DE29924673U1

DE29924673U1 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE29924673U1
Application number: DE29924673U
Authority: DE
Original assignee: 3M Espe AG
Current assignee: 3M Deutschland GmbH
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2009-10-27

Abstract

Mischvorrichtung mit
einem dynamischen Mischer (1),
Behältern (2–5) zur Aufnahme mindestens zweier Komponenten des zu erzeugenden Gemisches mit jeweils einem Austragelement (6–9),
einer Antriebseinrichtung (10–15) für den Mischer (1) und für die Austragelemente (6–9) zum Ausbringen der Komponenten aus den jeweiligen Behältern (2–5) und Zuführen an den Mischer (1) und
einer Steuereinrichtung (16, 17), die mindestens eines der Austragelemente (6–9) unabhängig von einem anderen Austragelement beaufschlagt und den Betrieb des Mischerantriebs steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahl des Mischers (1) von der Steuereinrichtung (16, 17) steuerbar ist,
daß die Steuereinrichtung (16, 17) den Mischer (1) gleichzeitig mit der Zufuhr der Komponenten an den Mischer (1) steuert und
daß Sensoren (19) zum Erfassen von an den Behältern (2–5) vorhandenen, auf die Behälterinhalte bezogenen Codierungen (20) und Erzeugen von die Steuereinrichtung (16, 17) beeinflussenden Signalen aufgrund der Codierungen (20) vorgesehen sind.

Description

Aus EP 0 492 413 A1 ist ein Mischgerät, insbesondere zum Anmischen dentaler Abformmassen, bekannt, bei dem zwei Komponenten in einem festen Volumenverhältnis zueinander dosiert und gebrauchsfertig vermischt werden. Die beiden Komponenten befinden sich in zwei Kartuschen, die zusammen mit einem an Austrittsöffnungen der beiden Kartuschen angekoppelten dynamischen Mischer zu einer Einheit zusammengefügt und als solche in eine Aufnahme des Mischgerätes eingelegt werden. Ein in dem Mischgerät vorhandener Antrieb bewirkt den synchronen Vorschub der die Kartuschen nach hinten abschließenden Ausbringkolben unter gleichzeitiger Rotation des Mischerelements.
Bei dem bekannten Gerät ist das Mischungsverhältnis durch das Querschnittsverhältnis der beiden Kartuschen fest vorgegeben. Da auch die Vorschubgeschwindigkeit der Ausbringkolben und die Drehzahl des Mischerelements konstant sind, läßt sich mit dem bekannten Gerät aus den in den jeweiligen Kartuschen enthaltenen Komponenten ein Gemisch mit konstanten Eigenschaften erzeugen. Diese sind im wesentlichen physikalische Eigenschaften der angemischten und/oder abgebundenen Masse, wie z.B. Abbindezeit, Viskosität, Standfestigkeit, Shore-Härte, Farbe, Hydrophilie und Elastizität.
Ein in seinen Eigenschaften abweichendes Gemisch läßt sich nur dadurch herstellen, daß andere Komponentenkartuschen in das Gerät eingelegt werden. In der Praxis bedeutet dies, daß selbst dann, wenn aus denselben Komponenten Massen mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise Abformmassen mit unterschiedlichem Mischungsverhältnis zwischen Basis- und Katalysatorpaste, erzeugt werden sollen, eine entsprechende Vielzahl unterschiedlicher Komponentenkartuschen gelagert werden muß; außerdem bedingt jede derartige Änderung ein zeitaufwendiges Auswechseln der Komponentenkartuschen mit der Gefahr von Materialverwechslungen. Daraus resultiert auch eine umständliche Handhabung des bekannten Mischgerätes, wenn für einen Patienten zwei Materialien gleichzeitig gebraucht werden, wie es beispielsweise bei der Abdrucknahme in der Korrekturtechnik der Fall ist.
Aus DE 32 33 366 A1 ist eine Mischvorrichtung für dentale Abdruckmassen bekannt, die die im ersten Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Dort ist eine elektrische Steuerung vorgesehen, mit der sich Vorschubgeschwindigkeit der Austragkolben variiert werden kann. Dadurch lassen sich das Verhältnis der Ausbringgeschwindigkeiten zur Einstellung der Abbindezeit sowie der maximale Vorschubweg bzw. die maximale Vorschubzeit einstellen, um auch die gewünschte Menge fertig gemischter Abdruckmasse vorgeben zu können.
Aus DE 41 15 201 A1 ist es bekannt, einen Mischer zur Herstellung aushärtender Mehrkomponentengemische mit einem Wärmetauscher zu umgeben, um die bei Betriebsunterbrechungen in dem Mischer zurückbleibende Masse abzukühlen, dadurch ein Aushärten zu verhindern, und bei Fortsetzung des Betriebs rasch wieder auf die Verarbeitungstemperatur zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Geräten nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, das Anmischen von mehrkomponentigen Materialien flexibler zu machen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Mischvorrichtung. Die danach vorgesehene Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung gezeigten Blockschemas näher erläutert. Gemäß der Zeichnung gehören zu der Mischvorrichtung der eigentliche Mischer 1, eine Anzahl von (in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier) Kartuschen 2–5 mit jeweils zugehörigen Ausbringkolben 6–9, diese beaufschlagende Vorschubspindeln 10–12 und die Vorschubspindeln antreibende Elektromotoren 13–15.
Die Motoren 13–15 werden mit Drehzahl-Steuersignalen aus einer Steuereinheit 16 beaufschlagt, die ihrerseits Eingangssignale von einem Bedienelement 17 und/oder einer Auswerteinheit 18 erhält. Die Auswerteinheit 18 ist mit den Ausgängen von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Sensoren 19 verbunden, die nahe den einzelnen Kartuschen 2–5 angeordnet sind und dazu dienen, eine an der jeweiligen Kartusche vorgesehene Codierung 20 zu erkennen.
Bei dem Mischer 1 handelt es sich um einen dynamischen Mischer. Das rotierende Element 21 des Mischers 1 wird von einem Motor 22 angetrieben, der ähnlich wie die Motoren 13–15 mit einem Drehzahl-Steuersignal aus der Steuereinheit 16 gespeist wird und von dieser stufenlos steuerbar ist.
Das Bedienelement 17 weist einen variablen Regler 23 für die absolute Ausbringmenge pro Zeiteinheit sowie Regler 24, 25 zur Vorgabe der ge wünschten Abbindezeit bzw. Viskosität des am Mischer 1 austretenden fertigen Gemisches auf.
Die von den Kartuschen 2–5 austretenden Komponenten gelangen jeweils über einen Zuführkanal 26 an den Einlaß des Mischers 1. Die Zuführkanäle 26 verlaufen durch eine Heizung 27, die mit einem Temperatur-Steuersignal aus der Steuereinheit 16 beaufschlagt wird.
Beim Betrieb werden die mit den Komponenten des herzustellenden Gemisches gefüllten Kartuschen 2–5 in das Gerät eingelegt. Zur Herstellung von Dentalmassen enthält beispielsweise die Kartusche 2 eine Viskositäts-Basis, die Kartusche 3 einen Grund-Katalysator, die Kartusche 4 eine Grund-Basis und die Kartusche 5 einen Beschleuniger-Katalysator.
Anhand der an den Kartuschen 2–5 vorhandenen Codierungen 20 wird über die zugehörigen Sensoren 19 erfaßt, ob überhaupt eine Kartusche eingelegt wurde und welche Substanz sie gegebenenfalls enthält. Die mit den Sensorsignalen beaufschlagte Auswerteinheit 18 führt dementsprechend ein die Komponenten-Kombination angebendes Auswertsignal der Steuereinheit 16 zu.
Beim Einschalten berechnet die Steuereinheit 16 aus den Ausgangssignalen der Regler 23–25 und der Auswerteinheit 18 die Drehzahl-Steuersignale für die Motoren 13–15, 22 und das Temperatur-Steuersignal für die Heizung 27. Die jeweils individuell beaufschlagten Motoren 13–15 treiben die Vorschubspindeln 13–15 und damit die Ausbringkolben 6–9 unabhängig voneinander an, so daß die Komponenten mit jeweils unterschiedlichem Volumenstrom aus den Kartuschen 2–5 Mischer 1 zugeführt werden, dessen rotierendes Element 21 vom Motor 22 mit der von der Steuereinheit 16 vorgegebenen Drehzahl angetrieben wird. Gleichzeitig wird die Heizung 27 auf die von der Steuereinheit vorgegebene Temperatur aufgeheizt.
Mit der beschriebenen Vorrichtung lassen sich folgende Parameter des Mischvorgangs beeinflussen:

1. die Intensität der Mischung und Druck im Mischer 1 sowie die Temperatur des entstehenden Gemisches durch Steuern der Drehzahl seines rotierenden Elements 21;
2. das Mischungsverhältnis durch das Verhältnis der Vorschubgeschwindigkeiten der Ausbringkolben 6–9;
3. die Auswahl der an dem Gemisch beteiligten Komponenten durch Ausschalten des Motors 13–15 der betreffenden nicht beteiligten Komponente(n);
4. die Temperatur des entstehenden Gemisches durch Steuern der Heizung 27;
5. die Gesamtausbringmenge an fertigem Gemisch pro Zeiteinheit und der Druck im Mischer 1 durch Steuern der Vorschubgeschwindigkeit sämtlicher Ausbringkolben 6–9.

Durch Ändern der unter Nummer 1. bis 4. genannten Parameter lassen sich die physikalischen Eigenschaften der angemischten/abgebundenen Masse beeinflussen.
Alle genanntem Einflußgrößen lassen sich – unter Berücksichtigung des von der Auswerteinheit 18 gebildeten, für die Komponenten-Kombination charakteristischen Signals – mit Hilfe der Regler 23–25 an dem Bedienelement 17 einstellen und von einem Mischvorgang zum nächsten oder auch während eines Mischvorgangs verändern.
In dem gezeigten Ausgangsbeispiel ist angenommen, daß die beiden Ausbringkolben 7 und 8 der Kartuschen 3, 4 von einer gemeinsamen Vorschubspindel 11 und daher stets mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden, während die beiden weiteren Ausbringkolben 6, 9 individuell betätigt werden. Alternativ ist es auch möglich, sämtliche Kolben 6–9 unabhängig voneinander anzutreiben oder auch mehr als zwei Kolben gemeinsam zu beaufschlagen.
Statt eines unabhängigen Antriebs ist es auch möglich, sämtliche Kol-ben über einen gemeinsamen Antrieb zu betätigen, jedoch durch ein vorgeschaltetes Getriebe oder andere Mittel eine unabhängige Beaufschlagung der einzelnen Kolben zu erreichen.
Die Steuerung der einzelnen Ausbringkolben 6–9 kann wahlweise optisch, pneumatisch, elektrisch oder mechanisch erfolgen. Als mechanische Steuerung kommen Getriebe, Kraftwandler, Kupplungen mit Reibungsänderung und/oder hydraulische Druckventile in Betracht.
Eine weitere Variante gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht darin, statt einer gemeinsamen Heizung 27 getrennte und individuell angesteuerte Heizelemente an sämtlichen oder einzelnen der Zuführkanäle 26 oder auch an den Kartuschen 2–5 selbst vorzusehen. Ferner könnte alternativ oder zusätzlich eine gemeinsame Heizung unmittelbar am Mischer 1 vorhanden sein. Je nach den einzelnen Komponenten und/oder dem zu erzeugenden Gemisch kann es ferner zweckmäßig sein, anstelle einer Beheizung mit einer Kühlung einzelner oder aller Komponenten zu arbeiten.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird jede der Vorschubspindeln 10–12 wie auch das rotierende Element 21 des dynamischen Mischers von einem eigenen Motor 13–15, 22 angetrieben. Alternativ ist es auch möglich, mit einem einzigen gemeinsamen Motor oder einer gegenüber der Anzahl angetriebener Elemente geringeren Anzahl von Motoren zu arbeiten und die unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten durch zwischengeschaltete steuerbare Getriebe zu erzielen.
Ferner ist, wie in der Zeichnung angedeutet, bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel angenommen worden, daß die Codierungen 20 als Strichcode an den Kartuschen 2–5 orliegen. In diesem Fall handelt es sich bei den Sensoren 19 um optische Strichcodeleser. Alternativ können die Kartuschen 2–5 auch durch unterschiedliche Formgebung (z.B. mittels von Schalterstiften abgetasteten Vertiefungen), magnetisch oder durch Codesender codiert sein.
Das Bedienelement 17 kann derart ausgestaltet sein, daß beispielsweise auch Indikationen angezeigt werden. Für jede solche Indikation ist dann eine Einstellung der Anzahl der angetriebenen Elemente und der jeweiligen Geschwindigkeiten vorbestimmt, wobei durch diese Parameter eine für die angezeigte Indikation geeignete Masse angemischt wird. Weiterhin möglich ist eine vom Bediener programmierbare Ausgestaltung des Bedienelements 17, die es dem jeweiligen Anwender ermöglicht, frei wählbare Festeinstellungen der Parameter hinter bestimmten Speichertasten zu hinterlegen.
Zusammenfassung
Zur Herstellung von Dentalmassen aus zwei oder mehreren pastösen und/oder flüssigen Komponenten dient eine Vorrichtung, bei der mittels einer Steuereinrichtung 16, 17 die Drehzahl des rotierenden Elements 21 eines dynamischen Mischers 1 stufenlos steuerbar ist. Gegebenenfalls sind auch die Vorschubgeschwindigkeiten von Kolben, die in die einzelnen Komponenten enthaltenden Kartuschen 2–5 eingreifen, unabhängig voneinander steuerbar. Die Steuerung kann aufgrund der über eine Codierung 20 der Kartuschen 2–5 erfaßten Materialeigenschaften der einzelnen Komponenten und/oder entsprechend über Regler 23–25 vorgegebenen Eigenschaften wie Viskosität und Abbindezeit des fertigen Gemisches erfolgen. Auf diese Weise lassen sich mit einer einzigen Mischvorrichtung ohne Änderung der in diese eingelegten Komponenten Gemische unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften herstellen.

Claims

Mischvorrichtung mit einem dynamischen Mischer (1), Behältern (2–5) zur Aufnahme mindestens zweier Komponenten des zu erzeugenden Gemisches mit jeweils einem Austragelement (6–9), einer Antriebseinrichtung (10–15) für den Mischer (1) und für die Austragelemente (6–9) zum Ausbringen der Komponenten aus den jeweiligen Behältern (2–5) und Zuführen an den Mischer (1) und einer Steuereinrichtung (16, 17), die mindestens eines der Austragelemente (6–9) unabhängig von einem anderen Austragelement beaufschlagt und den Betrieb des Mischerantriebs steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Mischers (1) von der Steuereinrichtung (16, 17) steuerbar ist, daß die Steuereinrichtung (16, 17) den Mischer (1) gleichzeitig mit der Zufuhr der Komponenten an den Mischer (1) steuert und daß Sensoren (19) zum Erfassen von an den Behältern (2–5) vorhandenen, auf die Behälterinhalte bezogenen Codierungen (20) und Erzeugen von die Steuereinrichtung (16, 17) beeinflussenden Signalen aufgrund der Codierungen (20) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (10–15) für die Austragelemente (6–9) separate Antriebsmotoren (13–15) enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung für jedes Austragelement (6–9) zwischen Null und einem Maximalwert steuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von der Steuereinrichtung (16, 17) gesteuerte Temperiereinrichtung (27) zum Erwärmen oder Abkühlen einzelner Komponenten und/oder des entstehenden Gemisches.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (27) an die Behälter (2–5) mit dem Mischer (1) verbindenden Zuführleitungen (26) angeordnet ist.