DE3544750C2 - - Google Patents
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- A61C13/14—Vulcanising devices for artificial teeth
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- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
thermischen Polymerisieren von Kunststoffen für Dentalzwecke,
in einem geschlossenen Raum eines Druckbehälters, in welchem
ein das Polymerisationsgut allseits umschließendes, geheiztes
Medium unter Überdruck eingesetzt wird.
Die derzeit in den Dentallabors bei der Herstellung von Zahner
satz verwendeten Druck-Polymerisationsgeräte sind nur für Poly
merisationen geeignet, die in einem flüssigen Medium, zum Beispiel
Wasser oder Glycerin, stattfinden, welches beispielsweise auf
eine Polymerisationstemperatur von 120°C erhitzt wird und
zugleich unter einem Druck von beispielsweise 6 bar steht.
Dabei wird meist bei der Wasserpolymerisation für jeden neuen
Polymerisationsvorgang der Druckbehälter des Polymerisatonsgerätes
mit frischem, kaltem Wasser gefüllt, in welches das Polymeri
sationsgut vollständig eingetaucht werden muß. Bei den dort
verwendeten Polymerisaten kommt es zur Erreichung eines guten
Polymerisationsergebnisses wesentlich auf die exakte Einhaltung
der Polymerisationstemperatur und auch auf eine gleichmäßige
Verteilung der Temperatur im Hohlraum des Druckbehälters an.
Diese Forderungen lassen sich mit Wasser als Medium, in dem
die Polymerisation stattfindet, leicht und gut erfüllen, weil
Wasser ein guter Wärmeleiter ist. Andererseits hat aber die
Verwendung von Wasser als Polymerisationsmedium den Nachteil,
daß zu seiner Erwärmung auf eine bestimmte Polymeri
sationstemperatur relativ viel Wärmeenergie benötigt wird. Außerdem
ist seine Handhabung insofern umständlich, als es für jeden
neuen Polymerisationsvorgang neu in den Druckbehälter eingefüllt
und danach wieder abgelassen werden muß. Zudem setzt die
Verwendung von Wasser als Polymerisationsmedium einen Druckbe
hälter voraus, der nur von oben zugänglich ist.
Um ein langsames Erwärmen und Abkühlen des Kunststoffes zu
erreichen und damit Spannungen in den mit unterschiedlichen
Wanddicken versehenen Formkörpern zu vermeiden, sieht ein
bekanntes Verfahren (DE-OS 20 21 194) der eingangs genannten
Art vor, daß die Formkörper mit einer sie umgebenden Kontakt
flüssigkeit in Kontakt gebracht werden, solange diese noch eine
unter der Polymerisationstemperatur liegende Temperatur hat,
daß die Formkörper dann zusammen mit der Kontaktflüssigkeit
auf Polymerisationstemperatur erhitzt und schließlich langsam
abgekühlt werden. Dazu ist ein zusätzlicher Behälter vorgesehen,
der mit einem Wärmekondensator versehen ist, welcher in einem
Zuströmkanal zum Innenraum dieses Behälters angeordnet oder
als Zuströmkanal zum Innenraum dieses Behälters ausgebildet
ist.
Abgesehen davon, daß auch hierbei als Kontaktmedium eine
Flüssigkeit verwendet wird, die öfter ausgewechselt werden
muß, ist zur Aufnahme des Polymerisationsguts ein zusätzlicher
Behälter erforderlich, durch den die Vorrichtung verteuert und
in der Handhabung umständlicher wird.
Bei einem anderen Verfahren der Polymerisation wird eine vorbe
stimmte Wassermenge in einem heizbaren Druckbehälter mit dem
Polymerisationsgut eingefüllt und nach dem Verschließen des
Druckbehälters durch Aufheizen verdampft. Es entsteht dabei
ein Gemisch aus heißer Luft und Wasserdampf. Dieses Verfahren
hat sich nicht sonderlich bewährt, da ungleichmäßige Aushärtungen
mit ungleichmäßigen Härtegraden und ungleichmäßigen Farbtönen
beobachtet wurden. Außerdem wurden bei diesem Verfahren in
noch stärkerem Maße als beim Polymerisieren im Wasserbad
Störungen an der Grenzfläche Metall/Kunststoff durch Bildung
von Randspalten beobachtet. Offensichtlich ist bei diesem Verfahren
die Wärmeübertragung von der Heizquelle zum Polymerisationsgut
ungenügend.
Kürzlich ist in USA ein Gerät auf den Markt gekommen (Justi
Pakto, H. D. Justi Company, Oxnad, CA), welches aus einer Art
Schnellkochtopf mit Deckel besteht, welcher mit Gaszufuhr, Manome
ter, Thermometer und Überdruckventil versehen ist. Der erzielbare
Druckbereich liegt zwischen 1,4 und 2,7 bar. Die Temperaturen
liegen zwischen 120 und 204°C und werden durch eine eingebaute
5stufige Elektroheizplatte erzeugt. Wegen des geringen Drucks
kann in diesem Gerät nur ein einziges Kunststoffmaterial verwendet
werden, nämlich 100% Polyglycoldimethacrylat. Dieses Material
ist aber qualitativ nicht vergleichbar mit den heute üblicherweise
eingesetzten gefüllten oder ungefüllten Kunststoffen für Dental
zwecke, die durch entsprechende Beimischungen bezüglich der
Abriebfestigkeit, Schlagzähigkeit, Härte, Farbe etc. optimiert
und dem natürlichen Zahn sehr ähnlich geworden sind. Sie
erfordern aber auch die exakte Einhaltung der Polymerisations
bedingungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs
genannten Art zu schaffen, durch welches diese Nachteile beseitigt
sowie kürzere Aufheizzeiten und ein geringerer Energieverbrauch
erreicht werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe verfahrensmäßig durch die im Kennzeichen des
Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte.
Für Dentallabors hat dieses Verfahren, abgesehen davon, daß
kein Wasser mehr benötigt wird, den Vorteil, daß zur Erhitzung
des gasförmigen Mediums im geschlossenen Raum des Druckbehälters
wesentlich weniger Wärmeenergie benötigt wird, daß aber trotzdem
die für die Durchführung der Polymerisation erforderliche Tempe
ratur ausreichend genau und auch ausreichend homogen im
Innenraum des Druckbehälters erreicht wird und über die Dauer
des Polymerisationsvorganges, die mehrere Minuten betragen
kann, zur Verfügung steht. Das Aufheizen des Mediums auf
die gewünschte Polymerisationstemperatur kann in einer wesentlich
kürzeren Zeit erfolgen, als dies mit der gleichen Heizleistung
bei Wasser als Polymerisationsmedium möglich ist.
Als Inertgas kommt insbesondere Stickstoff und Kohlendioxid
in Frage. Prinzipiell können aber auch Helium oder Argon eingesetzt
werden.
Besonders gute Erfolge erzielt man vor allem,
wenn die Aufheizzeit für das Gemisch kürzer als 2 Minuten,
insbesondere kürzer als 1 Minute ist.
Nach der Aufheizphase sollte das Temperaturgefälle innerhalb
des Raumes des Druckbehälters kleiner als 5°C, vorzugsweise
sogar kleiner als 2°C sein.
Für Dentalzwecke sollte der Druck mindestens 4 bar, vorzugsweise
5 bis 10 bar betragen. Unterhalb dieser Drücke können herkömmliche
und für das Verfahren geeignete, gefüllte oder ungefüllte Kunststoffe
für Dentalzwecke beim Erhitzen auf Polymerisationstemperatur
zwischen 90° und 140°C teilweise verdampfen und dabei störende
Blasen und Schaum bilden.
Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zu schaffen,
die aus einem mittels eines Deckels oder einer Türe dicht ver
schließbaren Druckbehälters mit einer eingebauten, das Medium
erwärmenden und durch einen Temperaturfühler steuerbaren
Heizeinrichtung sowie mit einem Druckluft- oder Druckgasanschluß
versehenen Druckbehälter besteht, bei der gewährleistet ist,
daß im Innenraum des Druckbehälters die zur Ingangsetzung
und Aufrechterhaltung des Polymerisationsvorganges erforderliche
Temperatur des das Polymerisationsgut umgebenden gasförmigen
Mediums in möglichst kurzer Zeit erreicht und möglichst genau
über die gesamte Polymerisationsdauer hinweg aufrechterhalten
wird und an der gesamten Oberfläche des Polymerisationsgutes
gleichmäßig zur Verfügung steht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruches 6
angegebenen Merkmale.
Durch diese Anordnung wird nicht nur eine kontinuierliche
und gleichmäßige Umwälzung des Mediums innerhalb des Druckbe
hälters gewährleistet, sondern auch sichergestellt, daß während
des gesamten Polymerisationsvorganges immer genügend Wärmeenergie
mit der gewünschten Temperatur an das Polymerisationsgut heran
geführt wird und zur Aufrechterhaltung des Polymerisationsvorganges
während der vorgesehenen Polymerisationsdauer zur Verfügung
steht.
Dabei ist die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch
5 insofern von Vorteil, als das Axial-Gebläserad innerhalb
des Druckbehälters dort angeordnet ist, wo es am wenigsten
stört und wo es außerdem bezüglich der unmittelbaren Heranführung
der von der Heizeinrichtung erzeugten Wärme an das Polymerisa
tionsgut die beste Wirkung hat.
Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird
eine erhebliche Verbesserung der Wärmeverteilung über den
gesamten Querschnitt des Druckbehälterinnenraumes und zugleich
eine Homogenisierung der vom Gebläserad erzeugten Luft- bzw.
Gasströmung erreicht.
Durch die Maßnahme des Anspruches 7 wird die Wirkungsweise
des Axialgebläserades verbessert.
Die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist insofern
von Vorteil, als die dort vorgesehene Anordnung der Heizeinrichtung
und des Gebläserades am wenigsten hinderlich ist, leicht montierbar
und räumlich am besten unterbringbar ist. Bei Geräten, bei
denen die Beschickungsöffnung nicht oberseitig, sondern frontseitig
angeordnet ist, besteht zudem der Vorteil, daß die Stellfläche,
auf welcher der oder die Objekthalter mit dem Polymerisationsgut
abgestellt wird, nicht parallel zur Ebene der Heizspirale, sondern
quer dazu verläuft und somit der vom Gebläserad erzeugten
Strömung den geringsten Widerstand entgegensetzt.
Während die Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 der Verbesserung
der Strömungsverhältnisse innerhalb des geschlossenen Polymerisa
tionsraumes dient, wird durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch
10 eine weitere Verbesserung dieser Strömungsverhältnisse und
zugleich eine verbesserte Wärmeverteilung innerhalb des gesamten
Polymerisationsraumes im Druckbehälter erreicht.
Die Anordnung des Temperaturfühlers gemäß Anspruch 11 gewähr
leistet nicht nur eine exakte Erfassung der im gesamten Polymeri
sationsraum herrschenden Temperatur sondern auch einen Schutz
des Temperaturfühlers gegen äußere Einflüsse.
Durch die Anordnung des Druckluft- bzw. Druckgasanschlusses
gemäß Anspruch 12 wird sichergestellt, daß das zugeführte
Druckmedium zunächst zur Heizspirale befördert, dort erwärmt
und mit der vom Gebläserad erzeugten Strömung zur Verteilung
kommt.
Eine andere Möglichkeit der Anordnung des Gebläserades und
der Gestaltung des Druckbehälters ist Gegenstand des Anspruches
13, wobei es möglich ist, die homogene Temperaturverteilung
innerhalb des Druckbehälters durch die Ausgestaltung gemäß
Anspruch 14 zu verbessern.
Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 wird die Möglichkeit
geschaffen, im selben Druckbehälter auch Strahlungspolymerisatio
nen durchzuführen, wobei durch die Verspiegelung des Gebläsera
des die Strahlung auch auf die dem Strahler abgewandten Flächen
des Polymerisationsgutes reflektiert wird.
Durch die Aufrechterhaltung einer Vorwärmetemperatur im Druckbe
hälter, die durch die Maßnahme des Anspruches 16 ermöglicht
wird, kann die Aufheizzeit auf die benötigte Polymerisationstempe
ratur wesentlich verkürzt werden.
Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Druckbehälter eines Polymerisationsgerätes in
Frontansicht mit abgenommenen Deckel;
Fig. 2 einen Schnitt II-II aus Fig. 1;
Fig. 3 ein gitterartiges Einsatzteil in Draufsicht;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Druckbehälters eines
Polymerisationsgerätes in Frontansicht bei abgenommenem
Verschlußteil und ohne das gitterartige Einsatzteil;
Fig. 5 die gleiche Ansicht wie Fig. 4 mit eingesetztem gitterartigen
Einsatzteil und
Fig. 6 einen Schnitt VI-VI aus Fig. 5.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Druckbehälter 1 hat eine
im wesentlichen kreisrunde, sich nach unten leicht konisch
verengende topfartige Form. Seine obere Öffnung ist durch einen
Deckel 2 verschließbar, welcher mittels einer Lagerwelle 3 schwenk
bar an Scharnierzapfen 4 und 5 gelagert ist. In seiner in
Fig. 2 dargestellten Schließposition ist der Deckel 2 mittels
eines Riegelstiftes 6, der in die horizontale Bohrung 7 eines
an einem Ösenvorsprung 9 aufrecht stehend befestigten Riegelbolzen
8 einschiebbar ist, verriegelbar. Durch einen Querstift 10 steht
der Riegelstift 6 mit einem manuell betätigbaren Schieber 11
in Verbindung. Die ringförmige Stirnfläche des Druckbehälters
1 ist mit einer ringförmigen Lippendichtung 12 versehen, welche
dichtend an der Deckelunterseite anliegt. Der Druckbehälter
ist insgesamt als Druckgußteil ausgebildet und mit einer relativ
dicken Wandung 13 versehen in welche sich zwei diametral
gegenüberliegende, nischenartige Erweiterungen 14 und 15 eingear
beitet sind, deren Breite b etwa dem halben mittleren Innendurch
messer des Druckbehälters 1 entspricht. Die Bedeutung dieser
sich über die gesamte Höhe des Innenraumes 16 erstreckenden,
nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 wird nachstehend noch
näher erläutert.
Konzentrisch zur vertikalen Symmetrieachse 17 des Druckbehälters
1 ist in dessen Bodenwand 18 mittels einer Lagerbuchse 19
und darin angeordneten Kugellagern 20 die Welle 21 eines Axial-Ge
bläserades 22 drehbar gelagert, das von einem Elektromotor
23 angetrieben wird, und dabei eine im Zentrum des Innenraumes
16 von unten nach oben und in den nischenartigen Erweiterungen
von oben nach unten gerichtete Strömung erzeugt. Der Elektromotor
23 ist mittels eines Flanschringes 40 und Schrauben 41 an einer
Sockelscheibe 42 befestigt, die ihrerseits an der Bodenwand
48 angeschraubt ist. Unmittelbar über dem Axial-Gebläserad
22 ist eine Heizeinrichtung 24 in Form einer elektrischen Heizspirale
angeordnet, deren Spiralwindungen in einer parallel zur Rotations
ebene des Axialgebläserades 22 verlaufenden Ebene mit geringen
radialen Windungsabständen angeordnet ist. Dabei ist der vertikale
bzw. axiale Abstand des Axial-Gebläserades 22 von der Innenfläche
der Bodenwand 18 geringer als sein Abstand von der Heizeinrichtung
24, jedenfalls aber so groß gewählt, daß das Axial-Gebläserad
seine axiale Ansaugwirkung in ausreichendem Maße entfalten
kann.
Unmittelbar über der Heizeinrichtung 24 liegt auf zwei ringsegment
artigen, beidseitig der nischenartigen Erweiterungen 14 und
15 angeordneten in einer parallel zur Bodenwand 18 verlaufenden
Ebene liegenden Auflageflächen 25 und 26 eine aus einem fein
maschigen Metalldrahtgitter bestehende Stauscheibe 27 auf,
welche die gesamte Querschnittsfläche der Heizeinrichtung 24
abdeckt. Diese Stauscheibe 27 ist zudem mit seitlichen, sich
diametral gegenüberliegenden, kreisbogenförmig gewölbten Wand
elementen 28 und 29 versehen, welche in die nischenartigen
Erweiterungen 14 und 15 hineinpassen und diese gegen den
übrigen Innenraum 16 abdecken. Auch diese Wandelemente 28
und 29 bestehen aus einem feinmaschigen Metalldrahtgitter wie
die Stauscheibe 27 und sind einstückig an dieser angeformt.
Wie aus Fig. 2 ersichlich ist, reichen diese Wandelemente 28
und 29 in Achsrichtung nicht bis zur Innenfläche des Deckels
2, vielmehr enden sie in einem Abstand von der Innenfläche
des Deckels 2, der etwa der radialen Tiefe der Erweiterungen
14 oder 15 entspricht, so daß die an dieser Innenfläche abpral
lende Strömung jeweils etwa hälftig geteilt ungehindert in die
nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 gelangen und sich dort
nach unten fortsetzen kann. In der Erweiterung 14 ist etwa
in halber Höhe über der Heizeinrichtung 24 ein Temperaturfühler
plättchen 30 angeordnet, dessen elektrische Anschlußleitungen
mit einer Anschlußbuchse 31 in Verbindung stehen, welche in
dem Wandabschnitt 32 der nischenartigen Erweiterung 14 dichtend
eingeschraubt ist. Dieses Temperaturfühlerplättchen 30 ist mit
einer elektrischen Temperatursteuer- und Regeleinrichtung verbun
den, mit deren Hilfe die gewünschte Polymerisationstemperatur
eingestellt und geregelt werden kann. Derartige Steuer- und
Regeleinrichtungen sind an sich bekannt und bedürfen deshalb
hier keiner näheren Erläuterung.
Die auf den Stellflächen 25 und 26 aufliegende Stauscheibe
27 dient gleichzeitig als Stellfläche für Objekthalter 33 an
denen beispielsweise künstliche Zähne 34, Zahnkronen od. dgl.
befestigt sein können. In der Regel bestehen solche Objekthalter
aus gelochten Scheiben oder Drahtbügeln, welche lose auf die
Stauscheibe 27 aufgesetzt werden und im übrigen so gestaltet
sind, daß sie dem von der Heizeinrichtung 24 erhitzten und
die perforierte, feinmaschige Stauscheibe 27 durchdringende
Luft- bzw. Gasströmung möglichst wenig behindern.
Im dünneren Wandungsabschnitt 35 der nischenartigen Erweiterung
15 ist in einer unterhalb des Axial-Gebläserades 22 liegenden
Ebene ein Rohranschlußstutzen 36 für den Anschluß einer Druckgas-
oder Druckluftquelle vorgesehen. Diese Anordnung des Rohranschluß
stutzens 36 ist so getroffen, damit die durch ihn in den Druckbehäl
ter 1 eingeführte kalte Druckluft oder das kalte Druckgas unmittel
bar in den Ansaugbereich des Axial-Gebläserades 22 gelangt
und erst erwärmt wird bevor es mit dem Polymerisationsgut
34 in Berührung kommt.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung, die zur Durchführung
thermischer Polymerisationen, insbesondere für zahntechnische
Zwecke dient, arbeitet in folgender Weise:
Wenn nach dem Einsetzen des Polymerisationsgutes, beispielsweise in Form von künstlichen Zähnen 34 oder Zahnkronen mit Hilfe des auf die Stauscheibe 27 abgestellten Objektträgers 33 der Deckel 2 geschlossen und verriegelt ist, wird mit Hilfe der zur weiteren Ausrüstung des Polymerisationsgerätes gehörenden elektrischen Steuereinrichtung die Druckluftzufuhr bzw. Druckgas zufuhr und die Heizeinrichtung 24 sowie der Gebläsemotor 23 eingeschaltet. Wenn in dem Druckbehälter 1 der voreinstellbare Druck von beispielsweise 6 bar erreicht ist, wird die weitere Druckluftzufuhr bzw. Druckgaszufuhr abgestellt, während die Heizeinrichtung 24 noch so lange eingeschaltet bleibt, bis der Temperaturfühler 30 die voreingestellte Polymerisationstemperatur registriert und die weitere Steuerung der Heizeinrichtung 24 übernimmt, damit die eingestellte Temperatur während der erforder lichen Polymerisationsdauer exakt erhalten bleibt. Durch den während der gesamten Polymerisationsdauer eingeschalteten Gebläsemotor 23 erzeugt das von ihm angetriebene Axialgebläserad 22 eine größtenteils in Richtung der in der Fig. 2 eingezeichneten Pfeillinien verlaufende Luft- bzw. Gasumwälzung innerhalb des geschlossenen Druckbehälters 1, wobei der erzeuge Gas- bzw. Luftstrom vom Lüfterrad 22 durch die Windungen der Heizein richtung 24 zunächst zu der als Drosselorgan und Wärmeverteiler wirkenden Stauscheibe 27 gelangt, wo er durch dessen feinmaschige Perforation ziemlich gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt weiter aufsteigt und das Polymerisationsgut 34 umströmt, um danach an der Innenseite des Deckels 2 abzuprallen bzw. umgeleitet zu werden und dabei in die nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 die Strömungsbewegung in entgegengesetzter Richtung aufzunehmen und um dann schließlich wieder in den Ansaugbereich des Axiallüfterrades 22 zu gelangen und den Kreislauf von neuem zu beginnen. Dabei dienen die Stauscheibe 27 und die seitlich daran angeordneten Wandelemente 28 und 29 nicht nur als Strömungsleitelemente, sondern zugleich auch als Wärmevertei ler, und sie tragen dazu bei, daß in dem gesamten Innenraum 16 und in den nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 an jeder Stelle die gleiche Temperatur und auch der gleiche Druck herrscht, so daß mit einem einzigen Temperaturfühler 30 eine exakte Temperaturerfassung und eine für eine gleichmäßige Polymerisation ausreichend genaue Temperatursteuerung möglich ist.
Wenn nach dem Einsetzen des Polymerisationsgutes, beispielsweise in Form von künstlichen Zähnen 34 oder Zahnkronen mit Hilfe des auf die Stauscheibe 27 abgestellten Objektträgers 33 der Deckel 2 geschlossen und verriegelt ist, wird mit Hilfe der zur weiteren Ausrüstung des Polymerisationsgerätes gehörenden elektrischen Steuereinrichtung die Druckluftzufuhr bzw. Druckgas zufuhr und die Heizeinrichtung 24 sowie der Gebläsemotor 23 eingeschaltet. Wenn in dem Druckbehälter 1 der voreinstellbare Druck von beispielsweise 6 bar erreicht ist, wird die weitere Druckluftzufuhr bzw. Druckgaszufuhr abgestellt, während die Heizeinrichtung 24 noch so lange eingeschaltet bleibt, bis der Temperaturfühler 30 die voreingestellte Polymerisationstemperatur registriert und die weitere Steuerung der Heizeinrichtung 24 übernimmt, damit die eingestellte Temperatur während der erforder lichen Polymerisationsdauer exakt erhalten bleibt. Durch den während der gesamten Polymerisationsdauer eingeschalteten Gebläsemotor 23 erzeugt das von ihm angetriebene Axialgebläserad 22 eine größtenteils in Richtung der in der Fig. 2 eingezeichneten Pfeillinien verlaufende Luft- bzw. Gasumwälzung innerhalb des geschlossenen Druckbehälters 1, wobei der erzeuge Gas- bzw. Luftstrom vom Lüfterrad 22 durch die Windungen der Heizein richtung 24 zunächst zu der als Drosselorgan und Wärmeverteiler wirkenden Stauscheibe 27 gelangt, wo er durch dessen feinmaschige Perforation ziemlich gleichmäßig über den gesamten Querschnitt verteilt weiter aufsteigt und das Polymerisationsgut 34 umströmt, um danach an der Innenseite des Deckels 2 abzuprallen bzw. umgeleitet zu werden und dabei in die nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 die Strömungsbewegung in entgegengesetzter Richtung aufzunehmen und um dann schließlich wieder in den Ansaugbereich des Axiallüfterrades 22 zu gelangen und den Kreislauf von neuem zu beginnen. Dabei dienen die Stauscheibe 27 und die seitlich daran angeordneten Wandelemente 28 und 29 nicht nur als Strömungsleitelemente, sondern zugleich auch als Wärmevertei ler, und sie tragen dazu bei, daß in dem gesamten Innenraum 16 und in den nischenartigen Erweiterungen 14 und 15 an jeder Stelle die gleiche Temperatur und auch der gleiche Druck herrscht, so daß mit einem einzigen Temperaturfühler 30 eine exakte Temperaturerfassung und eine für eine gleichmäßige Polymerisation ausreichend genaue Temperatursteuerung möglich ist.
Die in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Ausführungsform unterschei
det sich von derjenigen der Fig. 1 und 2 lediglich bezüglich
ihrer Gebrauchslage. Während der in den Fig. 1 und 2 dargestellte
Druckbehälter 1 eine Gebrauchslage hat, in welcher seine Symmetrie
achse 17 eine Vertikallage einnimmt, ist der in den Fig. 4
bis 6 dargestellte Druckbehälter 1′ so konzipiert, daß seine
Symmetrieachse 17 in Gebrauchslage horizontal verläuft und
der Deckel 2 in der Art einer Klappe benutzt wird. Statt dessen
könnte auch vorgesehen sein, die Scharnierzapfen 4 und 5 mit
der Gelenkwelle 3 so anzuordnen, daß die Schwenkachse vertikal
verläuft und der Deckel 2 wie eine Tür geöffnet und geschlossen
werden kann. Um in der gesamten Gebrauchslage benutzt werden
zu können, kann der Druckbehälter 1′ in ein noch weitere Geräte
bestandteile beinhaltendes Gehäuse eingebaut und/oder, wie
in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, mit Standleisten 43 und Standfüßen
44 versehen sein.
Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform der
Fig. 1 und 2 besteht darin, daß die auch hier vorhandene
jedoch in einer vertikalen Ebene angeordnete Stauscheibe 27
nicht als Stellfläche dient, sondern daß als Stellfläche eine
horizontale, auf Stützrippen 37 und 38 aufsitzende und somit
quer zur Ebene der Stauscheibe 27 verlaufende Stellplatte 39
vorgesehen ist, auf welche Objekthalter 33 in der in Fig. 6
dargestellten Weise abgestellt werden können. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß der Objekthalter 33 dem anströmenden
Gas bzw. der anströmenden Luft einen wesentlich geringeren
Widerstand entgegensetzt als dies bei der Anordnung der Fig.
2 der Fall ist.
Alle übrigen Anordnungen und Funktionen sind gleich wie bei
der Ausführungsform der Fig. 1 und 2, so daß auf die dazugehörige
Beschreibung verwiesen werden kann.
Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, einen Behälter
mit einem zylindrischen oder elliptischen Innenraum vorzusehen
und diesen in analoger Weise mit einem Axial-Gebläserad auszurü
sten. Dabei kann das Gebläserad aber auch so angeordnet sein,
daß die Strömungsrichtung quer zur Zylinderachse bzw. zur
Symmetrieachse des elliptischen Hohlraumes verläuft. Es kann
auch zweckmäßig sein, als Strömungsleitelemente und Wärmeverteiler
im Innenraum perforierte Wandelemente dreiseitig anzuordnen,
die von den Seitenwänden gewissen Abstand aufweisen, damit
die Strömungskreisläufe entstehen können, die durch die Anordnung
dieser Wandelemente begünstigt werden.
Zweckmäßig ist es auch, eine Vorwärmthermostatschaltung vorzu
sehen, mittels welcher die Innentemperatur des Druckbehälters
auf einer konstanten Vorwärmtemperatur von beispielsweise 80°C
erhalten werden kann, damit das Aufheizen auf die höherliegende
Polymerisationstemperatur von beispielsweise 120° in einer kürze
ren Zeit erfolgen kann.
Es ist auch die Möglichkeit gegeben, beispielsweise auf der
Innenseite des Deckels 2, welche dem Axial-Lüfterrad gegenüber
liegt, eine zur Strahlungspolymerisation geeignete Strahlungsquelle
z. B. einen UV-Strahler anzuordnen und zugleich die gegen
den Strahler gerichteten Flächen des Axial-Gebläserades zu
verspiegeln, damit die Polymerisationsstrahlung auch auf die
der Strahlungsquelle abgewandten Flächen des Polymerisationsgutes
reflektiert wird.
Claims (18)
1. Verfahren zum thermischen Polymerisieren von Kunststoffen
für Dentalzwecke in einem geschlossenen Raum eines Druckbehälters
in welchem ein das Polymerisationsgut allseits umschließendes,
geheiztes Medium unter Überdruck eingesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als geheiztes Medium Luft oder ein Inertgas durch Zwangs
umwälzung in dem geschlossenen Raum des Druckbehälters (1,
1′) sowohl an einer Heizeinrichtung (24) als auch an dem
Polymerisationsgut (34) vorbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Inertgas aus Stickstoff oder Kohlendioxid besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Inertgas aus Helium oder Argon besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufheizzeit kürzer als 2 Minuten, insbesondere kürzer als 1
Minute ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck im geschlossenen Raum des Druckbehälters
(1, 1′) mindestens 4 bar, vorzugsweise 5 bis 10 bar beträgt
und die Temperatur zwischen 90°C und 140°C liegt.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, bestehend aus einem mittels eines Deckels oder einer Türe
dicht verschließbaren Druckbehälter mit einer eingebauten,
das Medium erwärmenden und durch einen Temperaturfühler
steuerbaren Heizeinrichtung und einem Druckluft- oder Druck
gasanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckbehälter
(1, 1′) ein elektromotorisch angetriebenes Gebläserad (22)
angeordnet ist, welches eine durch eine in einer Ebene angeord
nete Heizeinrichtung (24) hindurch auf das Polymerisationsgut
(34) gerichtete Luft- oder Gasströmung erzeugt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gebläserad (22) die Form eines Axial-Gebläserades aufweist
und auf der dem Polymerisationsgut (34) gegenüberliegenden
Seite der aus einer Heizspirale bestehenden Heizeinrichtung
(24) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Polymerisationsgut (34) und der Ebene der
Heizeinrichtung (24) in deren Nähe eine die Heizfläche abdecken
de, gitter-, netz- oder siebartige, strömungsdurchlässige Stau
scheibe (27) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Axial-Gebläserad (27) von der anströmsei
tigen Innenwandfläche des Druckbehälters (1, 1′) einen gleich
großen oder größeren Abstand aufweist wie bzw. als von der
Heizeinrichtung (24).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Heizeinrichtung (24) und das Axial-Gebläse
rad (22) in der Nähe der dem Deckel (2) oder der Tür gegen
überliegenden Innenfläche des Druckbehälters (1, 1′) und
parallel dazu verlaufend angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innenraum (16) des Druckbehälters (1, 1′) eine
zylindrische oder leicht konische Form und zwei sich
diametral gegenüberliegende, nischenartige Erweiterungen (14,
15) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die nischenartigen Erweiterungen (14, 15) wenigstens teilweise
durch gitter-, netz- oder siebartige Wandelemente abgedeckt
sind, welche sich von der die Heizfläche abdeckenden Stauscheibe
(27) zum Deckel (2) oder zur Tür hin erstrecken und in einem
Abstand vom Deckel (2) oder von der Tür enden, der etwa
der radialen Tiefe der nischenartigen Erweiterungen (14, 15)
entspricht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (30) in einer der
nischenartigen Erweiterungen (14) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckluft oder Druckgasanschluß (36) des Druckbehälters
(1, 1′) auf der Saugseite des Axial-Gebläserades (22) angeordnet
ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Axial-Gebläserad im unteren Teil eines im
Querschnitt kreis- oder ellipsenförmigen Innenraumes des Druckbe
hälters mit vertikaler Blasrichtung angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
der sich oberhalb einer horizontalen Stellfläche, auf welcher
Objekthalter abstellbar sind, befindliche Raumbereich des Druck
behälterinnenraumes auf wenigstens drei Seiten von Wärme
speicherwandelementen, die aus Material mit hoher Wärmeleit
fähigkeit bestehen und wenigstens teilweise eine strömungsdurch
lässige Struktur aufweisen, derart angeordnet sind, daß sie
von den Innenwandflächen des Druckbehälters allseits wenigstens
einen Mindestabstand von ca. 10 mm aufweisen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß im Flächenbereich der dem
Axial-Gebläserad abströmseitig gegenüberliegenden Innenwand
des Druckbehälters eine zur Strahlungspolymerisation geeignete
Strahlungsquelle, z. B. ein UV-Strahler, angeordnet ist und
daß die der Strahlungsquelle zugekehrten Flächen des Axial-Ge
bläserades verspiegelt sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorwärmthermostatschaltung
vorgesehen ist, mittels welcher die Innenraumtemperatur des
Druckbehälters auf einer konstanten Vorwärmtemperatur von
z. B. 80°C gehalten wird.
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