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Verfahren zum Verpacken pulverförmiger Gemische in Behälter, insbesondere
zum Verpacken von Umkleidungsmassen für zahnärztliche Zwecke Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Verpacken homogener Gemische pulverförmiger, heterogener
Stoffe und bezweckt, in der Hauptsache ein Verfahren zum Verpacken in Behälter von
pulverförmigen, homogenen Gemischen zu schaffen, die aus verschiedenen Stoffen mit
verschiedenen spez. Gewichten und/oder verschiedenen Korngrößen bestehen, wobei
verhütet werden soll, claß sich diese Gemische als Ergebnis von Bewegungen und Lageänderungen
während der Lagerung, des Versands oder der Behandlung der gefüllten Behälter selbst
in Schichten klassieren.
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Bisher war es allgemein üblich, bei der Herstellung und Verpackung
derartiger Gemische etwas überbemessene Behälter zu verwenden, so daß ein gegebenes
Gewicht des in einem Behälter verpackten Stoffes eine mehr oder weniger lose Struktur
besaß. Wenn so verpackte Stoffe dieser Art schließlich zum Verbraucher gelangen,
so ist der Behälter infolge der durchschnittlichen Lagerung, des Versands und der
Behandlung infolge des Setzens der Teilchen des Gemisches nur etwa zu Soll, gefüllt.
Dieses sich durch die Erschütterung und Bewegung des Behälters ergebende Setzen
des Behälterinhaltes hat zur Folge, daß sich die Bestandteile des Gemisches trennen,
indem die Bestandteile mit dem höchsten spez. Gewicht und/oder den kleineren Korngrößen
am Boden absetzen, während die Bestandteile mit mittleren spezifischen Gewichten
und/oder mittlerer Korngröße sich mehr oder weniger im mittleren Bereich des Behälters
in Schichten ansammeln, während die Bestandteile mit kleinstem, spezifischem Gewicht
und/oder größter Korngröße sich selbst zu klassieren und eine Lage in Schichten
in der Nähe des oberen Teiles des Behälters einzunehmen suchen.
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Aus diesen Gründen werden die von den Herstellern beim Zusammensetzen,
Mischen, Vermengen und Untersuchen derartiger heterogener Stoffe aufgewandte Mühe
und Sorgfalt, um die Lieferung der Stoffe in einer für die verschiedenen Verwendungsarten
geeigneten Verfassung zu gewährleisten, weitgehend aufgehoben und unwirksam gemacht;
im allgemeinen. ist es nicht möglich, durch Schütteln des Behälters eine ausreichende
Wiedervermischung des Behälterinhaltes zu erzielen.
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Weiterhin hat man dann auch schon vorgeschlagen, pulverförmige Stoffe
unter Druck zu verpacken, wobei es sich jedoch nur um solche Materialien handelte,
bei denen infolge ihrer Beschaffenheit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
nicht auftreten kann. Bei diesen bekannten Verfahren wird das zu verpaclcende Gut
dem Behälter in bestimmter
Gewichtsmenge zugeführt und durch konische
oder flache Druckstempel einem ein-oder mehrmaligen Druck ausgesetzt.
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Als Beispiel homogener Gemische pulverförmiger, heterogener Stoffe
sei auf zahn--, ärztliche Einbettungsmassen hingewiesen. Diese Massen werden von
Zahnärzten, Dentisten und dem Laboratoriumspersonal bei der Herstellung von Edelmetalleinsätzen,
Platten, Brücken usw. für die Zahnheilkunde verwendet. Diese Massen enthalten üblicherweise
ein Bindemittel, ein schwer schmelzbares Material und geringere Mengen verschiedener
Zusätze. Die üblicherweise verwendeten Bindemittel sind Gipsprodukte, z. B. gebrannter
Gips und Alphagips, und die gewöhnlich verwendeten schwer schmelzbaren Stoffe sind
bestimmte Formen von Kieselerde, z. B. kristallinischer Quarz oder Christobalit,
mit denen häufig andere Bestandteile, wie Graphit, Asbestfaser und Bimsstein, vereinigt
sind. Die veränderlichen Zusätze können Beschleunigungsmittel, wie Kaliumsulfat
und Chlornatrium, oder Verzögerungsmittel, wie Leim und Dextrin, sein, welche je
nach ihrer Art zum Beschleunigen oder Verzögern des Abbindens des Gipsbindemittels
dienen; auch können der Masse Stoffe beigemischt werden, welche die thermische Ausdehnung
der Masse unterstützen, wie beispielsweise Borsäure, oder welche dazu dienen, das
Produkt eines bestimmten Herstellers kenntlich zu machen, beispielsweise organische
Farben. Die Korngrößen dieser verschiedenen Bestandteile und die .Menge dieser Bestandteile
sind von dem besonderen Verwendungszweck, der Bestimmung und der Funktion der zahnärztlichen
Masse abhängig, je nachdem ob sie für Gießarbeiten, Lötarbeiten oder Modulierungsarbeiten
dienen sollen.
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Wenn sich derartige Gemische in Schichten getrennt haben, so ändert
sich die Abbindeausdehnung erheblich, ebenso die thermische Ausdehnung, und außerdem
erfolgt der Gesamtbetrag an Abbinde- und thermischer Expansion unregelmäßig. Ferner
weisen derartige klassierte Gemische erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Härte
und der Schmelzarbeit der Masse auf. In solchen Fällen enthält beispielsweise ein
Teil des Behälters zwischen Boden und Deckel ein Gemisch mit hohem Quarzgehalt;
ein anderer Teil des Gemisches hat einen hohen Gipsgehalt. Wo der Quarzgehalt hoch
ist, ist die Abbindeausdehnung vermindert, während die thermische Ausdehnung gesteigert
und die Gesamtausdehnung erhöht und die Härte und Festigkeit beeinträchtigt ist.
Wo der Gipsgehalt hoch ist, ist die Abbindeausdehnung gesteigert, die thermische
Expansion vermindert, die Gesamtausdehnung vermindert und die Hitzebeständigkeit
vermindert. Gemische für zahnärztliche Umkleidungsrnassen, die für Löt- und Modulierungs-_arbeiten
verpackt waren, haben auch infolge der Tendenz der Bestandteile, sich aus der homogenen
Mischung auszuscheiden, eine unregelmäßige Reaktion gezeigt.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und besteht
darin, daß auf eine Menge des in homogenem Zustande in einen Behälter eingefüllten
pulverförmigen Gemisches Druck ausgeübt wird, wobei dieser Druck so bemessen ist,
da.ß das homogene Pulver ein festes Gefüge erhält, das eine Entmischung unter Einwirkung
von Störkräften verhindert. Der Behälter wird ferner so verschlossen, daß das verpackte
homogene Pulver in diesem Zustande gehalten wird.
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Die Erfindung ist im Patentanspruch i gekennzeichnet. Die Ansprüche
:2 bis 5 sind reine Unteransprüche, deren Inhalt nicht für sich allein, sondern
nur in Verbindung mit dem Inhalte des Anspruchs i geschützt sein soll.
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Eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung und einer zur
Durchführung dieser Verfahrensform, beispielsweise geeigneten Vorrichtung, sind
in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. i eine Seitenansicht
einer Packpresse, Fig. 2 eine Vorderansicht zu Fig. i, Fig.3 eine schaubildliche
Ansicht einer verwendbaren Behälterart, Fig. q. eine schaubildliche Ansicht des
Bettes oder der Plattform der Presse und einen auf dieser Plattform angeordneten
Behälter nebst Behälterhalter, wobei der Behälterhalter in geöffneter Stellung dargestellt
ist, Fig. 5 eine der Fig. q. ähnliche Ansicht, welche die erste Füllstufe veranschaulicht,
Fig.6 einen Längsschnitt durch den Behälter nach Beendigung der ersten Füllstufe,
wobei der Kolben der Presse sich in einer Stellung zur Ausübung des ersten Preßvorganges
befindet, Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung, die den Zustand des Stoffes
im Behälter nach dem ersten Preßvorgang zeigt, Fig. 8, 9 und io den Fig. 6 und 7
ähnliche Ansichten zur Veranschaulichung eines zweiten oder endgültigen Füllvorganges
und eines zweiten nud dritten Preßvorganges, Fig. i i einen Längsschnitt durch den
verpackten und verschlossenen Behälter.
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Der Behälter i kann jede geeignete Form und Größe zur Aufnahme des
Stoffes in Mengen von 1/2 bis i- kg oder mehr besitzen. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist der Behälter einen rechteckigen Hauptteil auf, dessen obere Wandung 2 mit
einer
Öffnung 3 von geringerem Durchmesser als die lichte Weite
des Behälters versehen ist. Der Behälter kann durch einen Deckel oder Verschluß
q. geschlossen werden, der mit einem niedergedrückten Teil s versehen ist, welcher
die Öffnung 3 ausfüllt und sich etwas in den Behälter hinein erstreckt sowie einen
Flansch 6 besitzt, der die Wandung :2 in geschlossenem Zustande des Deckels überlappt.
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Zum Ausführen des Verfahrens nach der Erfindung wird der Behälter
vorzugsweise auf das Bett oder die Plattform 7 einer geeigneten Presse 8 gesetzt,
deren Plattform 7 mit einer Klemme oder einem Behälterhalter 9 versehen ist, der
drehbar verbundene Backen besitzt, die in ihrer geschlossenen Stellung den Behälter
einklemmen und in ihrer offenen Stellung den Behälter freigeben. Der Halter wird
in geschlossener Stellung durch eine beliebig ausgebildete Klinke oder Befestigungsvorrichtung
io gehalten. Der Behälter wird durch den Halter 9 fest in seiner Lage gehalten.
Auf den Behälter 9 wird dann ein Fülltrichter i i aufgesetzt, wie es in Fig. 5 veranschaulicht
ist. Der Fülltrichter ist mit einem unteren zylindrischen Teil 12 und einem oberen
konischen Teil 13 versehen. Der Teil 12 ist in geringer Entfernung oberhalb seiner
Unterkante mit einem Tragflansch 1q. ausgerüstet, der auf der Behälteroberfläche
2 aufliegt und den Fülltrichter in seiner Stellung hält. Die untere Kante des Teiles
12 ragt in Form eines Ansatzes nach unten vor, der in die Öffnung 3 hineinpaßt und
den Fülltrichter in dieser zentriert. Vermittels des Fülltrichters wird das Gemisch
von einer geeigneten Speisequelle aus durch eine Rinne oder ein anderes Zuführungsmittel
16 in den Behälter gefüllt. Die so bei dem ersten Füllvorgang in den Behälter eingeführte
Stoffmenge 17 ist kleiner als die im Behälter zu verpackende Menge, stellt jedoch
einen größeren Teil der zu verpackenden Menge dar. Infolge ihres losen Zustandes
füllt diese Stoffmenge den ganzen Behälter lose an, mit Ausnahme eines die Öffnung
3 umgebenden Raumes unterhalb der oberen Wandung 2. Die Stoffmenge erstreckt sich
nach oben über die Wandung 2 ein bestimmtes Maß in den Trichter i i hinein.
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Das in den Behälter i so eingeführte Material 17 wird dann einer anfänglichen
Zusammendrückung mittels eines Druckkolbens 18 ausgesetzt, der ein konisches unteres
Ende oder einen Druckteil i9 besitzt. Dieser Kolben wird durch den Fülltrichter
so weit in den Behälter nach unten gedrückt, daß er den innerhalb des Trichters
befindlichen Teil des Materials verschiebt und nach unten in den Behälter drückt,
wobei er das Material im Behälter auf den gewünschten Druck oder Dichte zusammenpreßt
oder verdichtet. Bei diesem Vorgang bewirkt der konische Teil i9 des Kolbens die
Verschiebung des Materials und Druckausübung in allen Richtungen radial zu den Seitenwandungen
des Behälters als auch die Druckausübung nach unten und nach oben, wobei der aufwärts
gerichtete Druck bewirkt, daß das Material den vorher im oberen Teil des Behälters
unter der Wandung 2 und um die Öffnung 3 vorhandenen leeren Raum ausfüllt. Nachdem
dieser erste Preßvorgang beendet ist, wird der Kolben 18 aus dem Behälter herausgezogen
(vgl. Fig. 7) mit dem Ergebnis, daß die anfänglich eingefüllte Materialmenge im
Behälter in zusammengedrücktem Zustande verbleibt. Das Material weist dabei eine
Öffnung 2o auf, deren Gestalt im unteren Teil konisch und im oberen Teil zylindrisch
ist, entsprechend dem Umriß des unteren Endes i9 des zylindrischen Kolbens 18. Dieser
erste Preßvorgang bewirkt das Füllen des oberen Teiles des Behälters unterhalb der
Wandung 2 durch radial und aufwärts gerichtete Verschiebung von Teilen der ursprünglich
eingefüllten Materialmenge.
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Nach Zurückziehung des Kolbens 18 am Ende des ersten Preßvorganges
wird die an der vollständigen Füllung des Behälters noch fehlende Materialmenge
durch den Leiter 16 zugeführt (vgl. Fig. 8), um den Hohlraum 2o auszufüllen. Dieses
Material ragt infolge seines losen oder unverpackten Zustandes bis zu einer bestimmten
Höhe in den Trichter i i aufwärts, wie es Fig. 9 zeigt. Ein Kolben 2i zylindrischer
Form, der dicht in den zylindrischen Teil des Trichters paßt, wird dann an die Stelle
des Kolbens 18 gesetzt und durch Wirkung der Presse durch den Trichter einen geringen
Betrag unter die Behälterwandung 2 abwärts gedrückt, um die zweite Materialfüllmenge
zu verschieben und sie in dem Behälter zu verpacken, derart, daß das die Höhlung
2o füllende Material mit demselben Druck wie die erst eingefüllte Menge verpackt
wird. Am Ende dieses Vorganges werden der Kolben 2 i und der Trichter i i entfernt.
Der Behälter kann dann verschlossen werden durch Aufbringung eines Dekkels 4.. Auf
diese Weise ist der Behälter mit dem zu verpackenden Stoff an allen Punkten gefüllt,
abgesehen in dem unmittelbar unter und in Flucht mit der Öffnung 3 liegenden Punkten,
wo das Material gerade unter der Öffnung endigt, um eine Ausnehmung 22 zu schaffen,
die den eingedrückten. Teil des Dekkels q. aufnimmt. Dieser Deckel q. wird dann
aufgelegt, um die Öffnung 3 zu verschließen, und sein Teil 5 ragt nach unten und
füllt die Ausnehmung 22 aus. Die Kraft, mit der der Deckel in seine Stellung gebracht
wird, hat
die ständige Ausübung eines Druckes auf das verpackte
Material zur Folge, welcher dem Verpackungsdruck entspricht oder jedenfalls ausreicht,
um den verpackten Stoft in seinem zusammengedrückten Zustande gegen Bewegung oder
Erschütterung in irgendeiner Richtung, welche eine Trennung der verschiedenen Bestandteile
des Stoffes entsprechend ihren spez. Gewichten verursachen würde, zu sichern. Jeder
Kolben 18 und 2i wird von einer Zahnstange 23 getragen, die in der Presse 8 verschiebbar
angeordnet und durch ein geeignetes Getriebe bewegt wird, welches durch einen Betätigungshebel
24 betätigt wird. Durch diese Einrichtung kann der Kolben auf und ab bewegt werden
und übt bei dem Preßvorgang einen genau bestimmbaren Druck auf den zu verpackenden
Stoff aus. jeder Kolben ist abnehmbar angebracht, so daß eine Kolbenart schnell
und bequem durch eine andere Kolbenart ersetzt werden kann.
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Die auszuübende Druckstärke und die Anzahl der Füll- und Preßstufen
ist hauptsächlich abhängig von der Gestalt der pulverförmigen Stoffkörner, der Feinheit
der Korngröße, dem spez. Gewicht der Bestandteile und der Gestalt und Größe des
Behälters.
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Wenn die Form des einzelnen Kornes winklige Ecken aufweist und die
Kanten scharf sind, wird eine mittlere Druckstärke verwendet. Unter solchen Verhältnissen
können kleine Behälter mit weiter Öffnung und Trommeln mit offenem Ende mit einer
Füllstufe und einer Preßstufe verpackt werden, während große Behälter, -große Trommeln
und ungleich gestaltete Behälter zwei Stufen erfordern können; beispielsweise werden
6o bis 9o °/o des Gemisches in den Behälter eingebracht, worauf die Zusammenpressung
erfolgt, sodann wird der restliche Teil des Gemisches eingeführt, wieder zusammengepreßt
und der Behälter verschlossen.
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Wenn die Gestalt des einzelnen Kornes kieselartig mit glatten und
gerundeten Ecken und Kanten ist, wird größerer Druck verwendet, und es ist gewöhnlich
eine größere Zahl von Füll- und Preßstufen für jeden Behälter erforderlich. Allgemein
läßt sich sagen, daß die Größe des Druckes und die Zahl der Füll- und Druckstufen
in starkem Maße durch die Verschiedenheit des spezifischen Gewichtes der Bestandteile
des Stoffes und auch durch die Korngröße (das Pulverisierungsmaß) und die Gestalt
der verschiedenen Körner beeinfiußt wird.
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Beim Ausführen des Verfahrens zur Verpackung zahnärztlicher Massen,
bei denen der größte Teil der Körner der Gemischbestandteile mehr eckig sind, bei
denen die spez. Gewichte der Gemischbestandteile mäßig verschieden und bei denen
wenigstens 8511, der Körner durch ein Sieb mit 8o Maschen pro linearen Zentimeter
hindurchgeht, wird beispielsweise ein Druck von etwa 0,075 bis 0,75 kg pro
Quadratzentimeter bei Behältern mit einem Fassungsvermögen von 1/2 bis 12 kg angewandt
und in zwei Stufen beim Verpacken ausgeführt.
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Bei Verwendung großer Behälter, beispielsweise Trommeln mit einem
Inhalt von mehr als z2 kg in Verbindung mit zahnärztlichen Massen, können gute Ergebnisse
erzielt werden, wenn man denselben Relativdruck wie bei kleinen Behältern anwendet.
Bei Anwendung eines solchen Druckes erhält man durch eine Stufe der Druckanwendung
gute Ergebnisse, obwohl im allgemeinen drei Stufen vorzunehmen sind.
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Das Ergebnis des .Verpackungsverfahrens, wie es oben beschrieben wurde,
besteht darin, daß ein verpackter Behälter erzielt wird, der eine bestimmte Stoffmenge
unter solchem Druck verpackt hält, daß der Stoff sich unter Wirkung von Bewegungen
beim Lagern, Transport oder Handhaben nicht verschieben kann, so daß die Masse bei
Öffnung des Behälters genau in dem Zustande eines gleichförmigen Gemisches der ursprünglichen
Verbindung der Gemischkomponenten zur Verfügung steht. An beliebigen Stellen im
Behälter entnommene Proben ergeben eine gleiche Stoffzusammensetzung.