DE102019119160A1

DE102019119160A1 - Dynamischer Mischer mit balancierbaren Zuführkanälen

Info

Publication number: DE102019119160A1
Application number: DE102019119160.2A
Authority: DE
Inventors: Mike Kondziela; Andreas Grundler; Michael Hendrich
Original assignee: Kulzer GmbH; Kulzer and Co GmbH
Current assignee: Kulzer GmbH
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-01-21
Also published as: EP3999221A1; US20220258112A1; WO2021009071A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Mischer, insbesondere für Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines dynamischen Mischers, insbesondere für Dentalmaterialien unterschiedlicher Viskosität.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Mischer, insbesondere für Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines dynamischen Mischers, insbesondere für Dentalmaterialien unterschiedlicher Viskosität.
Abformmaterialien bestehen in der Regel aus zwei pastösen Massen. Diese zwei Komponenten werden in Kartuschen abgefüllt und unmittelbar vor der Anwendung herausgepresst und dabei gemischt. Bei großvolumigen Kartuschen 10:1 kommen sogenannte dynamische Mischer zum Einsatz. Diese Mischer besitzen zwei Einlauföffnungen, die mit den Austrittsöffnungen der Doppelkartusche verbunden (aufgesteckt) werden. Die Baugruppe wird anschließend in ein Mischgerät eingelegt und der Rotor des dynamischen Mischers mit der Antriebswelle des Mischgerätes verbunden. Das Mischgerät beeinflusst über den Auspressdruck und die Drehzahl die Homogenität des gemischten Abformmaterials und damit unmittelbar die Produktqualität.
Damit der Mischer perfekt arbeitet, ist eine gleichmäßige Zuführung der beiden Komponenten bis zum Zusammentreffen am Rotor zwingend erforderlich. Schwanken die Massenströme der beiden Komponenten oder reißt ein Massestrom teilweise oder gänzlich ab, wird das Abformmaterial unbrauchbar. Um dieses zu vermeiden, ist eine perfekte Ausbalancierung der zwei Zuführkanäle, von Eintrittsöffnung am Mischer bis zum Rotor, erforderlich. Meistens werden die Austrittbohrungen der Kartuschen und die Einlauföffnungen der Mischer für die beiden Komponenten im gleichen Querschnittsverhältnis wie das spätere Mischverhältnis ausgelegt. Die derzeitigen bei Kulzer im Einsatz befindlichen 10:1 Kartuschen und Mischer besitzen einen Flächenquerschnitt von ca. 12,2 mm² (Katalysator) und 121 mm² (Base). Das Verhältnis der beiden Querschnitte liegt somit bei 10:1. Bei dieser Auslegung kann aber nicht das unterschiedliche Fließverhalten verschiedener Massen berücksichtigt werden. Die Anpassung erfolgt über Einbringung von Fließwiderständen in die Einlaufbohrungen bzw. in den Fließweg der leichter fließenden Komponente. Diese Ausbalancierung erfolgt empirisch und muss individuell auf das jeweilige Fließverhalten der Komponente abgestimmt werden. Anpassungen an der Mischergeometrie erfordern Anpassungen im Spritzgießwerkzeug. Diese Schritte sind zeit- und kostenintensiv. Bestimmte Hersteller versuchen daher die Mischergeometrie für eine größere Bandbreite von Produkten einzustellen.
Diese Problematik und Lösungsansätze werden z.B. in der Gebrauchsmusterschrift DE 29818499U1 und im Patent DE10164385C1 beschrieben. Der größere Massestrom aus der größeren Kartusche wird hier mittels Verzögerungskammer und / oder Umwegskanal balanciert. Dieser Lösungsansatz verursacht einen sehr hohen Entwicklungsaufwand. Die rheologische Ausbalancierung erfolgt in iterativen Schritten mit jeweiligen Anpassungen der Pilotwerkzeuge. Hinsichtlich Entwicklungszeit und Entwicklungskosten besitzt diese Lösung daher deutliche Nachteile. Da die Balancierung der Zufuhrkanäle auf die beiden pastösen Massen und deren Viskosität ausgelegt sein muss, ist das System für andere Viskositäten bzw. pastöse Massen nicht oder nur bedingt einsetzbar.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dynamischen Mischer zur Verfügung zu stellen, welcher nicht nur für zwei pastöse Massen mit zwei verschiedenen Viskositäten ausgelegt ist, sondern für eine Vielzahl von pastösen Massen mit einer Vielzahl von verschiedenen Viskositäten. Ein dynamischer Mischer soll für eine Vielzahl von verschiedenen pastösen Massen anwendbar sein, wobei für jeweils zwei aus dieser Vielzahl von verschiedenen Massen eine gleichmäßige Zuführung der beiden Komponenten bis zum Zusammentreffen am Rotor des dynamischen Mischers gewährleistet ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch einen dynamischen Mischer, insbesondere für Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität, wobei der dynamische Mischer umfasst:

- ein zumindest teilweise weitestgehend zylindrisches Kammerteil, mit einer Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, wobei das Kammerteil eine Mischkammer umfasst und
- ein am hinteren Ende des Kammerteils angeordnetes Verschlussteil mit einer ersten und zweiten Eintrittsöffnung für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Öffnung für eine im Kammerteil um seine Längsachse drehbare Mischerwelle eines Rotors, wobei das Kammerteil und das Verschlussteil rotationssymmetrisch zur Mischerwelle zueinander gelagert sind, wobei das Verschlussteil mindestens zwei axial hintereinandergeschaltete im Wesentlichen parallele Ebenen auf der der Rotorspitze abgewandten Seite aufweist, wobei die dem Rotor abgewandte Ebene die erste und die zweite Eintrittsöffnung umfasst, wobei die dem Rotor zugewandte Ebene eine erste und eine zweite Durchtrittsöffnung zur Mischkammer aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung und die erste Durchtrittsöffnung einen geradlinigen Kanal bilden, wobei die mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen einen Zuführkanal zwischen der zweiten Eintrittsöffnung und der zweiten Durchtrittsöffnung zur Mischkammer bilden, wobei der Zuführkanal auf einem inneren Teilkreis des Verschlussteils verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausmaße des Zuführkanals in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil variabel sind, wobei die Ausmaße des Zuführkanals eine Länge, eine Breite und/oder Höhe des Zuführkanals umfassen.

Der Zuführkanal ist ein Kanal, der vorzugsweise in einem Zwischenraum zwischen zwei Ebenen verläuft, insbesondere zwischen zwei im Wesentlichen parallel angeordneten Ebenen. In einer Ausführungsform verläuft der Zuführkanal an der Grenzfläche zwischen Kammerteil und Verschlussteil und ist durch eine Verdrehung von Kammerteil und Verschlussteil relativ zueinander in Länge, Breite und Höhe variierbar, sodass der Weg zwischen der zweiten Eintrittsöffnung des dynamischen Mischers und der zweiten Durchtrittsöffnung zur Mischkammer hinsichtlich Länge, Breite und Höhe variierbar ist. Von einer Vielzahl von Komponenten kann nun eine gewählt werden und der Zuführkanal hinsichtlich Länge, Breite und Höhe durch Verdrehen von Kammerteil und Verschlussteil zueinander so eingestellt werden bis die gewählte Komponente zeitgleich beim Rotor eintrifft wie eine zweite gewählte Komponente, die den geradlinigen Kanal zwischen erster Eintrittsöffnung und der ersten Durchtrittsöffnung nutzt. Wählt man ein weiteres Komponentenpaar mit anderen Viskositäten, so kann ein gleichzeitiges Erreichen des Rotors durch beide Substanzen wieder dadurch erreicht werden, indem die Länge, Breite und Höhe des Zuführkanals durch relatives Verdrehen zueinander von Kammerteil und Verschlussteil angepasst wird. Jedes Mal, wenn man die Komponenten wechselt, muss man durch relatives Verdrehen von Kammerteil und Verschlussteil zueinander die Ausmaße des Zuführkanals, also den Weg zwischen der zweiten Eintrittsöffnung des dynamischen Mischers und der zweiten Durchtrittsöffnung zur Mischkammer ändern damit die jeweiligen zwei Komponenten zeitgleich am Rotor ankommen. Damit ist der dynamische Mischer für mehrere verschiedene Komponentenpaare mit unterschiedlichen Viskositäten verwendbar.
Die zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen können zwei ebene Schichten im Verschlussteil sein, die benachbart angeordnet sind.
Die Viskosität bezeichnet die Zähflüssigkeit oder Zähigkeit von Flüssigkeiten und Gasen (Fluiden). Je größer die Viskosität ist, desto dickflüssiger (weniger fließfähig) ist das Fluid; je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger (fließfähiger) ist es.
Ohne weitere Angaben ist der Widerstand des Fluids gegenüber Scherung gemeint. Sie wird daher als Scherviskosität bezeichnet, zur Abgrenzung gegenüber der Dehnviskosität bei Dehnung sowie der Volumenviskosität bei gleichmäßigem Druck.
Dentalmaterialien umfassen vorzugsweise zwei Komponenten (2K) umfassende dentale Abformmaterialien, besonders bevorzugt 2K-Polydimethylsiloxan (PDMS).
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil der von dem Zuführkanal gebildete Teilkreis einen Winkel von 20 bis 170 Grad umschließt.
Die Länge des Zuführkanals, welcher sich auf einem Teilkreis des Verschlussteils befindet, ist also variierbar und lässt sich in Winkelgrad als auch im Bogenmaß ausdrücken. Je dünnflüssiger (fließfähiger) die Komponente, die durch den Zuführkanal fließen soll, umso länger der Zuführkanal.
Gemäß einer Ausführungsform nimmt der Querschnitt des Zuführkanals in Richtung der Mischkammer ab- oder zu, wobei die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals in Richtung der Mischkammer ab- oder zunimmt, wobei die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals an der zweiten Durchtrittsöffnung zu der Mischkammer von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil abhängen.
Dadurch weist der erfindungsgemäße Zuführkanal beispielsweise einen zusätzlichen Fließwiderstand auf, der durch eine Verengung in Richtung Mischkammer immer stärker ausgeprägt sein kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals am Übergang zu der zweiten Eintrittsöffnung von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil abhängen.
Höhe und/oder Breite des Zuführkanals am Übergang zu der zweiten Eintrittsöffnung sind also variierbar und hängen von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil ab. In Abhängigkeit von der jeweiligen Viskosität der Komponente können Höhe und/oder Breite des Zuführkanals am Übergang zu der zweiten Eintrittsöffnung eingestellt werden durch bloßes Verdrehen von Kammerteil und Verschlussteil zueinander.
Die Designerneuerung des dynamischen Mischers bezieht sich auf die Zuführkanäle zwischen Einführbohrungen und Anfang der Mischkammer bzw. Rotor. Am Auslass der Eintrittsbohrungen befindet sich im Verschlussteil auf dem Weg zum Rotor ein Kanal (Querkanal zur Bohrungsachse). Dieser Kanal ist helikal angelegt und verläuft auf dem Teilkreis der jeweiligen Zuführbohrungen in einem Winkel von 20 - 170°. Die Höhe und / oder Breite des Kanals nimmt zu, so dass der Kanalquerschnitt sich vergrößert und der Fließwiderstand für die durchfließenden Pasten sich verändert und somit beeinflusst werden kann. Durch das verdrehte Aufsetzen von Verschlussteil und Kammerteil ergibt sich eine unterschiedliche Höhe des Kanals am Übergang zur Einführbohrung. Dieses kann genutzt werden, um die optimale Balancierung zwischen den beiden pastösen Massen zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Zuführkanal auf einem weiteren inneren Teilkreis oder auf einer inneren ellipsoiden Bahn eine räumlich begrenzte Trennwand auf, wobei die Trennwand Teil des Kammerteils oder Teil des Verschlussteils ist, wobei die Trennwand den Zuführkanal von der Mischkammer trennt, wobei in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil die Trennwand jeweils eine unterschiedliche relative Position zum Zuführkanal einnimmt.
Die Trennwand trennt Mischkammer und Zuführkanal voneinander. Die Trennwand ist entweder Teil des Kammerteils oder Teil des Verschlussteils und bildet eine variable Innenwand des Zuführkanals. Die Position der Trennwand relativ zum Zuführkanal hängt ab von der relativen Verdrehung von Kammerteil und Verschlussteil. Bei einer hochviskosen Komponente sollte die Trennwand einen kürzeren Teil der Innenwandung des Zuführkanals bilden als bei einer niedrigviskosen Komponente. Die Trennwand stellt also einen weiteren Parameter zur Anpassung eines dynamischen Mischers an die Viskosität einer Komponente dar.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kammerteil oder das Verschlussteil mindestens einen Zapfen aufweist, wobei der mindestens eine Zapfen mit seiner Längsachse in den Zuführkanal hineinragt.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Fließwiderstand in den Zuführkanal integriert. Das Kammerteil besitzt mindestens einen oder zwei Zapfen, die mit der Außenkante auf dem identischen Teilkreisdurchmesser (+ Spiel) der Zuführkanäle des Verschlussteils stehen. Beim Montieren des Verschlussteils und des Kammerteils steht der Zapfen in den Zuführkanal herein und bildet in der späteren Verwendung eine Strömungsbarriere für die pastöse Masse beim Durchfließen. Da der Zapfen auf dem gleichen Teilkreis liegt wie die Zuführkanäle und das äußere Design der beiden Gehäuse rotationssymmetrisch ist, kann die Position der beiden Gehäuseelemente rotatorisch zueinander (Winkel β in 10) verdreht werden. Somit verändert sich die Distanz (Bogenmaß) vom Zapfen zur Einführbohrung.
Durch die zunehmende Breite / Höhe der Zuführkanäle weitet sich zusätzlich der Spalt zwischen Zapfen und innerer Zuführkanalwand. Der Fließwiderstand bei einer Anwendung würde durch die Barrierewirkung des Zapfens beim Durchströmen mit pastösen Massen im Zuführkanal abnehmen. Dadurch kann der Massestrom der Paste so balanciert werden, dass beide Pasten zeitgleich am Rotor eintreffen. Der Verwurf aufgrund möglicher Inhomogenität beim Erstmischen kann somit reduziert werden.
Gemäß einer Ausführungsform hängt die relative Lage des mindestens einen Zapfens im Zuführkanal von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil ab.
Der Fließwiderstand ist somit ebenfalls variierbar.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der möglichen relativen rotationssymmetrischen Positionen von Kammerteil und Verschlussteil in Abhängigkeit von der Viskosität der Dentalmaterialien ausgewählt und durch Verschweißen fixiert wird.
Das Konzept sieht keine Mischer vor, die vom Anwender individuell auf verschiedene Pasten eingestellt werden können. Vielmehr ermöglicht das Konzept des relativen Verdrehens von Kammerteil und Verschlussteil zueinander eine Anpassung auf die jeweilige Viskosität der pastösen Massen. Ist die optimale Position von Zapfen und Zuführkanal gefunden, wird die Positionierung der beiden Bauteile zueinander durch Verschweißen fixiert. Sollte eine Viskosität der pastösen Massen sich ändern oder ein neues Produkt mit neuer Viskosität hinzukommen, könnte mit den bestehenden unverschweißten Bauteilen die neue optimale Mischqualität anhand einer neuen Verschiebung auf dem Teilkreis der beiden Bauteile zueinander wiederhergestellt werden. Dieses wäre im Idealfall durch eine Justierung des Montageautomaten zu lösen. Teure und zeitaufwendige Anpassungen und Erprobungen der Spritzgießwerkzeuge würden damit umgangen.
Gemäß einer Ausführungsform schließt sich an die erste Eintrittsöffnung der geradlinige Kanal an, welcher direkt ohne Umwege in die Mischkammer führt, wobei sich an die zweite Eintrittsöffnung der Zuführkanal anschließt, der über einen Umweg zwischen den mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen des Verschlussteils in die Mischkammer führt, wobei der geradlinige Kanal dazu ausgebildet ist, einen ersten Volumenstrom zu transportieren, wobei der Zuführkanal dazu ausgebildet ist, einen zweiten Volumenstrom zu transportieren, wobei der zweite Volumenstrom zwischen 100% und 10% des ersten Volumenstroms beträgt.
Der jeweilige Verbindungskanal zwischen der Zuführbohrung und der Mischkammer ist in Verbindung mit der Fließbarriere so gestaltet, dass zumindest einer der mindestens zwei Volumenströme zwischen 100 % und 10 % des Volumenstroms ohne Drosselung ergibt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines dynamischen Mischers, insbesondere für Dentalmaterialien unterschiedlicher Viskosität, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfassen kann:

a) Bereitstellen eines zumindest teilweise weitestgehend zylindrischen Kammerteils, mit einer Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, wobei das Kammerteil eine Mischkammer umfasst;
b) Bereitstellen eines Verschlussteils mit einer ersten und zweiten Eintrittsöffnung für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Öffnung für eine im Kammerteil um seine Längsachse drehbare Mischerwelle eines Rotors, wobei das Verschlussteil mindestens zwei axial hintereinandergeschaltete im Wesentlichen parallele Ebenen auf der der Rotorspitze abgewandten Seite aufweist, wobei die dem Rotor abgewandte Ebene die erste und die zweite Eintrittsöffnung umfasst, wobei die dem Rotor zugewandte Ebene eine erste und eine zweite Durchtrittsöffnung zur Mischkammer aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung und die erste Durchtrittsöffnung einen geradlinigen Kanal bilden;
c) Anordnen des Verschlussteils am hinteren Ende des Kammerteils und ein Einführen des Rotors in die Mischkammer;
d) Drehen des Verschlussteils gegen das Kammerteil, wobei sich beim Drehen die Ausmaße eines Zuführkanals zwischen der zweiten Eintrittsöffnung und der zweiten Durchtrittsöffnung zur Mischkammer, welcher von den mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen des Verschlussteils auf der der Rotorspitze abgewandten Seite gebildet wird, in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil ändern, wobei die Ausmaße des Zuführkanals eine Länge, eine Breite und/oder eine Höhe des Zuführkanals umfassen; und optional
e) Fixieren des Verschlussteils mit dem Kammerteil in der relativen Position, bei der der Zuführkanal die optimalen Ausmaße hat, damit die Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung zusammentreffen, insbesondere Verschweißen des Verschlussteils mit dem Kammerteil in der relativen Position, bei der der Zuführkanal die optimalen Ausmaße hat, damit die Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung zusammentreffen. In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
f) Befüllen des dynamischen Mischers mit den Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität an der ersten und zweiten Eintrittsöffnung;
g) Betreiben des Rotors;
h) Beobachten des Verhaltens der Dentalmaterialien mit der unterschiedlichen Viskosität an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung in Abhängigkeit einer relativen Drehposition von Verschlussteil und Kammerteil;
i) Auswählen der relativen Drehposition von Verschlussteil und Kammerteil, so dass die Dentalmaterialien mit der unterschiedlichen Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung zusammentreffen, insbesondere erfolgt das Auswählen in Abhängigkeit von Ablauf des Befüllvorgangs des Mischers, damit die Dentalmaterialien mit der unterschiedlichen Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung zusammentreffen.

Gemäß einer Ausführungsform ändert sich beim Drehen des Verschlussteils gegen das Kammerteil, eine relative Position einer Trennwand zum Zuführkanal, wobei die Trennwand Teil des Kammerteils oder Teil des Verschlussteils ist, wobei die Trennwand den Zuführkanal von der Mischkammer trennt, wobei die Trennwand auf einem weiteren inneren Teilkreis oder auf einer inneren ellipsoiden Bahn des Zuführkanals verläuft.
Je nachdem, wie lang die Innenwand, welche durch die Trennwand gebildet wird, des Zuführkanals ist, so lang ist der Weg im Zuführkanal zur Durchtrittsöffnung zur Mischkammer. Bildet die Trennwand eine relativ lange Innenwandung des Zuführkanals, desto länger ist der Weg von der Eintrittsöffnung des Zuführkanals durch den Zuführkanal bis zur Durchtrittsöffnung in die Mischkammer. Bildet die Trennwand eine relativ kurze Innenwandung des Zuführkanals, desto kürzer ist der Weg von der Eintrittsöffnung durch den Zuführkanal bis zur Durchtrittsöffnung in die Mischkammer.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich beim Drehen des Verschlussteils gegen das Kammerteil, eine relative Position mindestens eines Zapfens, welcher mit seiner Längsachse in den Zuführkanal hineinragt, relativ zum Zuführkanal ändert.
Damit ändert sich in vorteilhafter Weise der Fließwiderstand im erfindungsgemäßen Zuführkanal.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte f) bis i) iterativ durchlaufen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung eines dynamischen Mischers zum Mischen von Dentalmaterialien mit unterschiedlichen Viskositäten.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Figurenliste

1a/b zeigen einen dynamischen Mischer 1 im Querschnittsprofil.
2 zeigt einen Rotor 10 eines dynamischen Mischers 1.
3 zeigt ein Verschlussteil 5 des dynamischen Mischers 1.
4 zeigt ein Kammerteil 2 des dynamischen Mischers 1.
5 zeigt ein Verschlussteil 5 in Innenansicht.
6 zeigt ein Verschlussteil 5 mit eingesetztem Rotor 10.
7 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15.
8 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15 und markierter Trennwand 16 zwischen Zuführkanal 15 und Mischkammer 4.
9 zeigt ein Kammerteil 2 mit einer markierten Trennwand 16 für den Zuführkanal 15.
10 zeigt einen Querschnitt durch den dynamischen Mischer 2 mit erfindungsgemäßem Zuführkanal 15 und Trennwand 16.
11 zeigt eine minimale und eine maximale Verdrehung von Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 zueinander.

Ausführungsformen der Erfindung
1a und 1b zeigen einen dynamischen Mischer 1 im Querschnittsprofil. Das Mischergehäuse umfasst ein weitestgehend zylindrisches Kammerteil 2 mit innengelegener Mischkammer 4 und ein Verschlussteil 5 mit einer ersten und zweiten Eintrittsöffnung 6, 7 sowie einer zentrischen Öffnung 8 für eine im Kammerteil 2 gelegene um seine Längsachse drehbar gelagerte Mischerwelle 9 eines Rotors 10, welcher zentral und rotationssymmetrisch in der Mischkammer 4 angeordnet ist.
2 zeigt einen Rotor 10 eines dynamischen Mischers 1. Der Rotor 10 weist für den Teil, der für die Mischkammer 4 bestimmt ist, Rotorblätter auf, die rotationssymmetrisch auf dem Rotor angeordnet sind. In dem Teil, der für das Verschlussteil 5 bestimmt ist, weist der Rotor zwei Plateaus auf, wobei das Plateau, welches den Rotorblättern zugewandt ist, eine Durchtrittsöffnung 13, 14 zur Mischkammer 4 aufweist. Im unteren Bereich des Rotors 10 ist die Mischerwelle 9 zentral gelagert.
3 zeigt ein Verschlussteil 5 des dynamischen Mischers 1. Das Verschlussteil 5 weist mindestens zwei axial hintereinandergeschaltete im Wesentlichen parallele Ebenen 11, 12 auf der der Rotorspitze abgewandten Seite auf, wobei die dem Rotor 10 abgewandte Ebene 11 die erste und die zweite Eintrittsöffnung 6, 7 umfasst. Die dem Rotor 10 zugewandte Ebene 12 weist eine erste und eine zweite Durchtrittsöffnung 13, 14 zur Mischkammer auf, wobei die erste Eintrittsöffnung 6 und die erste Durchtrittsöffnung 13 einen geradlinigen Kanal 18 bilden. Die mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen 11, 12 bilden einen Zuführkanal 15 zwischen der zweiten Eintrittsöffnung 7 und der zweiten Durchtrittsöffnung 14 zur Mischkammer 4, wobei der Zuführkanal 15 auf einem inneren Teilkreis des Verschlussteils 5 verläuft.
4 zeigt ein Kammerteil 2 des dynamischen Mischers 1. Das zumindest teilweise weitestgehend zylindrische Kammerteil 2 weist eine Ausbringöffnung 3 am oberen Ende des Kammerteils 2 auf. Das Kammerteil umfasst eine Mischkammer 4. Im unteren Teil des Kammerteils 2 sieht man eine Durchtrittsöffnung 13, 14 zur Mischkammer 4.
5 zeigt ein Verschlussteil 5 in Innenansicht. Man sieht quasi von der Mischkammer aus auf die Durchtrittsöffnungen 13, 14. Eine erste Eintrittsöffnung 6 und die erste Durchtrittsöffnung 13 bilden einen geradlinigen Kanal 18, welcher direkt von außen in die Mischkammer 4 führt.
6 zeigt ein Verschlussteil 5 mit eingesetztem Rotor 10. Seitlich des Rotors 10 sieht man die erste Durchtrittsöffnung 13 und die zweite Durchtrittsöffnung 14.
7 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15. Die mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen 11, 12 bilden einen Zuführkanal 15 zwischen der zweiten Eintrittsöffnung 7 und der zweiten Durchtrittsöffnung 14 zur Mischkammer 4, wobei der Zuführkanal 15 auf einem inneren Teilkreis des Verschlussteils 5 verläuft.
8 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15 und markierter Trennwand 16 zwischen Zuführkanal 15 und Mischkammer 4. Der Zuführkanal 15 weist auf einem weiteren inneren Teilkreis oder auf einer inneren ellipsoiden Bahn eine räumlich begrenzte Trennwand 16 auf. Die Trennwand 16 kann Teil des Kammerteils 2 oder Teil des Verschlussteils 5 sein. In 8 ist die Trennwand Teil des Verschlussteils 5. Die Trennwand trennt den Zuführkanal 15 von der Mischkammer 4. In Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 nimmt die Trennwand 16 jeweils eine unterschiedliche relative Position zum Zuführkanal 15 ein.
9 zeigt ein Kammerteil 2 mit einer markierten Trennwand 16 für den Zuführkanal 15. Die Trennwand ist Teil des Kammerteils 2.
10 zeigt einen Querschnitt durch den dynamischen Mischer 1 mit erfindungsgemäßem Zuführkanal 15 und Trennwand 16. Verdreht man Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 gegeneinander, wird die Trennwand 16 ebenfalls verschoben. Hierdurch wird die Länge des Fließweges und somit der Fließwiderstand des Zuführkanals 15 beeinflusst. Der Zuführkanal 15 kann balanciert werden, so dass die Austrittsmenge dem späteren Mischverhältnis entspricht.
11 zeigt eine minimale und eine maximale Verdrehung von Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 zueinander. Fließhindernisse (Zapfen 17 dargestellt als Kreise) verringern den Durchfluss im Zuführkanal. Diese Zapfen 17 sind am Kammerteil 2 angeordnet und ragen nach der Montage mit dem Verschlussteil 5 in den Zuführkanal 15. Der Zuführkanal 15 wird mit zunehmendem Fließweg schmaler. Durch unterschiedliches Positionieren von Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 werden auch die Fließhindernisse im Zuführkanal 15 anders positioniert und können somit den offenen Kanalquerschnitt an dieser Stelle verändern. Dieses kann ebenfalls zum Balancieren des Fließkanals genutzt werden.
Bezugszeichenliste

1: dynamischer Mischer
2: Kammerteil (= Mischerdeckelgehäuse)
3: Ausbringöffnung
4: Mischkammer
5: Verschlussteil (= Mischerbodengehäuse)
6: erste Eintrittsöffnung
7: zweite Eintrittsöffnung
8: zentrische Öffnung
9: Mischerwelle
10: Rotor
11: dem Rotor abgewandte Ebene
12: dem Rotor zugewandte Ebene
13: erste Durchtrittsöffnung
14: zweite Durchtrittsöffnung
15: Zuführkanal
16: Trennwand
17: Zapfen
18: geradliniger Kanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29818499 U1 [0004]
DE 10164385 C1 [0004]

Claims

Dynamischer Mischer (1), insbesondere für Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität, wobei der dynamische Mischer (1) umfasst: - ein zumindest teilweise weitestgehend zylindrisches Kammerteil (2), mit einer Ausbringöffnung (3) am vorderen Ende des Kammerteils (2), wobei das Kammerteil (2) eine Mischkammer (4) umfasst und - ein am hinteren Ende des Kammerteils (2) angeordnetes Verschlussteil (5) mit einer ersten und zweiten Eintrittsöffnung (6, 7) für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Öffnung (8) für eine im Kammerteil (2) um seine Längsachse drehbare Mischerwelle (9) eines Rotors (10), wobei das Kammerteil (2) und das Verschlussteil (5) rotationssymmetrisch zur Mischerwelle (9) zueinander gelagert sind, wobei das Verschlussteil (5) mindestens zwei axial hintereinandergeschaltete im Wesentlichen parallele Ebenen (11, 12) auf der der Rotorspitze abgewandten Seite aufweist, wobei die dem Rotor (10) abgewandte Ebene (11) die erste und die zweite Eintrittsöffnung (6, 7) umfasst, wobei die dem Rotor (10) zugewandte Ebene (12) eine erste und eine zweite Durchtrittsöffnung (13, 14) zur Mischkammer (4) aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung (6) und die erste Durchtrittsöffnung (13) einen geradlinigen Kanal (18) bilden, wobei die mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen (11, 12) einen Zuführkanal (15) zwischen der zweiten Eintrittsöffnung (7) und der zweiten Durchtrittsöffnung (14) zur Mischkammer bilden, wobei der Zuführkanal (15) auf einem inneren Teilkreis des Verschlussteils (5) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausmaße des Zuführkanals (15) in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) variabel sind, wobei die Ausmaße des Zuführkanals (15) eine Länge, eine Breite und/oder Höhe des Zuführkanals (15) umfassen.
Dynamischer Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) der von dem Zuführkanal (15) gebildete Teilkreis einen Winkel von 20 bis 170 Grad umschließt.
Dynamischer Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Zuführkanals (15) in Richtung der Mischkammer (4) ab- oder zunimmt, wobei die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals (15) in Richtung der Mischkammer (4) ab- oder zunimmt, wobei die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals an der zweiten Durchtrittsöffnung (14) zu der Mischkammer (4) von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) abhängen.
Dynamischer Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe und/oder Breite des Zuführkanals (15) am Übergang zu der zweiten Eintrittsöffnung von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) abhängen.
Dynamischer Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (15) auf einem weiteren inneren Teilkreis oder auf einer inneren ellipsoiden Bahn eine räumlich begrenzte Trennwand (16) aufweist, wobei die Trennwand (16) Teil des Kammerteils (2) oder Teil des Verschlussteils (5) ist, wobei die Trennwand den Zuführkanal (15) von der Mischkammer (4) trennt, wobei in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) die Trennwand (16) jeweils eine unterschiedliche relative Position zum Zuführkanal (15) einnimmt.
Dynamischer Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammerteil (2) oder das Verschlussteil (5) mindestens einen Zapfen (17) aufweist, wobei der mindestens eine Zapfen (17) mit seiner Längsachse in den Zuführkanal (15) hineinragt.
Dynamischer Mischer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Lage des mindestens einen Zapfens (17) im Zuführkanal (15) von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) abhängt.
Dynamischer Mischer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der möglichen relativen rotationssymmetrischen Positionen von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) in Abhängigkeit von der Viskosität der Dentalmaterialien ausgewählt und durch Verschweißen fixiert wird.
Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die erste Eintrittsöffnung (6) der geradlinige Kanal (18) anschließt, welcher direkt ohne Umwege in die Mischkammer (4) führt, wobei sich an die zweite Eintrittsöffnung (7) der Zuführkanal (15) anschließt, der über einen Umweg zwischen den mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen (11, 12) des Verschlussteils (5) in die Mischkammer (4) führt, wobei der geradlinige Kanal (18) dazu ausgebildet ist, einen ersten Volumenstrom zu transportieren, wobei der Zuführkanal (15) dazu ausgebildet ist, einen zweiten Volumenstrom zu transportieren, wobei der zweite Volumenstrom zwischen 100% und 10% des ersten Volumenstroms beträgt.
Verfahren zum Herstellen eines dynamischen Mischers (1), insbesondere für Dentalmaterialien unterschiedlicher Viskosität, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: a) Bereitstellen eines zumindest teilweise weitestgehend zylindrischen Kammerteils (2), mit einer Ausbringöffnung (3) am vorderen Ende des Kammerteils (2), wobei das Kammerteil (2) eine Mischkammer (4) umfasst; b) Bereitstellen eines Verschlussteils (5) mit einer ersten und zweiten Eintrittsöffnung (6, 7) für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Öffnung (8) für eine im Kammerteil (2) um seine Längsachse drehbare Mischerwelle (9) eines Rotors (10), wobei das Verschlussteil (5) mindestens zwei axial hintereinandergeschaltete im Wesentlichen parallele Ebenen (11, 12) auf der der Rotorspitze abgewandten Seite aufweist, wobei die dem Rotor (10) abgewandte Ebene (11) die erste und die zweite Eintrittsöffnung (6, 7) umfasst, wobei die dem Rotor (10) zugewandte Ebene (12) eine erste und eine zweite Durchtrittsöffnung (13, 14) zur Mischkammer (4) aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung (6) und die erste Durchtrittsöffnung (13) einen geradlinigen Kanal (18) bilden; c) Anordnen des Verschlussteils (5) am hinteren Ende des Kammerteils (2) und ein Einführen des Rotors (10) in die Mischkammer (4); d) Drehen des Verschlussteils (5) gegen das Kammerteil (2), wobei sich beim Drehen die Ausmaße eines Zuführkanals (15) zwischen der zweiten Eintrittsöffnung (7) und der zweiten Durchtrittsöffnung (14) zur Mischkammer (4), welcher von den mindestens zwei axial hintereinandergeschalteten im Wesentlichen parallelen Ebenen (11, 12) des Verschlussteils (5) auf der der Rotorspitze abgewandten Seite gebildet wird, in Abhängigkeit von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil (2) und Verschlussteil (5) ändern, wobei die Ausmaße des Zuführkanals (15) eine Länge, eine Breite und/oder eine Höhe des Zuführkanals (15) umfassen; und optional e) Fixieren des Verschlussteils (5) mit dem Kammerteil (2) in der relativen Position, bei der der Zuführkanal (15) die optimalen Ausmaße hat, damit die Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung (13, 14) zusammentreffen, insbesondere Verschweißen des Verschlussteils (5) mit dem Kammerteil (2) in der relativen Position, bei der der Zuführkanal (15) die optimalen Ausmaße hat, damit die Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung (13, 14) zusammentreffen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: f) Befüllen des dynamischen Mischers (1) mit den Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität an der ersten und zweiten Eintrittsöffnungen (6, 7); g) Betreiben des Rotors (10); h) Beobachten des Verhaltens der Dentalmaterialien mit der unterschiedlichen Viskosität an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung (13, 14) in Abhängigkeit einer relativen Drehposition von Verschlussteil (5) und Kammerteil (2); i) Auswählen der relativen Drehposition von Verschlussteil (5) und Kammerteil (2), insbesondere in Abhängigkeit vom Ablauf des Befüllvorgangs des Mischers, so dass die Dentalmaterialien mit der unterschiedlichen Viskosität zeitgleich an der ersten und zweiten Durchtrittsöffnung (13, 14) zusammentreffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Drehen des Verschlussteils (5) gegen das Kammerteil (2), eine relative Position einer Trennwand (16) zum Zuführkanal (15) ändert, wobei die Trennwand (16) Teil des Kammerteils (2) oder Teil des Verschlussteils (5) ist, wobei die Trennwand (16) den Zuführkanal (15) von der Mischkammer (4) trennt, wobei die Trennwand (16) auf einem weiteren inneren Teilkreis oder auf einer inneren ellipsoiden Bahn des Zuführkanals (15) verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Drehen des Verschlussteils (5) gegen das Kammerteil (2), eine relative Position mindestens eines Zapfens (17), welcher mit seiner Längsachse in den Zuführkanal (15) hineinragt, relativ zum Zuführkanal (15) ändert.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schritte f) bis i) iterativ durchlaufen werden.
Verwendung eines dynamischen Mischers (1) zum Mischen von Dentalmaterialien mit unterschiedlichen Viskositäten nach den Ansprüchen 1 bis 9.