimmten Schwellenwert-erreicht. Das elektrische Signal
wird
benutzt, um eine Warneinrichtung anzusteuern und/oder den weiteren'Betrieb der Mischeinrichtung
abzuschalten. Die Warneinrichtung kann akustisch oder optisch sein.
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Es ist ferner erkannt worden, z. B. im Fall von Amalgam und Dentalzement,
daß die oben erwähnte Änderung in den physikalischen Eigenschaften von einer Änderung
in den optischen Eigenschaften der Masse begleitet wird. Die Bezeichnung "optische
Eigenschaft" wird hier benutzt, um darunter die Lichtdurchlässigkeit und/oder die
Lichtreflexion zu verstehen, und erfindungsgemäß wird ein Bündel monochromatischen
oder polychromatischen Lichts auf den Inhalt des Behälters gerichtet, der eine transparente
oder lichtdurchlässige Wand haben kann, und ein von dem Behälter infolge Reflexion
oder Durchgang abgegebenes Bündel aufgefangen.
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Das Ausgangssignal des Fühlers, der eine übliche Photozelle sein kann,
hat eine Intensität, die eine Funktion des Mischvorgangs ist, und kann verarbeitet
werden, um ein elektrisches Ausgangs signal zu erzeugen, wenn ein vorbestimmter
Schwellenwert erreicht wird.
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Obwohl im wesentlichen jede Kapselart für die Erfindungszwecke eingesetzt
werden kann, werden Kapseln vorgezogen, bei denen eine Kappe oder ein Stopfen an
einem Ende vorgesehen ist und die im wesentlichen eine Zylinderform
mit
nach außen konvexen, haubenartigen Enden haben. Die Kapsel kann auch eine Geschoßform
oder einen Sechseckquerschnitt aufweisen.
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Obwohl die Kapsel vorzugsweise von den Zinken eines gegabelten Schwingarms
aufgenommen wird,8wobei die Zinken an den Längsenden der Kapsel angreifen, sind
auch Schwingarme geeignet, die die Kapsel an einem verjüngten Mittelstück mit Vieleckquerschnitt
festhalten. Die Kapsel kann für eine Wiederverwendung vorgesehen sein, jedoch auch
nach Gebrauch weggeworfen werden9 kann ein Behälter sein, in dem die Metallegierung
und/oder Quecksilber dosiert sind, nur freien Raum oder eine zerreißbare Membran
enthalten, die die Kapseln voneinander trennt, Der Schwingarm kann elektromagnetisch
mit dem Erregersystem gekoppelt sein, d. h. der Arm kann ein Anker eines Elektromagnets
sein, oder irgendein Elektromotor kann mechanisch mit diesem Arm verbunden sein.
Die Welle kann ein exzentrisches Gewicht (Unwucht) haben, um die Energieübertragung
auf die Kapsel zu unterstützen.
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Die Metallegierung und Quecksilber werden in vorher abgemessenen
Mengen miteinander vermischt durch Schwingen in der beschriebenen Weise, und es
ist festgestellt worden,
daß mit der Zeit das Ansprechen der Masse
auf die Schwingung zur Entstehung der oben erwähnten Harmonischen führt, die der
auf den Arm ausgeübten Schwingungserregung sich überlagern (Harmonische), und zwar
trotz des Umstands, daß das Gewicht der Kapsel und von dessen Inhalt konstant bleibt.
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Die fortschreitende Änderung mit der Mischzeit ist eine Funktion der
Viskosität der Masse und kann erfaßt werden durch einen mechanisch-elektrischen
Meß- oder Signalumformer, z. B. einen piezoelektrischen Kristall, auf dem Arm.
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Die Vorrichtung braucht so nur die Entwicklung der gewünschten Viskosität
anzuzeigen, und die Mischzeit wird automatisch eingestellt, um die gewünschte Weichheit
und Viskosität unabhängig von der Umgebungstemperatur zu ergeben.
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Hinsichtlich ihrer Verfahrensmerkmale betrifft die Erfindung die
Vereinigung von zwei oder mehr in einem gemeinsamen Behälter vorgesehenen Komponenten,
die eine härtbare Masse ergeben können und physikalische Eigenschaften haben, die
sich mit dem Rütteln und Mischen ändern, das Mischen der beiden Komponenten in dem
Behälter durch Schwingen oder anderes Schütteln, die Überwachung der Schwingeigenschaften
und/oder der optischen Eigenschaften der Masse in dem Behälter und die Erzeugung
eines elektrischen Signals, wenn die physikalischen Eigenschaften dieser Masse einen
vorbestimmten Zustand erreichen, indem das elektrische Signal
mit
einem vorbestimmten ausgewählten Schwellenwert verglichen wird, um ein Warnsignal
zu erzeugen und/oder automatisch den Mischvorgang zu beenden.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung; Fig. 2 das Blockschaltbild einer dazugehörigen elektrischen Schaltung;
Fig. 3 das schematische Schaltbild eines von der Schaltung von Fig. 2 betätigten
Hauptstromkreises- (Netzschaltung); Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren
Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 5 das Schaltbild einer Schaltung, die der
von Fig. 2 ähnlich ist, wobei jedoch die signalerzeugenden Netzwerke genauer abgebildet
sind; Fig. 6 eine Teilseitenansicht eines anderen Antriebsystems für den Schwingarm
gemäß der Erfindung; Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6 einer weiteren Fühleranordnung;
und
Fig. 8 einen Querschnitt, teilweise schematisch, zur Erläuterung
eines weiteren Erfindungsmerkmals.
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In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 zu sehen, das auf Füßen la ruht und eine
Achse 5 trägt, auf der ein Arm 6 für eine Schwingbewegung parallel zur Zeichenebene
von Fig. 1 gelagert ist.
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Das Gehäuse 1 ist mit entsprechenden Vorsprüngen ib versehen, deren
jeder eine Schraubenfeder lc trägt, die von einem Bolzen Id durchsetzt wird, der
Muttern le aufnimmt, die Lappen 2a eines Elektromagnetkerns 2 an den Schraubenfedern
sichern. Der Elektromagnetkern 2 ist also federnd im Gehäuse gelagert, um die Schwingungsübertragung
auf das Gehäuse 1 zu verringern. Der Kern 2 ist ringförmig und nimmt um seinen mittleren
Zapfen 2b eine ringförmige elektromagnetische Spule 3 auf, so daß bei Erregung der
Spule mit Wechselstrom Ringflächen 2c, die die Spule und den zentralen Zapfen 2b
umgeben, in der magnetischen Polarität wechseln.
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Der Arm 6 trägt nahe am mittleren Zapfen 2b ein Dauermagnetgewicht
(Anker) 4, das bei Polaritätsumkehr am mittleren Zapfen 26 abwechselnd im Uhrzeigersinn
und im Gegenuhrzeigersinn angezogen wird. Um den Arm 6 elastisch zu
zentrieren,
sind zwei Druckfedern if zwischen dem Gehäuse und zwei Zinken 6a und 6b vorgesehen,
die auseinanderlaufend durch ein Fenster ig sich erstrecken, das sich an der Oberseite
des Gehäuses befindet. Die Zinken 6a und 6b nehmen zwischen sich eine Kapsel 7 auf,
die ihrerseits die Masse enthält. Die Kapsel hat ein Kapselgehäuse 7d, auf das eine
Kappe 7e aufgeschraubt ist, wobei die V-förmige Anordnung der Teilarme 6a und 6b
etwas nach außen gespreizt ist, um die Kapsel aufzunehmen und sie infolge der diesen
nach außen gebogenen Zinken innewohnenden Rückstellkraft festzuhalten. Die Kapsel
erhält dosierte Mengen von Quecksilber 7a, Legierungspurver oder -pellets (Pastillen)
7b und möglicherweise ein Mischpistill 7c.
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Der Arm 6 trägt einen Fühler 8, d. h. einen mechanischelektrischen
Meß- oder Signalumformer, der auf Schwingungen des Schwingglieds, auf durch die
Luft übertragene Störungen usw. anspricht. Dieser Fühler kann ein Dehnungsmeßstreifen
zwischen Teilen des Arms, eine piezoelektrische Einrichtung von irgendeinem anderen
Aufbau oder ein Kristallmikrophon sein, das sich irgendwo im Gehäuse befindet. Es
ist ersichtlich, daß der Fühler ein Ausgangssignal erzeugt, das die Schwingungen
des Arms 6 darstellt, nicht nur der Grundschwingungsfrequenz, die vom Motor 2 -
4 erzeugt wird, sondern auch von Harmonischen, die in dem Arm durch die
stimmgabelartige
Schwingung der Zinken erzeugt werden, wie sie durch Änderungen in der Viskosität
der Masse innerhalb der Kapsel beeinflußt sind.
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Wie Fig. 2 zeigt, empfängt der schematisch dargestellte Schwingfühler
8 ein Signal S in Form von mechanischen Schwingungen und setzt dieses Signal in
ein elektrisches Ausgangssignal bei 8a um, das ein elektrisches Signal der Grundfrequenz
ist, der die Harmonischen überlagert sind.
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Dieses Signal wird in einen Diskriminator 9 eingespeist, in diesem
Fall ei Bandpaßfilter, das eine vorbestimmte Frequenz aussähl t um die Entwicklung
des interessierenden vorbestimmten Viskositätszustands anzuzeigen.
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Das Diskriminatorausgangssignal bei 9a wird in einen Verstärker 10
eingespeist, dessen Ausgangssignal seinerseits bei 10a einem Impulsformer 11 in
Form eines Schmitt-Triggers zugeleitet wird. In diesem Fall wird ein Rechtecksignal
bzw. eine Rechteckwelle nach Erfassen der ausgewählten Frequenz erzeugt. Das Ausgangssignal
vom Schmitt-Trigger 11 wird bei iia in einen Differentiator 12 eingespeist, dessen
Ausgangs signal ein monostabiles Kippglied oder Monoflop 13 ansteuert, das eine
einstellbare Zeiteinstellung hat, die noch erläutert werden wird. Das monostabile
Kippglied oder Monoflop 13 ist seinerseits an einen Differentiator
14
angeschlossen, dessen Ausgangssignal einem zweiten monostabilen Kippglied oder Monoflop
15 zugeführt wird, dessen Signal lang genug ist, um ein elektromagnetisches oder
anderes Relais 17 zu betätigen, und zwar vorzugsweise über einen Verstärker 16,
sowie eine Anzeigelampe 22, die ähnlich erregt wird, wenn die Schaltung wirksam
wird.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Spule 3 des Elektromagnets
2 mit einem elektrischen Wechselstromnetz 18 verbunden, und zwar in Reihe mit einem
kurzzeitig geschlossenen, normalerweise offenen oder Arbeitskontakt-Druckschalter
19, einer Relaisspule 20 und einem Kontakt 21 des Relais 17. Ein Haltekontakt 20a
des Relais 20 überbrückt den Druckknopf 19.
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Beim Betrieb, wenn die Drucktaste 19 gedrückt ist, ist das Relais
20 über den Arbeitskontakt. 21 und die Spule 3 erregt, um den Kontakt 20a zu schließen.
Die Spule 3 ist somit erregt, bis der Kontakt 21 offen ist.
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Wenn die Spule 3 erregt ist, schwingt der Arm 6 im Uhrzeiger- und
Gegenuhrzeigersinn um die Achse 5, um den Inhalt der Kapsel zu schütteln und dessen
Durchmischen zu bewirken. Das Schwingen des Schwingglieds 6 wird als eine Schall-
oder Druckwelle durch den Fühler 8 erfaßt und in
ein elektrisches
Signal umgesetzt, das dem Diskriminator 9 zugeführt wird.
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Zur Erfassung des gewünschten Viskositatszustands kann eine spezielle
Harmonische oder ein Band von Harmonischen verstärkt werden Es sea Jedoch darauf
hingewiesen, daß in manchen Fällen der gewünschte Viskositätszustand mit der Abschwächung
von gewissen Harmonischen, dem Verschwinden von vorher vorhandenen Harmonischen
und/oder dem Auftreten von vorher nicht vorhandenen Harmonischen verknüpft ist.
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Je nach den Umständen gibt das Bandpaßfilter ein Signal mit zunehmender
oder abnehmender Amplitude ab, wenn man sich dem gewünschten Viskositätszustand
annähert.
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Wenn der Arm 6 um seine Achse 5 schwingt, um den Inhalt der Kapsel
7 zu schütteln, wodurch ihr Inhalt durchmischt wird, ändert die Viskositätsvariation
die Trägheit der Kapsel, um die Bewegung der Zinken des Arms zu beeinflussen, von
denen die Kapsel aufgenommen ist; da der Arm nur eine begrenzte Steifheit hat, kommt
es zu harmonischen Schwingungen. Das Ausgangssignal des piezoelektrischen Fühlers
8 enthält daher Frequenzkomponenten (Harmonische), die charakteristisch für den
sich ändernden Zustand innerhalb der Kapsel sind, aber auch eine Grundfrequenzkompo
nente,
die die vom Motor 2 - 4 hervorgerufene Schwingung des Arms darstellt Dieses Ausgangssignal,
das eine Anzahl von Frequenzkomponenten wie erwähnt enthält, wird dem Diskriminator
9 zugeführt, der nur die Harmonische oder die Harmonischen von schmaler Bandbreite
durchläßt, die zur Zustandsänderung innerhalb der Kapsel 7 gehören.
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Das Signal wird vom Verstärker 10 verstärkt und in den Impulsformer,
do h Schmitt-Trigger 11, eingespeist, der eine Rechteckwelle erzeugt, bis ein Schwellenwert
erreicht ist. Wenn der Schwellenwert erreicht ist, wird ein Signal in den Differentiator
12 eingespeist, so daß ein spitzer oder Nadel-Impuls erzeugt wird, der das Monoflop
13 triggert, dessen einstellbare Verzögerungszeit schematisch in Fig. 2 angedeutet
ist.
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Nach Ablauf des vorbestimmten, jedoch einstellbaren Verzögerungsintervalls.
von z. B. O - 5 s schaltet der Zeitgeber 13, um einen Impuls durch den Differentiator
14 zum nächsten Monoflop 15 durchzulassen, das ein Ausgangssignal mit ausreichender
Dauer erzeugt, um über den Verstärker 16 die Lampe 22 oder das Relais 17 zu betätigen.
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Wenn das Relais 17 betätigt ist, wird der Kontakt 21 geöffnet, um
die Spule 3 und das Halterelais 20 abzuerregen, dessen Kontakt 20a ähnlich offen
ist. Sollte das Relais 17 ausfallen, so braucht der Bediener nur einfach die von
Hand schließbare Drucktaste 19a in Reihe mit dem Netz 18 nach Erkennen des Aufleuchtens
der Lampe 22 zu drücken.
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In der Schaltung von Fig. 3 können verschiedene Halteanordnungen
verwendet werden. Zum Beispiel kann die Warnlampe oder der Wecker direkt vom Relais
17 erregt werden, wobei das Relais 1 vom Selbsthaltetyp sein kann und die Drucktaste
19 ein Scsnappschalter ist, der in seine alternative Stellung bei Auftreten des
Warnsignals gebracht werden muß, wenn das System abgeschaltet werden soll.
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Der Zeitgeber 13, der eine einstellbare Verzögerung zwischen 0 und
5 s haben kann, dient dazu, einen spezifischen Viskositätszustand als Auslösezeitpunkt
für das Ausgangssignal zu benutzen und den jeweiligen Bediener in die Lage zu versetzen,
die Möglichkeit der Änderung der Weichheitseigenschaften der Masse in einem durch
die Zeitgebereinstellung bestimmten Ausmaß zu ändern.
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Der Schwingarm kann ein längliches Schwingglied oder einen Schwinger
haben, der in einer horizontalen Ebene
(vgl. Fig. 6) liegt, in
der eine Achse 30 an einem Ende des Arms ausgebildet s ist, während das gegabelte
freie Ende eine Kapsel 31 festhält Letztere hat eine Membran 32, die durch ein Pistell
33 innerhalb der Kapsel durchstoßbar ist, damit die beiden Komponenten auf den entgegengesetzten
Seiten der Membran sich durchmischen können. Eine Schraube 34 kann benutzt werden,
um die wegzuwerfende Kapsel in ihrer bis festzuhalten, bis das Mischen beendet ist,
und der Inhalt der Kapsel kann durch Abreißen des äußeren Mantels freigesetzt werden
Die Schwingbewegung des Schwingers wird durch einen Elektromotor 35 bewirkt9 dessen
Welle 36 mit einer Kurbel 37 gekuppelt ist, die lhr-erselts über einen Stift 38
mit einer Stange 39 verbunden ist. Letztere ist am Schwinger über eine Dämpfungsfeder
40 befestigt, und die~Kurbel 37 kann ein Unwuchtgewicht 41 beträgen, um die Rüttelenergie
zu erhöhen. Dämpfungsfedern 42 können e'benfalls zwischen dem Gehäuse 43 und dem
Arm vorgesehen sein, In Fig. 5 ist eine vereinfachte Ausführung der Schaltung für
ei-ne Vorrichtung gezeigt, die auf die anspricht, wie in Verbindung mit Fig. 1 und
6 beschrieben, In diesem Fall hat ein Schwingfühler 50 ein Kris-tallmikrophon 51,
dessen Ausgang an'einen üblichen Verstärkr 52-angeschlossen
ist.
Ein Bandpaßfilter oder Diskriminator 53 hat ein Serienresonanz-Netzwerk 54, das
aus einem Kondensator 54a und einer Spule S4b besteht, während ein Parallelresonanz-Netzwerk
55 einen Kondensator 55a und eine Spule 55b aufweist. Das Diskriminator-Ausgangssignal
wrd in einen Differentiator 56 eingespeist, der einen Kondensator 56a und einet
Widerstand 56b umfaßt, und zwar gewünschtenfails über einen weiteren Verstärker
57. Der Differentiator arbeitet in für sich gut bekannter Weise, und die Ausgangsspannung
am Widerstand 56b wird der Basis eines Transistors 5s-a eines Schmitt-Triggers 58
zugeführt.
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Der Schmitt-Tlger hat einen Stellwiderstand 58b, der zwischen dem
Emitter des NPN-Transistors 7Ra und dem negativen Anschluß einer Gleichstromquelle
58c liegt, während ein paralleles Zeitkonstantennetzwerk aus einem Stellwiderstand
58d und einem Kondensator 58e den Kollektor dieses Transistors mit der Basis eines
weiteren NPN-Transistors 58f verbindet. Vorwiderstände 58g und 58h sind für diese
Schmitt-Trigger-Tranuistoren vorgesehen. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers
wird in die Basis eines NPN-Transistors 59 im Stromkreis der Spule eines Relais
60 eingespeist. Das Relais 60 hat einen Ruhekontakt 61 in Reihe mit der Spule eines
Relais 62 und einen Arbeitskontakt 63 in Reihe mit einem Netz 64, eine Warnlampe
65 und
eine Warnglocke oder einen Summer 66, Ein Kontakt 67 des
Relais 62 ist ein Arbeitskontakt und ist in Reihe mit einein Schwingmotor 68 und
dem Netz 64 geschaltet4 In diesem Ausführungsbeispiel, das etwas einfacher arbeitet
als das von Fig. 2, bildet der Schmitt-Trigger die Schwellenwerteinrichtung, und
er wird mit einer Zeitverzögerung getriggert, die am Widerstand 58d eingestellt
ist, wenn die an diesem Widerstand eingestellte Sciiwelle erreicht ist.
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Der Transistor 59 wird dann leitend gemacht, um den Kontakt 61 zu
öffnen und den Kontakt 63 zu schließen, wodurch der Motor 68 abgeschaltet und das
Warnsystem erregt wird.
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Ein Schalter 69, der normalerweise offen ist, kann kurzzeitig geschlossen
werden, um den Motor einzuschalten.
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Ein spezielles Ausführungsbeispiel der in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen
Vorrichtung mit dem Motorantrieb von Fig. 6 sei nun beschrieben: Eine Kapsel gemäß
Fig. 6 wird mit 0,33 g Silber/Zinn-Legierungs-Pulver von ungefähr kugelförmiger
Teilchenstruktur und 0,29 g Quecksilber gefüllt. Der Motor 33 läuft um mit 3.000
U/min, -um die Kapsel mit einer entsprechenden Schwingfrequenz- zu rütteln. Der
durch den Arm erzeugte Scha-ll wird vom Kristallmikrophon 51 erfaßt, das sich auf
dem Schwinger befindet. Das verstärkte Ausgangs signal enthält
Frequenzkomponenten
von 1,7 kHz bis 1,8 kHz mit einer Bandbreite von 0,5 kHz und Harmonische von etwa
1, ferner 3 und schließlich 4 kllz. Während des Mischens variiert das Frequenzspektrum
beträchtlich und, wenn eine Frequenzkomponente von etwa 1,2 kHz stark auftritt,
wird der Betrieb der Vorrichtung automatisch beendet wie beschrieben. Das Verfahren
wurde praktisch erprobt bei Temperaturen von 15, 20 und 30 OC, und in jedem Fall
wurde das Durchmischen beendet, wenn die vorstehend genannte kritische Frequenzkomponente
erfaßt wurde Das hergestellte Amalgam hatte in allen drei Fällen die gleiche Weichheit,
und diese Weichheit war optimal zur Verwendung der Masse für Zahnfüllungen.
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In Fig. 4, 7 und 8 sind andere Ausführungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gezeigt.
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In Fig. 4 ist zum Beispiel eine Anordnung abgebildet, bei der ein
Schwingarm 6 auf einer Achse 5 in einem Gehäuse 1 gelagert und durch Erregen einer
Spule 3 angetrieben ist, die sich in einem Ringkern 2 befindet und magnetisch mit
einem Anker 4 auf dem Arm 6 zusammenwirkt, genauso wie anhand von Fig. 1 beschrieben
wurde.
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Auch hier ist eine Kapsel 7 vorhanden, die Quecksilber 7a, eine Metallegierung
7b und ein Mischpistill 7c enthält
und von Zinken 6a und 6b des
Arms 6 aufgenommen ist. Die Kapsel ist transparent, und eine Strahlungsquelle in
Form einer Lampe 70 und einer Linse 71 ist so angeordnet, daß sie ein Strahlungsbündel
72, insbesondere sichtbaren Lichts, auf die Kapsel richtet. Ein reflektiertes Bundel
73 wird von einer Linse 74 gesammelt, die ein geeignetes optisches System darstellt,
und auf eine Photozelle 75, einen Photoleiteroder irgendein anderes strahlungsempfindliches
Glied gerichtet. Das Ausgangssignal des Fuhlers 75 wird in einen Verstärker 76;des
oben beschriebenen Typs und in einen Vergleicher 77 eingespeist, der einen Diskriminator
bildet, der die Intensität des reflektierten Lichts mit einer vorgegebenen Schwelle
vergleicht und dann eine Marnsignaleinrichtng 78 oder das Relais 17 betätigt, das
in Fig. 3 abgebildet ist, um den Betrieb des Motors 2 bis 4 wie oben diskutiert
zu beenden.
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Wenn die Spule 3 mit Wechselstrom erregt wird, schwingt der bewegliche
Anker nach links und rechts, so daß die Zinken 6a und 6b entsprechend mit der Erregungsfrequenz
der Spule schwingen. Der gegabelte Schwinger 6 vibriert an den Zinken 6a und 6b
wie die Zinken einer Stimmgabel, und eine Kapsel schwingung wird hervorgerufen,
um den Kapselinhalt durchzuschütteln. Das Amalgam- in der Kapsel erfährt eine physikalische
Änderung im Glanz und im Reflexionsgrad während
der Amalgamierung,
und der zunehmende Verlust an Helligkeit der Legierung bewirkt eine Verringerung
des vom Fühler 75 erfaßten Ausgangssignals. Dieser Amplitudenabfall bewirkt bei
Erreichen eines vorbestimmten minimalen Schwellenwerts das Abschalten weiterer Schwingungen
oder die Erzeugurig eines Warnsignals. Ein Zeitverzögerungsnetzwerk 79 kann zwischen
der Schwellenwertschaltung und der Ausgangsschaltung 78 vorgesehen sein.
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Die in Fig. 4 abgebildete Vorrichtung hat sich auch als vorteilhaft
erwiesen bei der Herstellung von Phosphat-Silikat- und anderen Dentalzementen durch
Erfassen des reflektierten Lichts.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 abgebildet,
wo die Lichtquelle eine Lampe 80 ist, der eine Linse 81 zugeordnet ist, und direkt
von Zinken eines Schwingers 82 getragen ist. In diesem Fall wird das Lichtbündel
bei 83 durch eine Kapsel 84 geschickt und durch eine Photozelle 85 auf der gegenüberliegenden
Seite der Kapsel erfaßt. Die Schaltung von Fig. 4 kann hier ebenfalls verwendet
werden, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß das durchgelassene Licht
als Fühler dient.
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In Fig. 8 ist eine weitere Abwandlung abgebildet, wobei
ein
Lichtbündel durch ein Linsensystem 90 und eine Lampe 9' sowie durch eine. transparente
Halteplatte 92 auf einen flexiblen Behälter 93 gerichtet wird, der die abgepackten
Bestandteile des Dentalzements enthält, die durch eine Membran 94 in der Kapsel
getrennt sind Wenn eine Rolle 95 uber den flexiblen Behälter 93 hin und hergefähren
und dagegen durch eine Druckfeder 96 gedruckt wird, mischen sich die beiden Komponenten,
und die Änderung in den Reflexionseigenschaften des von einer Photozelle 97 aufgefangenen
Lichtbündels können erfaßt werden In dies-em Ausführungsbeispiel wird die Rolle
95 durch eine Kurbel 98 eines Motors 99 über eine Verbindungsstange 100 hin- und
hergefahren.