DE3332279C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gießgerät für zahntechnische Arbeiten mit einem Gießzylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Entsprechende Gießgeräte werden dazu benutzt, um zum Beispiel geschmolzenes Gold oder Legierungen davon in ein in eine Gießform eingebettetes Modell zu gießen. Zu diesem Zweck wird zunächst das zu schmelzende Metall in einen Schmelztiegel gegeben. Sodann wird eine den Schmelztiegel umgebende Widerstandsheizung eingeschaltet, um die erforderliche Schmelztemperatur zu erzielen. Die Widerstandsmaterialien bestehen dabei aus Edelmetallegierungen, die fest in Isolatoren eingebettet sind und zu dem Schmelztiegel einen Abstand aufweisen. Aufgrund dieser Anordnung erzeugen entsprechende Widerstandsheizungen im Schmelztiegel eine maximale Endtemperatur von ca. 1450°C. Die Widerstandsheizungen werden über Schellenverbindungen mit einem aus dem Gehäuse führenden elektrischen Anschluß verbunden, wobei vorzugsweise Aluminiumlitzen die Verbindung zwischen den einzelnen in Reihe geschalteten Heizelementen herstellen. Dabei ist häufig zu beobachten, daß aufgrund der erforderli­ chen hohen Temperaturen eine Oxidation auftritt, die zu hohen Übergangswiderständen führen. Dies wiederum bedeutet, daß wegen der dadurch auftretenden Verluste mit einem entsprechenden Gießgerät die erforderlichen hohen Temperaturen von 1550°C ebenfalls nicht mehr erzielt werden können, so daß entweder die Widerstandselemente und die diese verbindenden elektrischen Leitungen ausgetauscht oder gereinigt werden mussen.

Beim Schmelzvorgang selbst sollte der Schmelztiegel nur mit Schutzgas gefüllt sein, wohingegen beim Gießvorgang zum Einpressen des geschmolzenen Metalls in die Gießform eine Druckluftbeaufschlagung erforderlich ist. Hierzu sind nach dem Stand der Technik aufwendige Anschlüsse erforderlich, die mit der Druckluft- bzw. Schutzgasquelle zu verbinden sind. Dabei muß zum Beispiel die Verbindung zu der Schutzgasquelle wie zum Beispiel Argonflasche dann unterbrochen werden, wenn das Gerät zum Gießen um die horizontal verlaufende Welle bzw. Wellenabschnitte verschwenkt wird.

Aus der US 30 68 538 ist ein gattungsgemäßes Gießgerät für zahntechnische Arbeiten bekannt, bei dem das zu vergießende Material durch Zentrifugalkraft in eine Gießform gedrückt wird. Hierzu ist nicht nur ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich, sondern es ist auch nicht gewährleistet, daß das geschmolzene Material die Gießform im erforderlichen Umfang ausfüllt, um so eine zahntechnischen Arbeiten genügende gegossene Form zu erzielen.

Aus der DE-PS 4 28 770 ist ein keramischer Schmelz- und Gießofen für zahntechnische Zwecke bekannt, bei dem horizontal verlaufende Heizstäbe vorgesehen sind. Beim Gießen selbst ist das Gußstück gegen Luftströme abgeschirmt.

Verschiedene Arten von Heizelementen wie -stäben bzw. Halterungen für diese sind den US 43 19 127, der DE 26 43 164 A1, der DE-AS 16 15 207, der US 42 63 470 und der DE-AS 14 40 944 zu entnehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gießgerät der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß unter anderem mit einfachen Mitteln eine Verbindung zu einer Schutzgas- bzw. Druckluftquelle herzustellen ist, ohne daß z. B. beim Verschwenken des Gerätes die Verbindung zu einer der Quellen unterbrochen werden muß. Dabei soll gleichzeitig sichergestellt werden, daß eine durch Sauerstoffzufuhr bedingte Oxidation von in dem Schmelztiegel vorhandener Schmelze weitgehend unterbunden wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk­ male gelöst.

Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 9.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich erkennbar der Voreil, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Verbindung zwischen Druckluft- bzw. Schutzgasquelle mit dem Gießzylinder und dem Schmelztiegel erfolgt, wobei außerhalb des Gießzylinders die Kanäle ausschließlich in dem diesen haltenden Wellenabschnitt geführt werden. Dadurch, daß das Schutzgas im oberen Bereich des Schmelztiegels, also oberhalb der Schmelze eingeführt wird, erfolgt ein Verbrennen des Gases über der Schmelze, so daß eine Sauerstoffzufuhr zu dieser verhindert wird. Gleichzeitig ist eine Reduzierung des Sauerstoffs zwischen Gaszufuhr und Schmelze gegeben. Hierdurch wird eine un­ erwünschte Oxidation der Schmelze verhindert. Das Zugeben von Schmelzsalzen, wie es nach dem Stand der Technik erforderlich ist, wird folglich nicht notwendig.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich zum einen aus den Ansprüchen einzeln oder in Kombination und zum anderen aus dem nachstehend in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt und im Ausschnitt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gießgerätes mit Gehäuseinnerem,

Fig. 2 eine vergrößere Darstellung des Auflagebereichs für eine Gießform,

Fig. 3 einen das Gießgerät nach Fig. 1 verschließenden Deckel in Draufsicht und

Fig. 4 den Deckel gemäß Fig. 3 in Seitendarstellung und im Schnitt.

In Fig. 1 ist im Ausschnitt ein Gießgerät dargestellt, das aus zwei Gehäuseabschnitten 12 und 14 besteht, zwischen denen ein verschwenkbarer um eine Achse 16 angeordneter Gießzylinder 18 angeordnet ist. Die Gehäuseteile 12 und 14 können dabei aus zusammensteckbaren Wandelementen 20, 22 bestehen, die über Aluminiumprofile 24 ver­ bunden sind. Dabei bestehen die Wandelemente 20 bzw. 28 aus einer Holz-Kunstharzmischung, die bis zu ca. 360°C temperaturbeständig ist.

Von dem Gießzylinder 18 gehen Wellenabschnitte 26 bzw. 28 aus, die koaxial zur Achse 16 angeordnet sind. Um die aus den Abschnitten 26 und 28 bestehende Welle kann der Gießzylinder 18 verschwenkt werden, um in eine im oberen Bereich des Gießzylinders angeordnete und auf diesen und angrenzenden Abschnitten einer Auflageplatte 100 festgelegte Gießform 66, in der ein Wachsmodell eingebettet ist, geschmolzenes Metall gießen zu können. Dabei weist die Gießform 66 eine Ausnehmung 68 auf, der ein Vorsprung 98 zugeordnet ist. Der Vorsprung 98 zeigt Trapezform und setzt sich aus Abschnitten 106 und 108 zusammen, die zum einen von einem Bereich 106 des umlaufenden äußeren oberen Rand des Schmelztiegels 30 und einem zugeordneten und angrenzenden Vorsprung 108 der Aufnahmeplatte 100 gebildet werden. Zwischen dem umlaufenden Vorsprung 98 und den in die Gießform 66 ragenden konischen Endabschnitt 110 des Schmelztiegels 30 entsteht demzufolge ein Ringraum, der zur Zentrierung der aufzusetzen­ den Gießform 66 dient. Die einander zugeordneten Vorsprünge 98 bzw. Ausnehmungen 68 bilden eine Labyrinthdichtung, die sicherstellt, daß Schmelze beim Kippen des Gießzylinders 18 nicht Verspritzen kann. ln Fig. 2 ist eine entsprechende Labyrinthdichtung 104 klar erkennbar dargestellt, worauf nachdrücklich verwiesen wird. Auch wird ersicht­ lich, daß der Gummisockler für die Gießform 66 eine Form aufweisen muß, die aus den mit den Bezugszeichen 100, 110, 98 versehenen Elementen zusammengesetzt ist. Der Ordnung halber sei noch erwähnt, daß mit dem Bezugszeichen 102 die Verbindung zwischen Schmelztiegel 30 und Gießkanälen der Gießform 66 bezeichnet ist.

In den Schmelztiegel 66 wird zunächst Metall in fester Form einge­ geben, um dieses dann zum Schmelzen zu bringen. Zu diesem Zweck ist der Schmelztiegel 30 von Widerstandsheizungen 32 bzw. 34 um­ geben, die vorzugsweise konzentrisch um den Schmelztiegel 30 im Innenraum 36 des Gießzylinders 18 angeordnet sind. Der Innenraum 36 ist dabei von Isoliermaterial 38 umgeben, das vorzugsweise aus Aluminiumoxyd oder ähnlichem Material besteht.

Die Heizelemente 32 und 34 sind U-förmig ausgebildet und sind in ihren oberen Endabschnitten L-förmig abgewinkelt, um so als Anschluß­ abschnitte für die elektrischen Zuführungen zu dienen. Die Heiz­ elemente 32 und 34 selbst verlaufen zu der Innenwandung des Innenraums 36 und zu der Außenfläche des Schmelztiegels 30 be­ abstandet, worauf besonders hinzuweisen ist. Die Heizelemente 32 und 34 sind ferner nach einem hervorzuhebenden Merkmal der Erfindung aus Cermet-Material, das aus Molybdändisilizid (MoSi₂) und kerami­ schen Zusätzen besteht. Die oberen abgewinkelten Schenkelenden der Heizelemente 32 und 34 sind jeweils von einer Keramikhalterung 40 festgelegt und auf der dem Innenraum 36 gegenüberliegenden Seite mit einem zum Beispiel aus Kupfer bestehenden Rohr 42 hart verlötet. In das Kupferrohr ist eine zum Beispiel aus Kupfer bestehende Litze als elektrischer Leiter 44 gequetscht, um so einen guten elektrischen Übergang zu gewährleisten. Dabei ist durch die Wahl der Materialien und die Art der Verbindung sichergestellt, daß auch bei den beim Schmelzvorgang auftretenden hohen Temperaturen eine Oxidation nicht oder nur im vernachlässigbaren Umfang auftritt, so daß eine Er­ höhung des Übergangswiderstandes im Bereich der miteinander zu verbindenden Elemente ausgeschlossen ist, so daß demzufolge auch die Leistungsfähigkeit der Heizelemente nicht negativ beeinflußt wird.

Die Heizelemente 32 und 34, die - wie erwähnt - konzentrisch um den Schmelztiegel 30 angeordnet sind, sind dabei in Reihe geschaltet, wobei ein Pol an der mit Masse verbundenen Wandung 47 des Gieß­ zylinders 18 verbunden ist, wohingegen der andere Pol über einen elektrischen Anschluß 46 nach außen geführt ist, um dort mit einer Spannungsquelle verbunden zu sein. Dabei ist der elektrische An­ schluß 46 erfindungsgemäß derart aufgebaut, daß er aus einem metallischen Kern als Leiter mit diesen umgebender Keramik- und darauf befindlicher Kupferummantelung 48 besteht. Diese Ummantelung 48 kann nun mit einer in dem Gehäuseteil 12 angeordneten Lagerung 50 aufgenommenen Buchse 52 hart verlötet werden, so daß dadurch sichergestellt ist, daß die Verbindung zwischen dem Gießzylinder 18 und dem Gehäuseteil 12 im Bereich des elektrischen Anschlusses 46 isoliert und druck- und vakuumfest ausgebildet ist. Dabei ist selbst­ verständlich die Hülse 52 auch mit der Gehäusewandung 46 des Gießzylinders 18 verschweißt. Die Hülse 52 verbindet dabei im wesent­ lichen den Wellenabschnitt 26, um die der Gießzylinder 18, der gegebenenfalls mehrwandig aufgebaut ist, gedreht werden kann.

Der dem Abschnitt 26 gegenüberliegende Wellenabschnitt 28, der in das Gehäuseteil 14 hineinragt, ist mit einem nicht näher dargestellten Antrieb wie zum Beispiel Elektromotor verbunden, um so ein Ver­ schwenken des Gießzylinders 18 zu ermöglichen. Der Wellenabschnitt 28 selbst ist als Hohlwelle ausgebildet und weist zwei koaxial zueinander angeordnete Kanäle 54 und 56 auf. Dabei verläuft der innere Kanal 54 bis in den Schmelztiegel 30, um diesen Schutzgas zuführen zu können. Die Verbindung zwischen dem Kanal 54 und einer Schutzgasquelle erfolgt über einen ortsfesten Anschluß 58, der über einen Ringkanal 60 mit dem Kanal 54 verbunden ist, so daß fortwährend die Ver­ bindung zwischen der Schutzgasquelle und dem Schmelztiegel 30 unabhängig von der Lage des Gießzylinders 18 hergestellt ist.

Der äußere Kanal 56 ist über eine Ringnut 62 mit einer festen Druckluftquelle verbunden, um bei gekipptem Gießzylinder 18 das geschmolzene Metall aus dem Schmelztiegel 30 in die nicht dargestellte Gießform 66 zu gießen und in die nicht dargestellten Hohlräume innerhalb der Gießform 66 zu drücken. Durch die Ausbildung des Kanals 56 und der Ringnut 62 ist gleichfalls sichergestellt, daß über einen ortsfesten Anschluß fortwährend eine Verbindung zu einer Druck­ luftquelle, die selbstverständlich absperrbar ist, bestehen kann.

Bezüglich der Lagerung des Wellenabschnitts 28 und des Antriebs bedarf es keiner weiteren Erläuterung da zum einen die in der Fig. 1 berücksichtigten technischen Symbole hierüber Aufschluß geben und im übrigen bekannte Elemente Verwendung finden.

Der Gießzylinder 18 ist über einen Deckel 64 verschließbar, der in den Fig. 3 und 4 näher dargestellt werden soll. Der Deckel 64 ist auf der Oberseite 70 des Gießzylinders 18 um eine horizontal verlaufende Achse 72 verschwenkbar angeordnet. Dabei weist der Deckel 64, der vorzugsweise eine Kreisform aufweist, einen Griff 74 auf, durch den der Deckel 64 angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Gleichzeitig ist der Hebel 74 mit einem verdrehbaren Deckelabschnitt 76 verbunden und um eine horizontal verlaufende Achse 78 um einen gewissen Winkelbereich verdrehbar. Von dem verdrehbaren Abschnitt 76 gehen - im Ausführungsbeispiel insgesamt drei um 120° versetzte - flache stabförmige Elemente 80 aus, die mit an der Oberseite des Gieß­ zylinders 18 ortsfest angeordneten Elementen 82 in Form von Lager­ böcken wahlweise in Wechselwirkung treten können. Das bedeutet, daß die Elemente 80 dann unterhalb einer horizontal verlaufenden in Richtung des Deckels 64 abragenden Abschnitte 94 zu liegen kommen, wenn der Deckel verschlossen ist. Soll der Deckel 64 sodann geöffnet werden, so muß mittels des Griffs 74 der Abschnitt 76 in einem Umfang gedreht werden, daß die Elemente 80 in Ausgriff mit den Lagerböcken 82 gelangen.

Die stabförmigen Elemente 80 sind dabei verschiebbar in einer im Deckel 64 eingelassenen Nut 84 angeordnet und weisen an den Lagerböcken abgewandten Enden einen abragenden Stift oder Bolzen 86 auf, die mit in dem drehbaren Abschnitt 76 des Deckels 64 vorhan­ denen einen kurvenförmigen Verlauf aufweisenden Ausnehmungen 88 zusammenwirken. Dabei besteht jede Ausnehmung 88 aus drei Ab­ schnitten 90, 92 und 96, von denen ein erster unter einem Winkel zum Radius des Deckels 64 und ein zweiter und dritter auf einem Kreisumfang mit der Drehachse 78 als Mittelpunkt verläuft.

Befindet sich der Stift 86 im peripheren Abschnitt 92, so ist zum einen der Schiebeelemente 80 unter dem Vorsprung 94 des Lagerbocks 82 angeordnet und zum anderen in einer selbsthemmenden Position, d. h., daß ein unkontrolliertes Öffnen des Deckels 64 nicht erfolgen kann. Wird dagegen der Deckel über den Griff bzw. Hebel 74 - im Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn - verdreht, so ist aufgrund des Zusammenwirkens von Bolzen 86 und Kurvenbahn 88 ein Verschieben des stabförmigen Verschiebeelement 80 in Richtung der Deckelmittel gegeben, so daß infolgedessen der Schieber 80 und der Lagerbock 82 in Ausgriff gelangen. Sodann kann der Deckel 64 geöffnet werden. In dieser Stellung ist gleichfalls eine selbsthemmende Festlegung der Schiebeelemente 80 gegeben, daß die Bolzen 86 mit dem dritten Abschnitt 96 zusammenwirken.

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird ein Gießgerät zur Verfügung gestellt, das hinsichtlich seiner Funktionsweise optimal ausgebildet ist, ohne daß hierzu konstruktiv aufwendige Maßnahmen notwendig sind. Durch die Wahl der Heizelemente und deren Verbindung mit den elektrischen Anschlüssen ist gewährleistet, daß sich auch nach einer Vielzahl von Betriebsstunden keine hohen Übergangswiderstände auf­ bauen, so daß der Wirkungsgrad unverändert bleibt. Dadurch, daß die Widerstandselememente im wesentlichen frei im Innenraum des den Schmelztiegel aufnehmenden Gießzylinders angeordnet sind, kann eine freie Abstrahlung der Wärme erfolgen, wodurch sich der Wirkungsgrad erhöht.

Durch die Ausbildung eines Wellenabschnitts als Hohlwelle ist konstruk­ tiv einfach das Problem der Gas- bzw. Druckluftzufuhr gelöst. Schließ­ lich bietet die Deckelausbildung einen sicheren Verschluß des Gieß­ zylinders, wobei wegen der konstruktiv einfach gewählten Bauelemente nicht nur eine Wartungsfreundlichkeit, sondern auch herstellungs­ technisch Vorteile gegeben sind.

Ferner ist durch die im Auflagebereich der Gießform vorhandene Labyrinthdichtung sichergestellt, daß beim Kippen des Gießzylinders ein Verspritzen und damit Verluste der Schmelze unterbunden ist.

Claims (9)

1. Gießgerät für zahntechnische Arbeiten mit einem Gießzylinder (18), der um eine horizontal angeordnete Welle (26, 28) drehbar ist, einem von vorzugsweise U-förmig ausgebildeten Heizelementen (32, 34) umgebenen Schmelztiegel (30), der innerhalb des Gießzylinders (18) angeordnet ist, eine auf dem Schmelztiegel (30) angeordnete Gießform (66) sowie zumindest einem aus dem Gießzylinder (18) führenden elek­ trischen Anschluß (46), dadurch gekennzeichnet, daß ein den Gießzylinder (18) haltender Wellenabschnitt (28) als Hohlwelle mit getrennten, koaxial angeordneten, für Gase bestimmten Kanälen (54, 56) ausgebildet ist, daß der innere Kanal (54) Schutzgas führt und mit dem oberen Bereich des Schmelztiegels (30) verbunden ist und daß über den äußeren Kanal (56) Druckluft leitbar ist, durch die in gekippter Stellung des Gießzylinders (18) und damit des Schmelztiegels (30) geschmolzenes Metall in die Gießform (66) drückbar ist.

2. Gießgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kanal (56) im Gießzylinder (18) außerhalb des Schmelztiegels (30) mündet.

3. Gießgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gießform (66) und dem Schmelztiegel (30) eine Labyrinthdichtung (104) vorgesehen ist, die einen umlaufenden im Schnitt trapezförmigen in eine korrespon­ dierende Ausnehmung (68) der Gießform (66) hineinragenden Vorsprung (98) umfaßt, von dem ein innerer Abschnitt (106) von dem Schmelztiegel (30) und der den Vorsprung (98) ergänzende Abschnitt (108) von einer Aufnahmeplatte (100) ausgeht.

4. Gießgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den oberhalb des Schmelztiegels (30) angeordneten Verschlußdeckel (64) auf der Gehäuseoberfläche (70) Lager­ böcke (82) angeordnet sind, die mit von einem drehbaren Abschnitt (76) des Deckels (64) betätigten, im nicht drehba­ ren Bereich des Deckels verschiebbar angeordneten Ele­ menten (80) wahlweise in Wechselwirkung treten.

5. Gießgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Elemente (80) in einer im Deckel (64) eingelassenen Ausnehmung wie Nut (84) geführt sind und jeweils einen abragenden Stift oder Bolzen (86) aufweisen, der mit einer im drehbaren Abschnitt (76) des Deckels (64) vorzugsweise kurvenförmig verlaufenden Führungsaus­ nehmung (88) in Wechselwirkung tritt.

6. Gießgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (64) über zumindest ein (erstes) Element (80) in einer begrenzt anhebbaren Stellung bei bereits entriegelten übrigen (weiteren) Elementen gehalten ist.

7. Gießgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Heizelement (32, 34) ein frei abstrahlender vor­ zugsweise im wesentlichen aus Molybdändisilizid bestehender Widerstandsleiter ist, dessen freie obere Schenkel abge­ winkelt und von aus keramischem Material bestehenden Klemmen (40) gehalten sowie mit jeweils einem Anschlußrohr (42) hart verlötet sind, von denen ihrerseits jeweils ein flexibler Stromleiter (44) ausgeht, von denen einer mit dem nach außerhalb des Gießzylinders (18) führenden elek­ trischen Anschluß (46) verbunden ist, wobei der mit dem flexiblen Stromleiter (44) verbundene elektrische Anschluß (46) koaxial zur Welle (26) des Gießzylinders (18) verläuft und vorzugsweise aus einem metallischen Kern als Leiter mit Keramik- und Kupferummantelung (48) besteht.

8. Gießgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik- und Kupferummantelung (48) mit einem den Anschluß umgebenden Abschnitt (52) der Welle hart verlötet ist.

9. Gießgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr (42) ein Kupferrohr und der Stromlei­ ter (44) ein Kupferleiter ist.