DE4302085C1 - Verfahren zum Dosieren und Mischen von aus mehreren Komponenten bestehenden Zahnfüllstoffen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieses ermöglicht ein mengenmäßig voneinander unabhängiges portionsweises Dosieren und Mischen von Zahnfüllstoffen, die sich aus einer oder mehreren pulverförmigen und flüssigen oder pastösen Komponenten zusammensetzen. Nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 betrifft die Erfindung auch eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Dentalzemente werden bereits mit exakter Dosierung der Einzelkomponenten vordosiert angeboten, wobei die pulverförmigen und flüssigen Komponenten vordosiert in einer Mischkapsel, jedoch in getrennten Kompartimenten vorliegen. Nach einer Aktivierung der Materialkomponenten, die nach dem Stand der Technik durch Drehung der Kapselteile gegeneinander; durch Druck auf ein am Mischraum der Kapsel seitlich (DE-PS 23 24 296 C3) oder rückwärtig (DE 37 18 326 A1) anliegendes Flüssigkeitskissen oder durch Auf­ stechen eines innenliegenden Flüssigkeitskissens mit einem am Stempel angebrachten Dorn (DE 37 23 985 C2) erfolgt, wird dieses gezielt geöffnet, worauf sich die flüssige Mischkomponente in den Mischraum er­ gießt. Anschließend wird die Kapsel in einem Vibrati­ onsmischer zur innigen Vermischung der Komponenten einer starken Vibration ausgesetzt. Zur Entleerung des Kapselinhaltes über eine Ausbringöffnung wird ein gegenüber der Ausbringöffnung angebrachter Stempel mit Hilfe eines Ausbringgerätes in das Kapselinnere vorgeschoben, woraufhin sich das Mischgut über die Ausbringdüse entleert. Hierzu muß entweder der Foli­ enbeutel, der die flüssige Komponente enthielt, weiter durchstoßen werden (DE 37 23 985 C2) oder aber ein Korb mit dem Folienbeutel zusammen mit dem Stem­ pel vorgeschoben werden. Im Falle der DE 23 24 296 C3 befinden sich keine Hindernisse zwischen dem Stempel, dem Mischgut und der Ausbringdüse.

Diese bekannten Mischkapseln mit Ausbringdüse haben den Nachteil, daß das Flüssigkeitskissen stets aus einem mehrschichtigen Material hergestellt ist, wobei mindestens eine Lage aus Metall besteht. Die gebrauch­ ten Kapseln bilden daher einen schwer zu entsorgenden Müll, der sich aus Metall-, Kunststoff- und Füllungs­ anteilen zusammensetzt.

Das Mischungsverhältnis von pulverförmigen und flüssi­ gen Komponenten zueinander ist genau festgelegt. Dies hat einerseits den Vorteil, daß die Mischkomponenten im vom Hersteller vorgegebenen Verhältnis vorliegen. Andererseits kann das Mischungsverhältnis aber anwen­ derseitig nicht verändert werden. Dies ist insofern nachteilig, da für unterschiedliche Zwecke, beispiels­ weise für Unterfüllungen, Füllungen oder Zementie­ rung, identische Zahnfüllzemente oftmals in veränder­ licher Konsistenz und unterschiedlicher Farbe ange­ mischt werden müssen. Dies ist aber bei den bekannten Kapseln, bei denen der Hersteller das Verhältnis der Mischkomponenten zueinander vorgegeben hat, nicht möglich.

Insbesondere ist auch eine erhebliche Bevorratung von Kapseln nötig, um Mischmaterialien verschiedener Art und Farbe und mit unterschiedlichem Mischinhalt für verschieden große Zahnkavitäten und verschiedene Anwendungszwecke vorrätig zu halten.

Ferner können die bekannten Kapseln nur einmal verwen­ det werden. Es ist also nicht möglich, die Kapseln nach dem Anmischen in die Einzelbestandteile zu zerlegen und diese nach einer Reinigung wiederzuver­ wenden, da insbesondere das Folienkissen mit der flüssigen Komponente zerstört wurde.

Die bekannten Mischkapseln mit Ausbringdüse für Zemente müssen aktiviert werden, um die in getrennten Kompartimenten untergebrachten Mischkomponenten miteinander in Verbindung zu bringen. Zudem sind sie durch den viele Schritte beinhaltenden Herstell- und Befüllungsmechanismus teuer.

Allerdings haben die bekannten Mischkapseln auch den Vorteil, daß die angemischte Masse über die Ausbringdüse direkt in die Zahnkavität eingebracht oder auf das zu zementierende Werkstück aufgetragen werden kann. Die Mischkapseln sind handlich und, da sie nur für einen Patienten verwendet werden, auch stets ausreichend sauber.

Bekannt sind ferner mechanisch angetriebene Misch- und Dosierwerke für die Mischungsbestandteile von Zahnfüllungen - DE-PS 12 88 739; DE-PS 11 01 692 -, die das maschinelle Dosieren und Anmischen von Dental­ werkstoffen ermöglichen. Diese Geräte wurden aber speziell für die Dosierung von Amalgam konzipiert.

Dessen Dosierung ist aufgrund des hohen spezifischen Gewichtes des Quecksilbers und der entsprechend guten Fließfähigkeit, sowie aufgrund der Rieselfähigkeit der Alloyfeilung unproblematisch. Außerdem bleibt das Mischungsverhältnis von Alloy und Quecksilber immer relativ konstant. Diese Bedingungen sind jedoch bei der Herstellung von Zahnfüllungen auf der Basis von Dentalzementen nicht gegeben. Die bekannten Einrich­ tungen besitzen auch keine Steuerung für ein selbsttä­ tiges Dosieren und Anmischen der Materialkomponenten, da sie nur für zwei Materialkomponenten, deren Mi­ schungsverhältnis geringfügig variiert, entwickelt worden sind. Für das Anmischen von Zahnfüllungen aus voneinander unterschiedlichen Mehrkomponentenmateria­ lien können diese Lösungen daher nicht eingesetzt wer­ den.

Die DE-PS 15 66 287 und DE-PS 23 22 681 schlagen ein Dosier- und Mischgerät für die Herstellung von Zahn­ füllungen aus Quecksilber und Amalgam vor, bei denen die Mischungskomponenten mit Hilfe einer Dosierwalze, die getrennte Räume aufweist, zusammengestellt wer­ den. Die dosierten Teilmengen werden anschließend über einen Trichter in ein Mischrohr und danach in eine Mischkapsel geleitet. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist das Misch- und Dosiergerät erst ein­ schaltbar, wenn eine Mischkapsel aufgesteckt worden ist.

Zum Anmischen einer aus mehreren Komponenten bestehen­ den Zahnfüllung auf der Basis von Dentalzementen, wie sie zur Herstellung von Unterfüllungen, Füllungen und Zementierungen benötigt werden, ist dieses Dosier- und Mischgerät ebenfalls nicht einsetzbar. Einerseits läßt die vorhandene Dosierwalze eine Dosierung von Mehrkomponentenmaterialien nicht zu. Andererseits würden die schlecht rieselfähigen Dentalzemente die relativ lange Strecke vom Einlauftrichter über das Mischrohr in die Mischkapsel nicht durchfließen. Die gesamte Gefällstrecke wäre aufgrund der hohen Klebefä­ higkeit der Zemente nach kurzer Zeit kontaminiert und verstopft. Um neben einer hohen Betriebssicherheit das Mischungsverhältnis der anzumischenden Material­ komponenten exakt einzuhalten und die im Dentalbe­ reich notwendige Sauberkeit zu gewährleisten, müßte das vorgeschlagene Gerät nach jedem Anmischvorgang gründlich gereinigt werden.

Aus der DE-OS 29 44 869 ist ein Gerät zum automati­ schen Abmessen und Dosieren von Flüssigkeiten, insbe­ sondere für Farben bekannt. Dieses Gerät wird vorzugs­ weise zur Herstellung von Farbmischungen aus verschie­ denen Grundfarben eingesetzt, die jeweils in gesonderten Behältern bevorratet und bereitgestellt sind. Die Steuerung und Überwachung der Prozeß- und Funktionsabläufe erfolgt über einen Rechner. Gleich­ zeitig ist eine Überwachung des Gerätes und der Ab­ füllprozesse auch durch eine visuelle Anzeige der Daten auf ein Display gegeben. Die einzelnen Misch­ kenndaten der Farbmischungen können im Rechner gespei­ chert und für eine eventuelle spätere Reproduktion der Farbzusammensetzung wieder abgerufen werden.

Um die Produktivität von Dosier- und Mischprozessen zu erhöhen und das Bedienpersonal gleichzeitig zu entlasten, sind aus der DE-OS 31 02 611 und DE-OS 2 431 974 Prozeßsteuerungen bekannt, die eine Eingabe­ vorrichtung, einen Auftragsdatenspeicher und einen Prozeßrechner, einschließlich einer an den Rechner angeschlossenen Prozeßsteuerung, aufweisen.

Die zuletzt genannten Lösungen betreffen ausnahmslos großtechnische Anlagen, bei denen von vornherein wesentlich größere Toleranzabweichungen in den Mi­ schungszusammensetzungen zulässig sind. Für hochge­ naue Dosierungen einer aus mehreren Komponenten bestehenden, mengenmäßig relativ kleinen Zusammenset­ zung, wie sie im Dentalbereich gefordert werden, sind diese Lösungsvorschläge daher nicht anwendbar oder übertragbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die ein fehlerfreies, schnelles und unkom­ pliziertes Anmischen von Zahnfüllmaterialien unter­ schiedlicher Zusammensetzung und Konsistenz zur Herstellung von Unterfüllungen, Füllungen und Zemen­ tierungen gestatten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bezüglich Verfahren und Einrichtung durch die in den Ansprüchen 1 bzw. 8 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst, wobei die für die anzumischende Füllmasse bestimmten Dosierungen voneinander unterschiedlicher Materialkom­ ponenten mit den Kenndaten für den sich nach der Dosierung anschließenden Mischprozeß über einen Datenträger oder als Code und die benötigte Material­ menge und ihre Konsistenz sowie die Farbe der Misch­ masse über eine Tastatur in einen Rechner für die Steuerung einer Misch- und Dosiereinrichtung von Zahn­ füllstoffen eingegeben werden, die dosierten Mengen der einzelnen Materialkomponenten mit im Rechner gespei­ cherten Daten für eine maximal zulässige Konsistenzab­ weichung verglichen und die so errechneten Daten in ein Signal zur Steuerung von Mitteln zur Dosierung und Zuführung der pulverförmigen und flüssigen Misch­ komponenten in eine Mischkapsel umgesetzt werden. Die von der anzumischenden Zahnfüllmasse bestimmten pul­ verförmigen und flüssigen Materialkomponenten werden mit Hilfe der Dosiereinrichtung exakt dosiert in eine Einraummischkapsel eingegeben, die nach Verschließen durch einen mit dem Kapselkörper verbundenen Stempel in einen Mischer, vorzugsweise einen Vibrationsmi­ scher, eingesetzt wird, um die Materialkomponenten auf der Grundlage der eingegebenen Mischkenndaten intensiv miteinander zu vermischen.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Un­ teransprüchen 2 bis 7 und 9 bis 19.

Die auf den Datenträger, beispielsweise eine Magnet­ streifenkarte oder eine Chipkarte, aufgetragenen Mischkenndaten können die notwendigen Informationen und Anweisungen zur Kombination verschiedener pulver­ förmiger Komponenten untereinander und/oder das mögliche Dosierungsverhältnis zwischen einer oder mehreren pulverförmigen Materialkomponenten und einer oder mehreren Flüssigkeiten enthalten.

Zusammen mit den auf den Datenträger aufgezeichneten Mischkenndaten können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung betriebsspezifische Kenndaten der Mischein­ richtung eingegeben und durch den Rechner aus den Vorgaben für die anzumischende Zahnfüllmasse und den eingegebenen Kenndaten der Materialkomponenten die bestmögliche Mischzeit und Mischkraft ermittelt und über eine Steuerleitung an einen Mischer abgege­ ben werden.

Um die manuellen Tätigkeiten beim Anmischen von Zahnfüllmassen weiter zu vereinfachen oder zu erleich­ tern, ist es vorteilhaft, die benötigte Menge an Füllmasse und ihre Konsistenz zusammen mit den Kenndaten für die Dosierung und das Mischen der Materialkomponenten über den Datenträger einzugeben.

Ferner können die spezifischen Mischerkenndaten der am häufigsten verwendeten Mischertypen in den Daten­ speicher eingespeichert und zum Beginn des Dosier- und Mischprozesses über die Tastatur abgerufen wer­ den.

Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darin, diese Mischerkenndaten manuell über die Tastatur in den Prozeßrechner einzugeben. Neben den bereits genannten Magnetstreifenkarten und Chipkarten können die gewünschten Prozeßdaten auch über Barcodes in den Prozeßrechner eingelesen werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Dosieren und Mischen von Mehrkomponentenmaterialien besitzt eine rechnergestütze Betriebssteuerung, wobei an den Rechnereingang neben den Füllstandssignalleitungen der einzelnen Dispenser, in denen die pulverförmigen und flüssigen Materialkomponenten bereitgestellt werden und der Signalleitung für die Betriebsbereit­ schaft des Mischers eine Dateneingabestation für die auf den Datenträger gespeicherten Mischungskenndaten, ein Datenspeicher für die nicht zu überschreitenden Grenzwerte der Mischkomponenten und eine Eingabetasta­ tur angeschlossen sind. Der Rechnerausgang ist über eine Prozeßsteuereinheit mit der Betriebssteuerung für die Mittel zur Dosierung der Mischkomponenten und mit dem Steuereingang des Vibrationsmischer verbun­ den.

Die über den Datenträger an den Rechner eingegebenen Kenndaten zur Dosierung und Zusammenstellung der anzumischenden Materialkomponenten dienen nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung zur Steue­ rung eines Verschieberiegels, der mit einer Dosieröff­ nung versehen ist, über die die pulverförmigen und flüssigen Materialkomponenten in den Mischraum einer Einraummischkapsel eingeleitet werden. Hierzu wird die in einer Halterung eingespannte Einraummischkap­ sel unter die Halterung des jeweiligen Dispensers po­ sitioniert. Vorteilhafterweise ist der Verschieberie­ gel mit einem Nocken ausgestattet, der in Zusammenwir­ ken mit einer Riffelung im Bodenteil der Halterung des Dispensers bei Erreichen der Entleerungsstellung des Verschieberiegels Schwingungen auslöst und da­ durch gewährleistet, daß die in der Dosieröffnung befindliche Materialmenge vollständig in den Mischraum der Einraummischkapsel abgegeben und das Entstehen von Materialbrücken innerhalb des Dispen­ sers, die ein störungsfreies Ausfließen des gespei­ cherten Gutes erschweren, verhindert wird.

Die Vorratsbehälter für die einzelnen Materialkompo­ nenten, die zweckmäßigerweise gleichzeitig als Dispen­ ser dienen, sind im Bereich der gegenüber der Misch­ kapselöffnung liegenden Seite mit einem in seiner Öffnungsweite veränderbaren Ausbringschlitz versehen, über den die bevorrateten Materialkomponenten abdo­ siert werden. Zum Zwecke der Unterstützung des Dosier­ prozesses wird der Vorratsbehälter während des Aus­ bringens der Materialien zusätzlich in Schwingungen versetzt, wodurch auch schlecht fließ- und rieselfähi­ ge Materialkomponenten sicher und exakt ausgetragen und dosiert werden können.

Die anhand der im Datenträger gespeicherten Mischkenn­ daten durch den Prozeßrechner festgelegten Steuersi­ gnale können nach einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung einer verstell- und bewegbar angeordneten Pipette einge­ setzt werden, die mit einer Hubpumpe verbunden ist, um die anzumischenden Materialkomponenten aus den Dispensern dosiert zu entnehmen und in den Mischraum der Einraummischkapsel einzutragen.

Die Einraummischkapsel ist im Bereich ihrer stirnsei­ tigen Einfüllöffnung mit einer umlaufenden Nut verse­ hen und vermittels dieser Nut in einer Halterung, die sowohl ortsfest als auch verfahrbar angeordnet werden kann, eingespannt. Der Mischraum der Einraummischkap­ sel, die bekannterweise über eine Auslaufdüse zum direkten Eintragen des angemischten Füllmaterials in die Kavitation dient, ist durch eine Trennmembran ge­ genüber der Auslauföffnung der Auslaufdüse verschlos­ sen. Diese Trennmembran wird mit Hilfe eines am Stempel versehenen Dornes beim Ausdrücken des gemisch­ ten Füllmaterials durchstochen und mit dem weiteren Vorschieben des Stempels das angemischte Material ausgetragen. Die Auslauföffnung der Auslaufdüse kann aber auch mit Hilfe eines herausziehbaren Dornes ver­ schlossen werden, der beim Ausdrücken des Gemischmate­ rials vorgeschoben und dann von Hand entfernt wird.

Vorteilhafterweise ist der Kapselkörper der Einraum­ mischkapsel ferner mit Griffteilen ausgestattet, die die Handhabung beim Ausbringen des gemischten Materi­ als erleichtern.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorgeschlagenen Einraummischkapsel ist der Stempel mit Dichtlippen versehen, die in Zusammenwirken mit einer in der Kapsel angeordneten Nut den nach Einmischen der Materialkomponenten zum Verschließen der Kapsel eingesteckten Stempel zusätzlich fixieren und ein Entweichen der angemischten Füllmasse beim Austrag aus die Mischkapsel in den rückwärtigen Raum hinter den Stempel sicher verhindern.

In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemä­ ßen Gerätes wird ein Protokoll der Steuerungs- und Dosiervorgänge angefertigt und über einen angeschlos­ senen Drucker ausgedruckt. Andererseits ist es auch möglich, die Dosierdaten über eine Datenleitung zum normalen Praxiscomputer weiterzuleiten, wo sie den Patientendaten beigefügt werden und somit für die Therapieüberwachung jederzeit zur Verfügung stehen. Solchermaßen können größere Patientenkollektive und eine Großzahl von Füllungs- und Zementierungsmaßnah­ men computertechnisch erfaßt und leicht statistisch ausgewertet werden.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen Lösung können Zahnfüll­ stoffe auf der Basis von Dentalzementen in beliebiger Zusammensetzung und mit in Abhängigkeit vom Verwen­ dungszweck unterschiedlicher Konsistenz und Farbe auf einfache Weise in den jeweils günstigsten Mischungs­ verhältnissen aus unterschiedlichen Materialkomponen­ ten hergestellt werden, wobei die Bedienperson von zusätzlichen Arbeiten zur Dateneingabe und zur Zusam­ menstellung der notwendigen mischungsspezifischen Daten freigestellt ist. Auf diese Weise werden indivi­ duelle Fehler bei der Aufbereitung der Zahnfüllungen vollständig ausgeschlossen und eine hohe Qualität gesichert. Mit Hilfe der vorgeschlagenen Lösung werden die einzelnen Materialkomponenten separat exakt dosiert, in eine einfach aufgebaute und nach entsprechender Reinigung wiederverwendbare Einraum­ mischkapsel eingetragen und anhand genau ermittelteter Mischdaten intensiv miteinander vermischt. Zur exakten Überprüfung des Dosiervorganges wird das Einfüllen des Mischgutes gewichtsmäßig überprüft, wobei die Gewichtsmessung als Kontrolle des ordnungs­ gemäßen Dosierprozesses in den Rechner eingegeben und regulierend auf die Steuerung einwirkt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbe­ ispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Einrich­ tung zum Dosierung und Mischen von Mehr­ komponentenmaterialien

Fig. 2 eine beispielhafte Anordnung eines Dispen­ sers zur Bereitstellung einer pulverförmi­ gen Materialkomponente

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer An­ ordnung zum Eintragen dosierter Material­ komponenten in eine Mischkapsel durch Pipettieren

Fig. 4 eine bevorzugte Ausführung der Einraum­ mischkapsel

Fig. 5 das Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Dosier- und Mischeinrichtung

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung zum Dosieren und Mischen von Mehrkomponentenmateriali­ en weist mehrere Dispenser 9; 10; 11 auf, in denen sowohl die in ihrer Farbe und Zusammensetzung unter­ schiedlichen pulverförmigen Materialkomponenten auf der Basis von Dentalzement und Alloy als auch die flüssigen Materialkomponenten bevorratet und bereitge­ stellt werden. Die einzelnen Dispenser 9; 10; 11 sind beispielsweise mittels Schraubverbindung 52 - Fig. 2 - in eine Halterung 12 eingesetzt und über Signallei­ tungen 13 für die Füllstandsanzeige an den Eingang eines Rechners 4 angeschaltet. In einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung sind die Dispenser 9; 10; 11 mit den Halterungen 12 stationär angeordnet, während die Einraummischkapsel 5, die in einer Halterung 21 eingesetzt ist, auf bekannte Weise - nicht darge­ stellt - in Abhängigkeit von der anzumischenden Zahnfüllmasse zu den jeweiligen Dispensern 9 bis 11 zur Aufnahme der dosierten pulverförmigen und flüssi­ gen Mischkomponenten bewegt wird. Alternativ hierzu kann auch die Einraummischkapsel 5 mit ihrer Halte­ rung 21 stationär, d. h. ortsfest angeordnet werden, während die jeweiligen Dispenser 9; 10; 11 beispiels­ weise mittels einer Rundtischanordnung in Übereinstim­ mung mit den eingegebenen Mischkenndaten über die stationär angeordnete Einraummischkapsel 5 verfahren und die gewünschten Materialkomponenten dosiert in den Mischraum eingetragen werden.

Neben den Füllstandssignalleitungen 13 sind an den Eingang des Prozeßrechners 4 eine Datenträgereingabe­ station 1 für die auf Codekarten, beispielsweise Ma­ gnetstreifenkarten oder Chipkarten, gespeicherten Mischkenndaten, ein Datenspeicher 2 zur Speicherung konstanter Daten für den Dosier- und Mischprozeß, eine Tastatur 3 zur individuellen Dateneingabe und die Signalleitung 19 angeschlossen, die die Betriebs­ bereitschaft eines Mischers, beispielsweise eines Vi­ brationsmischers 15, an den Rechner 4 leitet. Zur Er­ weiterung der Misch- und Dosierdateneingabe ist neben der Dateneingabestation 2 für die Codekarten zusätz­ lich ein Barcodeleser 18 vorgesehen.

Die in ihrer stofflichen Zusammensetzung, Konsistenz und Farbe unterschiedlichen, mischungsspezifischen Kenndaten zur Herstellung einer Unterfüllung, einer Füllung oder für die Zementierung von Kavitäten sind auf einer Codekarte gespeichert und werden über die Dateneingabestation 2 in den Rechner 4 eingegeben. Aus diesen Vorgaben, den im Datenspeicher 4 gespei­ cherten Daten, beispielsweise den Leistungsdaten des angeschlossenen Vibrationsmischers 15 und den bei­ spielsweise über die Tastatur 3 eingegebenen Mengen­ angaben zur benötigten Füllmasse, werden im Rechner 4 die bestmögliche Mischzeit und Mischkraft ermittelt. Gleichzeitig werden diese Daten mit den im Datenspei­ cher 2 eingespeicherten, maximal zulässigen Grenzwer­ ten für die Zusammensetzung der anzumischenden Mate­ rialkomponenten verglichen. Die eingegebenen Daten werden durch das am Rechner angeschlossene Display 17 nochmals optisch dargestellt und können gegebenen­ falls korrigiert oder ergänzt werden.

Die vom Rechner 4 auf der Grundlage der Vorgaben ermittelten spezifischen Daten für jede individuell anzumischende Füllmasse werden in Steuersignale umgewandelt und über die Prozeßsteuerung 50 und die Steuerleitungen 14; 16; 19, an die Dosiereinrichtun­ gen der Dispenser 9; 10; 11 an die Positionierung der Einraummischkapsel 5 und an den Vibrationsmischer 15 geleitet. Nach dem Einfüllen der dosierten pulverför­ migen und flüssigen Materialkomponenten in die Ein­ raummischkapsel 5 wird diese durch den Stempel 7, der über die flexible Verbindung 8 an den Kapselkörper angelenkt ist, verschlossen und zur intensiven Vermi­ schung der Materialkomponenten in die Aufnahmegabel des Vibrationsmischers 15 eingesetzt.

Um eine individuelle Dosierung zu gewährleisten und gleichzeitig die Vorteile eines Kapselmisch- und Applikationssystems zu nutzen, wird eine Mischkapsel 5 mit einer vollständig offenen, durch einen Stempel 7 verschließbaren Stirnseite 53 und einer an der gegenüberliegenden Seite vorgesehenen Auslaufdüse 6 verwendet - Fig. 4. Die Mischkapsel 5 besteht nur noch aus einem einzigen Mischraum 41 und enthält keine weiteren Kompartimente. Der Mischraum 41 der Mischkapsel 5 ist gegenüber der Öffnung 48 der Aus­ laufdüse 6 optionell durch eine Trennmembran 46 ver­ schlossen. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich während des Dosier- und/oder Mischprozesses Mischungs­ bestandteile in der Öffnung 48 absetzen und sich so dem Mischprozeß entziehen. Beim Vorschieben des in die Mischkapsel eingesetzten Stempels 7 wird vermit­ tels des am Stempel befindlichen Dornes 40 die Trenn­ membran 41 durchstoßen und anschließend die im Mischraum 41 befindliche angemischte Füllmasse unge­ hindert über die Öffnung 48 der Auslaufdüse 6 aus der Kapsel ausgetragen und in die zu füllende Kavität eingebracht. In einer alternativen Ausführung wird die Öffnung 48 durch einen stiftförmigen Einsatz 45 verschlossen, der, um ein selbsttätiges Herauslösen zu verhindern, mit ausreichend festem Sitz in die Öffnung 48 eingeführt ist. Beim Austrag der angemisch­ ten Füllmasse wird zunächst der Einsatz 45 soweit vorgeschoben, daß er von Hand herausgezogen werden kann. Danach ist ein ungehindertes Ausbringen der Füllmasse gewährleistet. Der in die Mischkapsel ein­ setzbare Stempel 7 ist ferner mit Dichtlippen 54 ver­ sehen, die in eine innere radiale Nut 55 beim Einset­ zen des Stempels 7 in die Kapsel 5 eingreifen und den Stempel 7 gegen ein mögliches Herausrutschen aus der Kapsel 5 zusätzlich fixieren. Gleichzeitig verhin­ dern die Dichtlippen 54, daß sich das angemischte Gut an dem sich vorschiebenden Stempel 7 vorbei in den rückwärtigen Teil der Mischkapsel 5 entleert und nicht über die Auslaufdüse 6 ausgepreßt wird. Am Außenmantel der Mischkapsel ist eine durch Auflauf­ schrägen 42 begrenzte äußere Nut 43 vorgesehen, in die die Zapfen 27 der Haltearme 22 einer Halterung 21 zur Positionierung der Einraummischkapsel 5 während des Dosierprozesses eingreifen. Die Nut 43 dient ferner zum Ansetzen eines Ausbringgerätes, mit dessen Hilfe der eingesetzte Stempel 7 vorgeschoben und das Ausbringen der angemischten Füllmasse erleich­ tert wird. Unterhalb der durch Auflaufschrägen 42 be­ grenzten Nut 43 ist vorteilhafterweise ein Griffele­ ment 47 zur leichteren Handhabung der erfindungsgemä­ ßen Mischkapsel 5 vorgesehen.

Gegenüber den bisher bekannten Kapseln mit Ausbringdü­ se ist die vorgeschlagene Einraummischkapsel 5 sowohl in ihrer Konstruktion als auch in ihrer Herstellung wesentlich einfacher und kostengünstiger. Trennschich­ ten zur Bildung von Kompartimenten innerhalb der Kapsel sind vollständig überflüssig. Außerdem kann auf das Einbringen von Folienkissen verzichtet wer­ den. Nach vollständigem Ausbringen der angemischten Füllmasse wird die Mischkapsel gründlich gereinigt und kann nach Zusammenstecken der einzelnen Kapseltei­ le einer Wiederverwendung zugeführt werden. Wird auf die Wiederverwendung der vorgeschlagenen Einraummisch­ kapsel 5 verzichtet, kann diese auf einfache Weise entsorgt werden.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Dispenser 9 zur Bevorratung einer pulverförmigen Materialkomponente mittels einer Gewindeverbindung 52 in eine Halterung 12, die sowohl ortsfest als auch bewegbar angeordnet werden kann, eingesetzt. Die Halterung 12 weist boden­ seitig einen Auslauf 28 mit einer Auslaufbohrung auf, die mit einer Dosieröffnung 25 in einem bewegbaren Verschieberiegel 20 kommuniziert. Unterhalb des Verschieberiegels 20 befindet sich eine Halterung 21, in deren Halterarme 22 die zu befüllende Einraummisch­ kapsel 5 formschlüssig eingespannt ist. Die Halterung 21 besitzt ein Einlaufrohr 29, über das die mit Hilfe der Dosieröffnung 25 im Verschieberiegel 20 dosierte Materialmenge in die Einraummischkapsel 5 entleert wird. Wie bereits dargelegt kann die Halterung 21 bei ortsfest positionierten Dispensern 9; 10; 11 beweglich und bei beweglich angeordneten Dispensern ortsfest angeordnet werden. In einer Ausnehmung der Halterung 21 ist eine Feder 23 vorgesehen, die den Verschiebe­ riegel 20 gegen den bodenseitigen Teil der Halterung 12 drückt. Ferner ist der Verschieberiegel 20 an einem Ende mit einem Nocken 24 versehen, der mit einer Riffelung 26 im Bodenteil der Halterung 12 zusammenwirkt und bei Erreichen der Entleerungsstel­ lung des Verschieberiegels 20 Schwingungen auslöst, um ein vollständiges Entleeren des in der Dosier­ öffnung 25 befindlichen pulverförmigen Materials zu gewährleisten. Es hat sich gezeigt, daß kohäsives Zementpulver ohne mechanische Einwirkungen leicht in der Dosierbohrung 25 haften bleibt und dadurch Störun­ gen im Dosierprozeß verursacht werden. Die im Zusam­ menwirken des Nocken 24 mit der Riffelung 26 ausgelö­ sten Schwingungen verhindern außerdem das Entstehen von Materialbrücken innerhalb des Dispensers 9, wodurch ein störungsfreier Zulauf des Materials in den Zulauf 28 verhindert werden könnte. Die Verstel­ lung des Verschieberiegels 20 zur Entleerung des in der Dosierbohrung 25 befindlichen Materials und seine Zurückführung in die Ausgangsstellung erfolgt mit Hilfe bekannter Mittel über die Prozeßsteuerung 50 anhand der eingegebenen und vom Rechner 4 ermittelten Daten.

Eine weitere Möglichkeit zum individuellen Befüllen einer Einraummischkapsel 5 mit einer exakt dosierten Materialmenge ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Entnahme der Materialkomponenten und das Einfüllen derselben in die Einraummischkapsel 5 mit Hilfe einer Pipettenanordnung erfolgt. Die zur Dosierung und Zuführung der pulverförmigen und flüssigen Material­ komponenten dienende Pipette 34 ist in einer Halte­ rung 36 eingespannt und sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ebene entlang einer Schiene 35 beweg­ bar. Die anhand der eingegebenen Daten aufzunehmenden Materialkomponenten werden mit Hilfe einer Hubpumpe 37 dosiert, die über Steuerleitungen 38 mit der Pro­ zeßsteuerung 50 verbunden ist und an die die Pipette 34 über eine flexible Verbindung 39 angeschlossen ist. Die pulverförmigen und flüssigen Materialkompo­ nenten werden wiederum in Dispensern 30, 31 und 32 be­ vorratet, in die die Pipette 34 zur Aufnahme der ge­ wünschten Materialmengen eingesteckt, die gewünschte Materialkomponente mit Hilfe der Hubpumpe dosiert aufgenommen und nach Verfahren der Pipette über die an ihrer Stirnseite 53 offene Einraummischkapsel 5 in den Mischraum 41 eingetragen wird. Die Ansteuerung der Pipettenbewegung erfolgt wiederum über die vom Rechner 4 gesteuerte Prozeßsteuerung 50.

Zur Pulverdosierung eignen sich insbesondere auch flexibelwandige Dispenser, die an ihrer untersten Stelle mit einem Schlitz versehen sind, wobei der Schlitz mechanisch unterschiedlich weit aufgezogen und verschlossen wird und gleichzeitig durch rhythmi­ sches Klopfen auf die Außenseite der Dosiereinrich­ tung die Mischkomponente in Bewegung versetzt wird. Dadurch gelingt es, auch kohäsive Pulver feinst zu dosieren.

Ein Dosiervorgang wird nachfolgend beispielhaft erläutert:

Gegeben sei ein erfindungsgemäßes Dosiergerät mit mindestens fünf Lager- und Dosierplätzen für pulverförmige Materialkomponenten und zwei Lager- und Dosierplätzen für flüssige und/oder pastöse Material­ komponenten.

Gefordert wird die Anfertigung einer Füllmasse der Farbe A, in der Menge I, mit einer mittleren Konsi­ stenz.

Die Farbe A setzt sich, wie im Speicher eingegeben, aus den Pulverkomponenten 1 (30%), 2 (10%), 3 (50%), 4 (8%) und 5 (2%) zusammen. Hinsichtlich der Dosierung von Pulver und Flüssigkeit liegen folgende Vorgaben vor:

Die Komponenten 1 bis 3 werden stets mit Flüssigkeit 1 gemischt, die Komponenten 4 und 5 werden stets mit Flüssigkeit 2 gemischt. Flüssigkeit 1 und Flüssigkeit 2 können in einer Mischkapsel miteinander vermischt werden. Es besteht eine Kompatibilität zwischen allen verwendeten Flüssigkeiten und Pulvern. Dieser Umstand ist für den Rechner aus den Mischgutkenndaten in Kombination mit den gespeicherten Daten erkennbar.

Dem Rechner liegen über die Füllstandssignalleitungen Informationen über die ausreichende Befüllung der be­ troffenen Lagerorte und deren Vorratsbehälter vor. Diese Informationen können auch über die vorausgegan­ genen Entnahmen seit der letzten Neubefüllung gewon­ nen werden.

Die Dosierverhältnisse für die jeweilige Komponente wurden zusammen mit der Farbvariante und dem Lagerort in der Dosiereinrichtung bei der Bestückung der Einrichtung in den Rechner eingegeben und gespei­ chert.

Als Mengen, die beispielsweise im Datenspeicher Rechner eingegeben wurden, sind festgelegt:

I 400 mg Pulver, zuzügl. die entsprechende Menge Flüssig­ keit
II 600 mg Pulver, zuzügl. Flüss.
III 800 mg Pulver, zuzügl. Flüss.

Der Dosiervorgang läuft wie folgt ab, wobei die Rei­ henfolge der Pulverkomponenten unerheblich ist.

Komponente 1: 120 mg
Komponente 2:  40 mg
Komponente 3: 200 mg
Komponente 4:  32 mg
Komponente 5:   8 mg

Die Befüllung der Mischkapsel wird jeweils für die einzelne Füllkomponente überprüft.

Aus der Konsistenzvorgabe "Mittel" und den Dosierver­ hältnissen errechnet sich die Befüllung mit:

Flüssigkeit 1
120 mg × 4.3
 40 mg × 4.3
200 mg × 3.9

Mittleres Verhältnis: 1 : 4.077
Anzurechnende Pulvermenge: 360 mg
Einzubringende Flüssigkeitsmenge (1): 1467,99 mg

Flüssigkeit 2
32 mg × 2.1
 8 mg × 4.3

Mittleres Verhältnis: 1 : 4.064
Anzurechnende Pulvermenge: 40 mg
Einzubringende Flüssigkeitsmenge (2): 162,56 mg

Gesamt-Füllmenge: 2.030,55 mg

Mischzeit-Berechnung

Für die Flüssigkeit 1 wird eine optimale Mischzeit von 10 Sekunden angenommen. Für die Flüssigkeit 2 beträgt diese Mischzeit 6 Sekunden. Da ein wesentlicher Teil der Mischzeit für Lösungsvorgänge benötigt wird, die vorgängig zur Durchmischung ablaufen, wird stets die längste Mischzeit einer Einzelkomponente als Misch­ zeit vorgegeben. In diesem Fall beträgt die Mischzeit also 10 Sekunden. Im Falle von separatem Mischen wird diese Information dem Bediener über das Display ange­ zeigt. Integrierte Mischer werden entsprechend gesteu­ ert.

Claims (19)

1. Verfahren zum Dosieren und Mischen von aus mehreren Komponenten bestehenden Zahnfüllstoffen unter Verwendung eines Datenträgers oder von Codes für die Eingabe vorbestimmter Daten zur Steuerung eines Dosier- und Mischprozesses von in Einraum-Mischkapseln abzufüllenden Materialkomponen­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß die für die anzumi­ schende Füllmasse bestimmenden Dosierkenndaten der Materialkomponenten, die auch Informationen über die maximal zulässigen Mengenverhältnisse und über die möglichen Dosierverhältnisse enthalten, zusam­ men mit den Mischkenndaten für den nachfolgenden Mischprozeß, einschließlich der Bestückung der Lage­ rorte mit Mischgut über einen Datenträger oder einen Code und die Menge der anzumischenden Masse und die Vorgaben über die Art der anzumischenden Masse, einschließlich ihrer Konsistenz über eine Tastatur oder Barcodes in einen Rechner zur Steue­ rung einer Einrichtung zum Dosieren und Mischen von Zahnfüllstoffen eingegeben werden, daß die Dosiermengen der Ma­ terialkomponenten aus den gespeicherten Daten und vorgenannten Eingaben errechnet und in ein Signal zur Steuerung von Mitteln zur Dosierung und Zuführung der pulverförmigen und flüssigen oder pastöse Mischkomponenten in eine Mischkapsel umgesetzt werden und daß nach Verschließen der Mischkapsel die in der Misch­ kapsel befindlichen Materialien auf der Grundlage von errechneten oder eingegebenen Mischkenndaten miteinander vermischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbangaben der anzumischenden Masse über Buchstaben- und Nummerncodes eingegeben werden, wobei der Rechner unter Auswertung der Daten über die Bestückung der Lagerorte für die pulverförmi­ gen, flüssigen oder pastösen Komponenten das notwendige Dosierverhältnis der unterschiedlichen Mischgutkomponenten in Abhängigkeit von der ge­ wünschten Menge der anzumischenden Masse und der gewünschten Konsistenz errechnet und in Signale zur Steuerung von Dosiermitteln umsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die benötigte Füllmasse und ihre Konsistenz zusammen mit den Daten für die Dosierung der Materialkomponenten über einen Datenträger, der optionell auch die Daten über Mischdauer und Misch­ frequenz enthält, eingegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die (für die Füll-Materialien unter­ schiedlicher Herstellung) spezifischen Dosierkennda­ ten, einschließlich der Mischungsverhältnisse von Pulver und Flüssigkeit und den Angaben über die Kompatibilität, von Füll-Materialien unterschiedli­ cher Art, Einfärbung und Hersteller in einem Daten­ speicher vorgehalten und für die Steuerung einer Dosiereinrichtung vom Rechner abgerufen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dosierung der Mischkomponenten ge­ wichtsmäßig überwacht wird, wobei der Gewichtsan­ teil jeder einzelnen Mischkomponente während der Dosierung gemessen und das Verhältnis von Pulver- und Flüssigkeitskomponenten zueinander aus der Menge der pulverförmigen Komponenten und deren jeweiligen Pulver-Flüssigkeits-Koeffizienten unter Berücksichtigung der materialspezifischen Dosier­ kenndaten und der eingegebenen gewünschten Konsi­ stenz der Mischmasse errechnet und das Wägeergebnis der bereits eingefüllten Menge des jeweiligen Misch­ gutes in den Rechner eingegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung der Komponenten volumetrisch erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bericht über die vorgenommenen Dosierungen angefertigt wird, der wahlweise ausgedruckt oder durch Datenübertragung an einen se­ paraten Praxiscomputer geleitet wird, wobei die Daten über die Dosierungs- und Mischverhältnisse und über die verwendeten Chargen den Patientendaten beigefügt werden.

8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, bestehend aus Dispensern für die Bevorratung und Abgabe pulverförmiger und flüssiger oder pastöser Materialkomponenten, ferner bestehend aus Dosiereinrichtungen zur mengenmäßigen, voneinan­ der unabhängigen, portionsweisen Dosierung der gewünschten Mischungsbestandteile, die durch eine rechnergestützte Steuerung betätigt werden, ferner bestehend aus einem integrierten oder separaten Vi­ brationsmischer, der die in eine Mischkapsel mit einer Ausbringöffnung und einem verschiebbaren Stempel eingebrachten Materialkomponenten intensiv durchmischt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang des Rechners (4) der Betriebssteuerung neben den Füllstandssignalleitungen der Dispenser (9; 10; 11) und der Betriebsbereitsschaftssignallei­ tung (19) eines Mischers (15) eine Dateneingabesta­ tion (1) für die auf Datenträgern gespeicherten oder über Codes einzugebenden mischgutspezifischen Daten, ein Datenspeicher (2) für die nicht zu überschreitenden Grenzwerte der Mischkomponenten sowie für die Vorhaltung der mischgutspezifischen Verrechnungsdaten, ferner eine Eingabetastatur (3) und der Signalausgang einer Kontrollwaage ange­ schlossen sind und der Rechnerausgang mit der Prozeßsteuerung (50) für die Mittel zur Dosierung der Mischkomponenten und für die Steuerung des Mischers (15) verbunden ist, wobei alle Mischkompo­ nenten der gewünschten Füllmasse über eine offene Stirnseite (53) aus dem Vorratsbehälter in den Mischraum (41) einer Einraummischkapsel (5) einge­ bracht und die Einraummischkapsel (5) nach dem dosierten Einfüllen der Mischkomponenten durch einen vorschiebbaren Stempel (7), der gleichzeitig als Vorschubstempel zur Entleerung der Kapsel dient, verschließbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die zur Herstellung der Füllmasse erforder­ lichen mischgutspezifischen Daten auf Magnetstrei­ fenkarten oder Chipkarten gespeichert sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die mischgutspezifischen Daten über Zah­ len- oder Nummerncodes in Übereinstimmung mit der Bestückung der Lagerorte (9-11) in den Datenspei­ cher (2) eingelesen sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die zur Herstellung der Füllmasse notwendi­ gen Daten über einen Barcodeleser eingegeben wer­ den.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Material­ komponenten über eine Pipette (34), die mit Hubpum­ pen oder Dosierspritzen verbunden sind, dosiert in den Mischraum (41) der Einraummischkapsel (5) eingegeben werden.

13. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zur Dosierung der anzumischen­ den Materialkomponenten einen mit Dosieröffnungen (25) versehenen Verschieberiegel (20) umfassen, der mit einem Nocken (24), der in Zusammenwirken mit einer an der Halterung (12) vorhandenen Riffelung (26) bei Erreichen der Entleerungsstellung des Riegels Schwingungen auslöst, versehen ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die als Dispenser (9; 10; 11) eingesetzten Vorratsbehälter einen Aus­ bringschlitz mit steuerbarer Öffnungsweite besitzen und während des Abdosierens in Schwingungen versetz­ bar sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verschieberiegel (20) in einer Halterung (12) der Dispenser (9; 10; 11) verschiebbar gelagert und die Einraummischkapsel (5) unter einem Einlaufrohr (29) zwischen Haltearme (22) einer Halterung (21) positioniert ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Mischraum (41) der Einraummischkapsel (5) gegenüber der Auslaufdüse (6) durch eine Trenn­ membrane (46), die während des Ausbringvorganges durch einen am Stempel (7) angebrachten Dorn (40) durchstoßen wird, verschlossen und der Stempel (7) an die Mischkapsel (5) durch eine flexible Verbin­ dung (8) angelenkt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 8 und 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einraummischkapsel im Bereich ihrer offenen Stirnseite eine umlaufende Nut (43) oder Griffelemente (47) aufweist.

18. Einrichtung nach Anspruch 8, 15 und 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnung (48) der Auslaufdüse (6) durch einen stiftförmigen Einsatz (45) ver­ schlossen ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 8 und 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (7) mit einer Dichtlippe (54) versehen ist, die mit einer radia­ len Nut (55) in der Einraummischkapsel (5) zusammen­ wirkt.