DE4302085C1 - Verfahren zum Dosieren und Mischen von aus mehreren Komponenten bestehenden Zahnfüllstoffen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Dosieren und Mischen von aus mehreren Komponenten bestehenden Zahnfüllstoffen und Einrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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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.
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
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
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
Anzurechnende Pulvermenge: 360 mg
Einzubringende Flüssigkeitsmenge (1): 1467,99 mg
Flüssigkeit 2
32 mg × 2.1
8 mg × 4.3
32 mg × 2.1
8 mg × 4.3
Mittleres Verhältnis: 1 : 4.064
Anzurechnende Pulvermenge: 40 mg
Einzubringende Flüssigkeitsmenge (2): 162,56 mg
Anzurechnende Pulvermenge: 40 mg
Einzubringende Flüssigkeitsmenge (2): 162,56 mg
Gesamt-Füllmenge: 2.030,55 mg
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.
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ID=6478954
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