DE2346313A1 - Verfahren und vorrichtung zum zwangslaeufig definierten messen und schnellen luftfreien mischen mehrerer komponenten, insbesondere elastomerer abdruckmassen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum zwangslaeufig definierten messen und schnellen luftfreien mischen mehrerer komponenten, insbesondere elastomerer abdruckmassen

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DE2346313A1 DE19732346313 DE2346313A DE2346313A1 DE 2346313 A1 DE2346313 A1 DE 2346313A1 DE 19732346313 DE19732346313 DE 19732346313 DE 2346313 A DE2346313 A DE 2346313A DE 2346313 A1 DE2346313 A1 DE 2346313A1
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Description

P A Ί B N T A ιΜ Vv A L T E
D.PL.-.NG. R. SPLANEMANN . D.PL.-CHEM. DF.. B. REITZNFR · DIPL-INQ. J. RICHTER MÜNCHEN HAMBURG
2000 HAMBURG 36, den 13.9·1973
Neuer Wall 10 Telefon: (040J 340045 Telegramm-Adr.: Inventius Hamburg
Unsere Akta: 2856 - I -
Ihr Zeichen:
A. Kettenbach Fabrik chemischer Erzeugnisse Dentalspezialitäten, 634I Wissenbach
Verfahren und Vorrichtung zum zwangsläufig definierten Messen und schnellen luftfreien Mischen mehrerer Komponenten, insbesondere elastomere;!? Abdruckmassen.
Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum zwangsläufig definierten Messen und schnellen luftfreien Mischen mehrerer Komponenten, insbesondere von elastomeren Abdruckmassen und eine Vorrichtung hierzu.
Bekannt ist das Mischen in einer Spritze etwa in Art der üblichen Einwegspritzen. Die zu mischenden Komponenten werden in die Spritze eingefüllt und über dem Kolben dieser Spritze mittels eines Mischers vermischt. Die genaue Füllung der Vorrichtung hängt vom Geschick des Benutzers ab und schließt Messfehler nicht aus. Luftfreies Füllen und Mischen ist mit dieser Vorrichtung nur umständlich zu erreichen. Es ist ferner das Vermischen zweier Komponenten in vordosierter Form in Kapseln bekannt, wobei die beiden Komponenten zunächst durch eine Membran getrennt vorliegen. Die Membran wird in dem Mischwerkzeug mittels kleiner Stäbchen durchstoßen, wonach die Vermischung erfolgen kann.
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Konren: Deutsche Bo-'< AC Horrburg, Kto.-Nr. 7/02454 · Postscheckkonto: Hamburg 1201 55-206
Es hat sich "bei diesem Verfahren als schwierig erwiesen, die erforderliche Mischgenauigkeit zu erzielen. Es ist auch versucht worden, mit Hilfe von Mischmaschinen im Vakuum vordosierte Packungen zu vermischen oder beide Komponenten einfach auszuwiegen und dann in der Mischmaschine zu vermischen. Die bisher bekannten Mischverfahren lassen keine einfache werkstoffgerechte Herstellung von Abdruckmassen zu. Die Mischmaschinen sind oft zu groß dimensioniert, verhältnismäßig teuer und teilweise nur bedingt realisierbar.
Insbesondere auf dem Gebiet der elastomeren Mahr— komponenten-Abformmassen für zahnärztliche Zwecke, der Spurensicherung in der kriminalpolizeilichen Arbeit, der Reproduktion von Gegenständen auf den Gebieten der Kunst, Archäologie, Technik, Naturwissenschaft, Agrokultur, Medizin etc. wurde bisher die Vermischung der Komponenten mit Hilfe eines Spachtels auf einer Anmischflache vorgenommen.
Die Abbindeζeiten solcher Mischungen sind absichtlich meist sehr kurz gehalten. Es ist daher schwierig, größere Mengen in der üblichen Mischzeit von 30 bis 60 Sekunden völlig homogen zu mischen, wenn dabei Einschlüsse von später sehr störenden Luftblasen vermieden werden sollen.
Bei maschinellen Schnellmischern besteht bei hoch viskosen Mischungen immer die Gefahr, daß durch Scherkräfte die hoch molekulare Struktur der Reaktionsteilnehmer abgebaut wird. Außerdem führt inhomogenes Abbinden zu unpräziser Reproduktion. Besonders schwierig ist das einwandfreie schnelle
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Vermischen von Abdruckmassen im Feldgebrauch, bei Staubentwicklung, Regenwetter, bei schlechter Beleuchtung, fehlendem Tisch für die Anmischplatte etc. In besonderen Fällen ist keimfreies Anmischen erwünscht. Das ist mit dem üblichen Anspachtelverfahren besonders schwer zu erreichen.
Ferner kann die bisherige Art der Handhabung von Abformmassen nur von geübten Personen vorgenommen werden. Bei dickflüssigen Komponenten werden z.B. zwei gleichlange Stränge von Härter und Elastomerpaste aus Tuben nebeneinander auf die Anmischflache ausgedrückt. Diese Stränge verlaufen jedoch seitlich, so daß je nach Konsistenz der Materialien das dünnflüssigere nur schwer genau zu dosieren ist. Wie mehrfach in der Literatur berichtet, ist dieses Verfahren mit bis zu 20 % Dosierfehlern behaftet. Wirklich optimale Verhältnisse sind so nie zu erreichen. Fehlende Präzision der Wiedergabetreue ist im allgemeinen auf diese Fehlerquellen zurückzuführen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für das schnelle luftfreie Mischen mehrerer Komponenten ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu entwickeln, die mit einfachen Konstruktionselementen das exakte fehlerfreie Abmessen und luftfreie totale Vermischen zweier oder mehrerer Komponenten in vergleichsweise sehr kurzen Zeiträumen ermöglicht.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem die zu mischenden Komponenten nacheinander dosiert in einen Mischraum gesaugt und nach Erreichen des gewünschten Mischungsverhältnisses in dem Mischraum unter Ausschluß von Luft .vermischt und danach aus· dem Mischraum ausgestoßen werden.
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Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrich.tungfl.st dadurch, gekennzeichnet, daß in einem verschließbaren Zylinder zwei oder mehrere bis auf einen zylinderförmig ausgebildete Kolben axial bewegbar angeordnet sind, wobei die zylindrischen Innenräume der Kolben von dem Meß- und Mischraum des Zylinders abgetrennt sind, der innerste Kolben als tragendes Element für die Mischplatte ausgebildet ist und an der Ansaugöffnung ein oder mehrere verschließbare öffnungen angeordnet sind.
Die gegenseitigen Kolben sind in dem Zylinder konzentrisch und unabhängig voneinander axial bewegbar angeordnet. Die Mischplatte ist derart mit einem der Kolben verbunden, daß sie in dem Zylinderboden und Zylinderdeckel bündig versenkbar ist.
Der Hub der Kolben ist durch Hemmelemente begrenzbar; die Kolben sind derart koaxial angeordnet, daß bei axialer Mischbewegung im Mischraum, durch den jeweiligen Kolben bedingt, Volumenänderungen durch die frei beweglichen Kolben ausgleichbar sind.
Ein als Zweikomponentengerät ausgebildetes Ausführungsbeispiel einer Mischdosiereinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Eine Mschdosiervorrichtung in einer schaubildlichen Ansicht.
Fig. 2 Bauelemente der Mischdosiervorrichtung in einer schaubildlichen Ansicht.
Fig. 3 Die Mischdosiervorrichtung in einer Seitenansicht.
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Fig. 4 Einen Wischzylinder mit Zylinderdeckel, Zylinderboden und Verschluß in einer schaubildlichen Explosionsdarstellung.
Pig. 5 Einen Mischzylinder mit Zylinderdeckel und "Verschluß in einer Seitenansi cht.
Pig. 6 Die Anordnung der Mischplatte in . einer Seitenansicht, sowie die Mischplatte in der Vorderansicht.
Die Mschdosiereinrichtung 10 besteht aus einem Zylinder 18, den Kolben 11,13, dem Zylinderdeckel 14, dem Zylinderboden 17 und dem "Verschluß 15 (Fig. 1j3)· Der Zylinder 18 bildet den Meß- und Mischraum 181. Der Kolben 13, in dem konzentrisch der Kolben 11 angeordnet ist (Fig. 6), ist mittels des Zylinderbodens 17> der auf dem Zylinder 18 aufschraubbar ist, mit diesem axial bewegbar "verbunden. Auf dem Zylinder ist an dem, dem Zylinderboden 17 entgegengesetzten Abschnitt, ein Zylinderdeckel 14 mit einem Durchbruch 16 angeordnet, in den der Verschluß 15 einschraubbar ist (Fig. 2,4,5).
Die Mischplatte 12, bestehend aus einer runden Scheibe mit Durchbrechungen 121, ist mit der Kolbenstange 112 des Kolbens 11 verbunden (Fig. 6). Außerhalb des Zylinders 18 sind an den Kolben 11,13 Handhaben 111, 131 ausgebildet.
Die Funktion der Mischdosiereinrichtung 10 ist im Folgenden beschrieben:
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- . 6 -■
Der innere Kolben '11 , mit der Mischplatte 12 wird in der Ausgangsstellung im zweiten Kolben 13 soweit hervorgeholt, daß die Mischplatte den Boden des Kolbens
13· berührt. Die Löcher der Mischplatte treffen dabei auf kleine Stutzen, die am Boden des Kolbens 13 angebracht sind. Damit werden die Toträume der Lochplatten beim Einsaugen der ersten Komponente beseitigt und dadurch auch die entsprechenden Restluftmengen im System vermieden.
In dieser Stellung werden beide Kolben 11,13 bis auf den Zylinderdeckel 14· vorgeschoben, wobei dessen Verschluß 15 aus der Deckelbohrung .16 entfernt ist. In diese Bohrung 16 wird das geöffnete Vorratsgefäß (Tube, Kartusche etc.) der ersten Komponente mit seiner Ausfüllöffnung dicht eingesetzt (z.B. eingeschraubt).
Dann werden beide Kolben zugleich vom Zylinderboden wegbewegt. Das geschieht einfach dadurch, daß man den inneren Kolben 11 herauszieht, wodurch die gelochte Mischplatte .12. den äußeren Kolben 13 mit herausdrückt. Durch diesen Vorgang wird der Mischraum evakuiert und die erste Komponente in gewünschter Menge eingesaugt.
Der innere Kolben 11 wird anschließend, ohne daß sich der äußere Kolben 13 bewegt, wieder nach vorn bis zum Zylinderdeckel 14· vorgeschoben.
Auf diese Wei$e wird ein Teil der ersten Komponente in das Vorratsgefäß (Tube) zurückgedrängt in einer Henge, die dem Volumen des Kolbens 11. entspricht.
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Nun wird das erste Vorratsgefäß entfernt und das zweite Vorratsgefäß mit der zweiten Komponente dicht an die öffnung oder Bohrung des Zylinderbodens 16 . eingesetzt und der innere Kolben wieder zum Anschlag auf den äußeren Kolben 13 zurückgeholt.
Damit ist die zweite Komponente in den Mischraum eingezogen worden. Das zweite Vorratsgefäß wird entfernt und die öffnung des Zylinderbodens 16 wird mit dem Verschluß 15 verschlossen. Dieser Verschluß ist mit eier Oberfläche des Zylinderdeckels
14" gleich, so daß auch hier lufthaltige Toträume vermieden werden.
Die Vermischung erfolgt durch Hin— und Her-und drehende —Bewegung des Mischers mit Hilfe des inneren Kolbens
11 .. Die Volumenänderung im Mischraum 181 wird durch Gegenbewegung des äußeren Kolbens 13 selbsttätig ausgeglichen. Nach 10 bis 15 Schüben ist die Masse gut und luftfrei durchgemischt. Der Verschluß 15 wird entfernt und die fertige Masse aus der öffnung 16.' an den Applikationsort herausgepreßt. Ist ein dünner Massestrahl erwünscht, so kann in die öffnung eine Düse eingesetzt werden.
Mit etwas Übung läßt sich die Operation sogar in völliger Dunkelheit ausführen im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren. Kleine Varianten im Dosierverhältnis sind möglich, wenn man den einen oder anderen Kolben nicht völlig bis zu den Anschlagstellungen vorschiebt.
Die Kolben 11,13. können mit Ringmarken versehen werden, so daß das Mischdosiergerät 10 für beliebige Messverhältnisse verwendbar ist.
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Bei entsprechender Auslegung der Kolben 11,13 auf Anschlagstellung ist in dieser Verwendungsart eine irrtumsfreie Genauigkeit bis Λ% erreichbar, was für Abdruckmassen ausreichend ist. Statt einer öffnung
16 im Zylinderboden ,17 können gegebenenfalls auch mehrere öffnungen vorgesehen werden.
Die für optimale Zusammensetzung der zu erreichenden Mischung erforderlichen Komponentenanteile werden dadurch abgemessen, daß beide Kolben gleiche und begrenzte Hubwege ausführen,wobei die Flächen der Kolbenquerschnitte den Dosiervolumina entsprechen.
Vorzugsweise ist der innere Kolben '. 11 zugleich tragendes Element für die Mischplatte ,12", als deren einfachste Ausführungsform eine gelochte Platte empfohlen wird, die mit wenig Spielraum in dem durch den äußeren Zylinder \AQ_ mit Zylinderdeckel 17.. und den Kolbenboden 16, gebildeten Mess- und Mischraum / drehbar hin und her bewegbar ist.
Diese Mischplatte '.12 ■ vermag selbst hoch viskose Mischungen schnell zu homogenisieren, ohne daß durch Scherkräfte die hoch molekulare Struktur der Reak— tionsteilnehmer abgebaut wird.
Die einfache Ausbildung der Misch—Dosier—Vorrichtung ermöglicht deren Herstellung zum Beispiel nach dem Spritzgußverfahren aus verbrennlichen Kunststoffen als Massenartikel. Das Gerät kann nach Gebrauch rückstandsfrei vernichtet werden. Ebenso kann es aber auch in dauerhafter Ausführung z.B. aus Metall, Keramik oder Glas gefertigt werden. Alle Teile sind in rundem Profil herstellbar und damit durch Drehen, Pressen, Formenguß oder heißverformbar (Glas) preisgünstig herstellbar.
509813/0562. Patentansprüche -

Claims (6)

PAO)ENTAIiSPRUCHE
1. Verfahren zum zwangsläufig definierten Messen und schnellen luftfreien Mischen mehrerer Kbmponenten inabesondere elastomerer Abdruckmassen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu mischenden Komponenten nacheinander dosiert in einen Mischraum gesaugt und nach Erreichen des gewünschten Mischungsverhältnisses in dem Mischraum unter Ausschluß von Luft vermischt und danach aus dem Mischraum .ausgestoßen werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum zwangsläufig definierten Messen und schnellen luftfreien Mischen mehrerer Komponenten insbesondere elastomerer Abdruckmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem verschließbaren Zylinder (18) zwei oder mehrere zylinderförmige Kolben (11,13) axial bewegbar angeordnet sind, von denen der Kolben (13) hohlzylinderförmig und der Kolben (11) als zylinderförmiges Vollprofil oder hohlzylinderförmig ausgebildet sind, wobei die zylindrischen Innenräume der Kolben (11,13) von dem Misch- und Meßraum (181) des Zylinders (18) abgetrennt sind, der innerste Kolben (11) als tragendes Element für die Mischplatte (12) ausgebildet ist, und in der Ansaugöffnung (20) ein oder mehrere verschließbare Öffnungen (16) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2S dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder (18) abdichtende Kolben (11,13) konzentrisch und unabhängig voneinander axial bewegbar angeordnet sir?i?io
5098Ϊ3/0532 - " -
4-« Vorrichtung nach Anspruch 2-3» dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Kolben (11,13) eine mit dem Kolben (11) bewegliche Misch- - platte (12) angeordnet ist, die in dem Zylinderboden (16) und dem Zylinderdeckel (14) bündig versenkbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 - A, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischplatte (12) scheibenförmig entsprechend dem inneren Querschnitt des Zylinders (18) und mit den scheibenförmigen Abschnitt durchdringenden Durchbrechungen (121) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2-5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Kolben (11,13) durch Hemmelemente begrenzbar ist.
7- Vorrichtung nach Anspruch 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (11,13) derart koaxial angeordnet sind, daß bei axialer Mischbewegung desjeweiligen Kolbens (11,13) im Mischraum (181) Volumenänderungen durch den frei beweglichen Kolben (11,13) ausgleich— bar sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2471204A1 (fr) * 1979-12-12 1981-06-19 Michael Cais Procede et dispositif de transfert de masse d'au moins un constituant, d'une phase liquide a une autre phase liquide, avec separation de ces deux phases dans ce meme dispositif

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2471204A1 (fr) * 1979-12-12 1981-06-19 Michael Cais Procede et dispositif de transfert de masse d'au moins un constituant, d'une phase liquide a une autre phase liquide, avec separation de ces deux phases dans ce meme dispositif

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