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WO2021009071A1 - Dynamischer mischer mit balancierbaren zuführkanälen - Google Patents

Dynamischer mischer mit balancierbaren zuführkanälen Download PDF

Info

Publication number
WO2021009071A1
WO2021009071A1 PCT/EP2020/069642 EP2020069642W WO2021009071A1 WO 2021009071 A1 WO2021009071 A1 WO 2021009071A1 EP 2020069642 W EP2020069642 W EP 2020069642W WO 2021009071 A1 WO2021009071 A1 WO 2021009071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
feed channel
chamber
closure part
chamber part
rotor
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/069642
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mike KONDZIELA
Andreas Grundler
Michael HENDRICH
Original Assignee
Kulzer Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kulzer Gmbh filed Critical Kulzer Gmbh
Priority to US17/627,629 priority Critical patent/US12048908B2/en
Priority to EP20740585.3A priority patent/EP3999221A1/de
Publication of WO2021009071A1 publication Critical patent/WO2021009071A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C5/00—Filling or capping teeth
    • A61C5/60—Devices specially adapted for pressing or mixing capping or filling materials, e.g. amalgam presses
    • A61C5/62—Applicators, e.g. syringes or guns
    • A61C5/64—Applicators, e.g. syringes or guns for multi-component compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/09—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle
    • B01F27/092—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle occupying substantially the whole interior space of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/50—Movable or transportable mixing devices or plants
    • B01F33/501—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use
    • B01F33/5014—Movable mixing devices, i.e. readily shifted or displaced from one place to another, e.g. portable during use movable by human force, e.g. kitchen or table devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/716—Feed mechanisms characterised by the relative arrangement of the containers for feeding or mixing the components
    • B01F35/7164—Feed mechanisms characterised by the relative arrangement of the containers for feeding or mixing the components the containers being placed in parallel before contacting the contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7174—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pistons, plungers or syringes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/19—Mixing dentistry compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2305—Mixers of the two-component package type, i.e. where at least two components are separately stored, and are mixed in the moment of application

Definitions

  • the present invention relates to a dynamic mixer, in particular for dental materials with different viscosity.
  • the invention also relates to a method for producing a dynamic mixer, in particular for dental materials of different viscosity.
  • Impression materials usually consist of two pasty masses. These two components are filled into cartridges and squeezed out immediately before use and mixed in the process. So-called dynamic mixers are used for large-volume 10: 1 cartridges. These mixers have two inlet openings that are connected (attached) to the outlet openings of the double cartridge. The assembly is then placed in a mixer and the rotor of the dynamic mixer is connected to the drive shaft of the mixer. The mixing device influences the homogeneity of the mixed impression material via the ejection pressure and the speed and thus directly the product quality.
  • the two components In order for the mixer to work perfectly, it is essential that the two components are fed evenly until they meet at the rotor. If the mass flows of the two components fluctuate or if a mass flow breaks off partially or completely, the impression material becomes unusable. To avoid this, the two feed channels, from the inlet opening on the mixer to the rotor, must be perfectly balanced. In most cases, the outlet bores of the cartridges and the inlet openings of the mixer for the two components are designed with the same cross-sectional ratio as the later mixing ratio.
  • the 10: 1 cartridges and mixers currently in use at Kulzer have a surface area of approx. 12.2 mm 2 (catalyst) and 121 mm 2 (base). The ratio of the two cross-sections is thus 10: 1.
  • a dynamic mixer should be able to be used for a large number of different pasty masses, with a uniform supply of the two components being guaranteed for two of this large number of different masses until they meet at the rotor of the dynamic mixer.
  • the object of the present invention is achieved by a dynamic mixer, in particular for dental materials with different viscosities, the dynamic mixer comprising:
  • the chamber part comprising a mixing chamber
  • the closure part at least has two essentially parallel planes connected axially one behind the other on the side facing away from the rotor tip, wherein the plane facing away from the rotor comprises the first and the second inlet opening, wherein the plane facing the rotor has a first and a second passage opening to the mixing chamber, the first inlet opening and the first passage opening form a rectilinear channel, the at least two essentially parallel planes arranged axially one behind the other to form a supply channel between the second inlet opening and the second passage opening Forming connection to the mixing chamber, the feed channel running on an inner pitch circle of the closure part, characterized in that the dimensions of the feed channel are variable depending on the relative rotationally
  • the feed channel is a channel which preferably runs in an intermediate space between two planes, in particular between two planes arranged essentially in parallel.
  • the feed channel runs at the interface between the chamber part and the closure part and can be varied in length, width and height by rotating the chamber part and closure part relative to one another, so that the length of the path between the second inlet opening of the dynamic mixer and the second passage opening to the mixing chamber , Width and height can be varied.
  • the two substances can again reach the rotor at the same time by adjusting the length, width and height of the feed channel by rotating the chamber part and the closure part relative to one another. Every time you change the components, you have to change the dimensions of the feed channel, i.e. the path between the second inlet opening of the dynamic mixer and the second passage opening to the mixing chamber, by rotating the chamber part and the closing part relative to one another so that the two components arrive at the rotor at the same time .
  • the dynamic mixer can be used for several different pairs of components with different viscosities.
  • the two essentially parallel planes axially connected one behind the other can be two planar layers in the closure part, which are arranged adjacent.
  • Viscosity refers to the viscosity of liquids and gases (fluids). The greater the viscosity, the thicker (less flowable) the fluid is; the lower the viscosity, the more fluid (flowable) it is.
  • Dental materials preferably comprise dental impression materials comprising two components (2K), particularly preferably 2K polydimethylsiloxane (PDMS).
  • the partial circle formed by the feed channel encloses an angle of 20 to 170 degrees.
  • the length of the feed channel which is located on a pitch circle of the closure part, is thus variable and can be expressed in degrees of angle and in radians.
  • the cross section of the feed channel increases or decreases in the direction of the mixing chamber
  • the height and / or width of the feed channel increasing or decreasing in the direction of the mixing chamber
  • the height and / or width of the feed channel at the second passage opening to the Mixing chamber depend on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and the closure part.
  • the feed channel according to the invention has, for example, an additional flow resistance which can be increasingly pronounced due to a narrowing in the direction of the mixing chamber.
  • the height and / or width of the feed channel at the transition to the second inlet opening depend on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and the closure part.
  • the height and / or width of the feed channel at the transition to the second inlet opening can therefore be varied and depend on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and the closure part. Depending on the respective viscosity of the component, the height and / or width of the feed channel at the transition to the second inlet opening can be adjusted by simply turning the chamber part and the closure part relative to one another.
  • the renewal of the design of the dynamic mixer, in particular for dental materials relates to the feed channels, in particular for dental materials, between the insertion bores and the beginning of the mixing chamber or rotor.
  • a channel in the closure part on the way to the rotor transverse channel to the bore axis.
  • This channel is laid out helically and runs on the Pitch circle of the respective feed bores at an angle of 20 - 170 °.
  • the height and / or width of the channel increases, so that the channel cross-section increases and the flow resistance for the pastes flowing through changes and can thus be influenced.
  • the twisted placement of the closure part and the chamber part results in a different height of the channel at the transition to the insertion hole. This can be used to achieve the optimal balance between the two pasty masses.
  • the feed channel in particular for dental materials, has a spatially delimited partition wall on a further inner pitch circle or on an inner ellipsoidal path, the partition wall being part of the chamber part or part of the closure part, the partition wall separating the feed channel from the mixing chamber, depending on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and the closure part, the partition wall each assumes a different position relative to the feed channel.
  • the partition separates the mixing chamber and feed channel from one another.
  • the partition wall is either part of the chamber part or part of the closure part and forms a variable inner wall of the feed channel.
  • the position of the partition wall relative to the feed channel depends on the relative rotation of the chamber part and the closure part. With a high-viscosity component, the partition should form a shorter part of the inner wall of the feed channel than with a low-viscosity component.
  • the partition is another parameter for adapting a dynamic mixer to the viscosity of a component.
  • the chamber part or the closure part has at least one pin, the longitudinal axis of the at least one pin protruding into the feed channel.
  • the chamber part has at least one or two pins, the outer edge of which is on the same pitch circle diameter (+ play) of the feed channels of the closure part.
  • the pin protrudes into the feed channel and forms a flow barrier for the pasty mass when it is used later. Since the pin lies on the same pitch circle as the supply channels and the outer design of the two housings is rotationally symmetrical, the position of the two housing elements can be rotated relative to one another (angle ⁇ in FIG. 10). This changes the distance (radians) from the pin to the insertion hole.
  • the flow resistance in an application would decrease due to the barrier effect of the pin when pasty masses flow through the feed channel. This enables the mass flow of the paste to be balanced so that both pastes arrive at the rotor at the same time. The discard due to possible inhomogeneity during the initial mixing can thus be reduced.
  • the at least one pin of the chamber part whose outer edge is on the identical pitch circle diameter (+ clearance) of the feed channel of the closure part, protrudes into the feed channel.
  • the feed channel can have a variable cross section (without a pin). If the pin now protrudes into the feed channel, the result is the free cross section of the feed channel, which corresponds to the cross section of the feed channel minus the pin.
  • the free cross section in the feed channel can be adjusted.
  • the pin or pins are arranged on the chamber part and protrude into the feed channel.
  • the feed channel becomes narrower as the flow path increases.
  • the free cross-section or open channel cross-section can preferably be increased or decreased by up to plus / minus 100%; in particular, the free channel cross-section of the feed channel with pin can be compared to the cross-section of the feed channel (channel cross-section without pin ) can be reduced by at least 1% to preferably 100%.
  • the free channel cross-section through the at least one pin can preferably be set from 0% to 100% by changing the position of the pin, in particular from 5% to 90%, particularly preferably from 5% to 25%.
  • the free cross section of the feed channel which results from the cross section of the feed channel without pegs minus the cross section of the at least one peg, can be set by the relative position of the at least one peg in the feed channel, the position of the at least one peg from the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and closure part depends.
  • the relative position of the at least one pin in the feed channel depends on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part and the closure part.
  • the flow resistance can thus also be varied.
  • one of the possible relative rotationally symmetrical positions of the chamber part and the closure part is selected as a function of the viscosity of the dental materials and is fixed by welding.
  • the concept does not provide for any mixers that can be individually set by the user for different pastes. Rather, the concept of the relative rotation of the chamber part and the closure part to one another enables an adaptation to the respective viscosity of the pasty masses. Once the optimal position of the pin and feed channel has been found, the positioning of the two components to one another is fixed by welding. Should the viscosity of the pasty masses change or a new product with a new viscosity should be added, the new, optimal mixing quality could be restored with the existing unwelded components by means of a new shift on the pitch circle of the two components to each other. Ideally, this could be solved by adjusting the assembly machine. Expensive and time-consuming adaptations and tests of the injection molding tools would be avoided.
  • the first inlet opening is followed by the straight channel, which leads directly into the mixing chamber without detours
  • the second inlet opening being followed by the feed channel which, via a detour between the at least two axially parallel planes of the closure part in guides the mixing chamber, the rectilinear channel being designed to transport a first volume flow, the feed channel being designed to transport a second volume flow, the second volume flow being between 100% and 10% of the first volume flow.
  • the respective connecting channel between the feed bore and the mixing chamber is designed in connection with the flow barrier in such a way that at least one of the at least two volume flows results in between 100% and 10% of the volume flow without throttling.
  • the invention also relates to a method for producing a dynamic mixer, in particular for dental materials of different viscosity, wherein the method can comprise the following steps:
  • the method comprises the steps: f) filling the dynamic mixer with the dental materials with different viscosities at the first and second inlet openings;
  • a relative position of a partition to the feed channel changes, the partition being part of the chamber part or part of the closure part, the partition separating the feed channel from the mixing chamber, the partition being on a further inner Partial circle or runs on an inner ellipsoidal path of the feed channel.
  • the path in the feed channel to the passage opening to the mixing chamber, in particular for dental materials is that long. If the partition wall forms a relatively long inner wall of the feed channel, the longer the path from the inlet opening of the feed channel through the feed channel to the passage opening into the mixing chamber. If the partition wall forms a relatively short inner wall of the feed channel, the shorter the path from the inlet opening through the feed channel to the passage opening into the mixing chamber.
  • a relative position of at least one pin which protrudes with its longitudinal axis into the feed channel, changes relative to the feed channel.
  • the flow resistance in the feed channel according to the invention thus changes in an advantageous manner.
  • steps f) to i) are run through iteratively.
  • the invention also relates to a use of a dynamic mixer for mixing dental materials with different viscosities.
  • Fig. 5 shows a closure part 5 in an interior view.
  • FIG. 6 shows a closure part 5 with an inserted rotor 10.
  • FIG. 8 shows a closure part 5 with a marked feed channel 15 and a marked partition 16 between feed channel 15 and mixing chamber 4.
  • FIG. 10 shows a cross section through the dynamic mixer 2 with the feed channel 15 and partition 16 according to the invention.
  • the mixer housing in particular for dental materials, comprises a largely cylindrical chamber part 2 with an internal mixing chamber 4 and a closure part 5 with a first and second inlet opening 6, 7 and a central opening 8 for a mixer shaft 9 of a rotor that is rotatably mounted about its longitudinal axis in the chamber part 2 10, which is arranged centrally and rotationally symmetrically in the mixing chamber 4.
  • the rotor 10 has rotor blades which are arranged rotationally symmetrically on the rotor.
  • the rotor In the part that is intended for the closure part 5, the rotor has two plateaus, the plateau facing the rotor blades having a passage opening 13, 14 to the mixing chamber 4.
  • the mixer shaft 9 In the lower area of the rotor 10, the mixer shaft 9 is mounted centrally.
  • the closure part 5 has at least two essentially parallel planes 11, 12 arranged axially one behind the other on the side facing away from the rotor tip, the plane 11 facing away from the rotor 10 being the first and second inlet opening 6 , 7 includes.
  • the plane 12 facing the rotor 10 has a first and a second passage opening 13, 14 to the mixing chamber, the first inlet opening 6 and the first passage opening 13 forming a straight channel 18.
  • the at least two essentially parallel planes 11, 12 arranged axially one behind the other form a feed channel 15 between the second inlet opening 7 and the second passage opening 14 to the mixing chamber 4, the feed channel 15 running on an inner pitch circle of the closure part 5.
  • the 4 shows a chamber part 2 of the dynamic mixer 1.
  • the at least partially largely cylindrical chamber part 2 has a discharge opening 3 at the upper end of the chamber part 2.
  • the chamber part comprises a mixing chamber 4.
  • a passage opening 13, 14 to the mixing chamber 4 can be seen.
  • Fig. 5 shows a closure part 5 in an interior view. You can see the passage openings 13, 14 from the mixing chamber. A first inlet opening 6 and the first passage opening 13 form a straight channel 18 which leads directly into the mixing chamber 4 from the outside.
  • FIG. 6 shows a closure part 5 with an inserted rotor 10.
  • the first passage opening 13 and the second passage opening 14 can be seen to the side of the rotor 10.
  • FIG. 7 shows a closure part 5 with a marked feed channel 15.
  • the at least two essentially parallel planes 11, 12 arranged axially one behind the other form a feed channel 15 between the second inlet opening 7 and the second passage opening 14 to the mixing chamber 4, the feed channel 15 on an inner pitch circle of the closure part 5 runs.
  • FIG. 8 shows a closure part 5 with a marked feed channel 15 and a marked partition 16 between the feed channel 15 and the mixing chamber 4.
  • the feed channel 15 has a spatially delimited partition 16 on a further inner pitch circle or on an inner ellipsoidal path.
  • the partition 16 can be part of the chamber part 2 or part of the closure part 5.
  • the partition wall is part of the closure part 5. The partition wall separates the feed channel 15 from the mixing chamber 4. Depending on the relative rotationally symmetrical position of the chamber part 2 and the closure part 5, the partition 16 each occupies a different position relative to the feed channel 15.
  • FIG 9 shows a chamber part 2 with a marked partition 16 for the feed channel 15.
  • the partition is part of the chamber part 2.
  • FIG. 10 shows a cross-section through the dynamic mixer 1 with the feed channel 15 and partition 16 according to the invention. If the chamber part 2 and closure part 5 are rotated relative to one another, the partition 16 is also displaced. This influences the length of the flow path and thus the flow resistance of the feed channel 15.
  • the feed channel 15 can be balanced so that the discharge quantity corresponds to the later mixing ratio.
  • FIG. 11 shows a minimum and a maximum rotation of the chamber part 2 and the closure part 5 with respect to one another.
  • Flow obstacles pin 17 shown as circles
  • These pins 17 are arranged on the chamber part 2 and, after assembly, protrude with the closure part 5 into the feed channel 15.
  • the feed channel 15 becomes narrower as the flow path increases.
  • the flow obstacles in the feed channel 15 are also positioned differently and can thus change the open channel cross-section at this point. This can also be used to balance the flow channel.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Mischer 1, insbesondere für Dentalmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines dynamischen Mischers 1, insbesondere für Dentalmaterialien unterschiedlicher Viskosität.

Description

Dynamischer Mischer mit balancierbaren Zuführkanälen
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 Abform material 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 Theologische 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. Bevorzugt ist der Mischer ein dynamischer Dentalmaterialien-Mischer bzw. ein dentaler, dynamischer Mischer.
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, insbesondere für Dentalmaterialien, bezieht sich auf die Zuführkanäle, insbesondere für Dentalmaterialien, 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, insbesondere für Dentalmaterialien, 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 ß in Fig. 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.
Der mindestens eine Zapfen des Kammerteils, der mit seiner Außenkante auf dem identischen Teilkreisdurchmesser (+ Spiel) des Zuführkanals des Verschlussteils steht, ragt in den Zuführkanal herein. Der Zuführkanal kann einen veränderlichen Querschnitt (ohne Zapfen) aufweisen. Ragt der Zapfen nun in den Zuführkanal hinein, resultiert der freie Querschnitt des Zuführkanals, der dem Querschnitt des Zuführkanals abzüglich Zapfen entspricht. Somit bildet der mindestens eine Zapfen eine Strömungsbarriere, da der mindestens eine Zapfen den Durchfluss im Zuführkanal verringert, insbesondere ergibt sich der freie Querschnitt im Zuführkanal (Querschnitt Zuführkanal - Querschnitt Zapfen = freier Querschnitt Zuführkanal). Durch die Veränderung der Position des Zapfens durch die Veränderung der Position von Kammerteil und Verschlussteil (beide Gehäuseteile), insbesondere durch Rotation dieser zueinander, kann der freie Querschnitt im Zuführkanal eingestellt werden. Der Zapfen oder die Zapfen sind am Kammerteil angeordnet und ragen in den Zuführkanal. Der Zuführkanal wird mit zunehmendem Fließweg schmaler. Durch unterschiedliches Positionieren von Kammerteil und Verschlussteil werden auch der Zapfen/die Zapfen, insbesondere als Fließhinderniss(e), im Zuführkanal anders positioniert und können somit den freien Querschnitt, synonym zum offenen Kanalquerschnitt, an dieser Stelle verändern. Vorzugsweise kann durch die Veränderung der Position des mindestens einen Zapfens der freie Querschnitt bzw. offene Kanalquerschnitt um bis zu plus/minus 100 % vergrößert oder verkleinert werden, insbesondere kann der freie Kanalquerschnitt des Zuführkanals mit Zapfen im Vergleich zum Querschnitt des Zuführkanals (Kanalquerschnitt ohne Zapfen) um mindestens 1 % bis vorzugsweise 100 % verkleinert werden. Bevorzugt kann der freie Kanalquerschnitt durch den mindestens einen Zapfen von 0 % bis 100% durch Veränderung der Position des Zapfens eingestellt werden, insbesondere von 5 % bis 90 %, besonders bevorzugt von 5% bis 25%.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der freie Querschnitt des Zuführkanals, welcher aus dem Querschnitt des Zuführkanals ohne Zapfen abzüglich des Querschnitts des mindestens einen Zapfens resultiert, einstellbar durch die relative Lage des mindestens einen Zapfens im Zuführkanal, wobei die Lage des mindestens einen Zapfens von der relativen rotationssymmetrischen Position von Kammerteil und Verschlussteil abhängt. 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, insbesondere für Dentalmaterialien, aufweist, wobei die erste Eintrittsöffnung und die erste Durchtrittsöffnung, insbesondere jeweils für Dentalmaterialien, einen geradlinigen Kanal bilden;
c) Anordnen des Verschlussteils am hinteren Ende des Kammerteils und ein Einführen des Rotors in die Mischkammer, insbesondere für Dentalmaterialien;
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, insbesondere für Dentalmaterialien. 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.
Figurenbeschreibung
Fig. 1a/b zeigt einen dynamischen Mischer 1 im Querschnittsprofil.
Fig. 2 zeigt einen Rotor 10 eines dynamischen Mischers 1.
Fig. 3 zeigt ein Verschlussteil 5 des dynamischen Mischers 1.
Fig. 4 zeigt ein Kammerteil 2 des dynamischen Mischers 1.
Fig. 5 zeigt ein Verschlussteil 5 in Innenansicht.
Fig. 6 zeigt ein Verschlussteil 5 mit eingesetztem Rotor 10.
Fig. 7 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15.
Fig. 8 zeigt ein Verschlussteil 5 mit markiertem Zuführkanal 15 und markierter Trennwand 16 zwischen Zuführkanal 15 und Mischkammer 4.
Fig. 9 zeigt ein Kammerteil 2 mit einer markierten Trennwand 16 für den Zuführkanal 15.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch den dynamischen Mischer 2 mit erfindungsgemäßem Zuführkanal 15 und Trennwand 16.
Fig. 11 zeigt eine minimale und eine maximale Verdrehung von Kammerteil 2 und Verschlussteil 5 zueinander.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 a und Fig. 1 b zeigen einen dynamischen Mischer 1 , insbesondere für Dentalmaterialien, im Querschnittsprofil. Das Mischergehäuse, insbesondere für Dentalmaterialien, 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.
Fig. 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.
io Fig. 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.
Fig. 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.
Fig. 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.
Fig. 6 zeigt ein Verschlussteil 5 mit eingesetztem Rotor 10. Seitlich des Rotors 10 sieht man die erste Durchtrittsöffnung 13 und die zweite Durchtrittsöffnung 14.
Fig. 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.
Fig. 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 Fig. 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.
Fig. 9 zeigt ein Kammerteil 2 mit einer markierten Trennwand 16 für den Zuführkanal 15. Die Trennwand ist Teil des Kammerteils 2.
Fig. 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.
Fig. 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
1 1 dem Rotor abgewandte Ebene
12 dem Rotor zugewandte Ebene
13 erste Durchtrittsöffnung
14 zweite Durchtrittsöffnung Zuführkanal Trennwand Zapfen
geradliniger Kanal

Claims

Patentansprüche
1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Schritte f) bis i) iterativ durchlaufen werden.
15. Verwendung eines dynamischen Mischers (1) zum Mischen von Dentalmaterialien mit unterschiedlichen Viskositäten nach den Ansprüchen 1 bis 9.
PCT/EP2020/069642 2019-07-15 2020-07-10 Dynamischer mischer mit balancierbaren zuführkanälen WO2021009071A1 (de)

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EP20740585.3A EP3999221A1 (de) 2019-07-15 2020-07-10 Dynamischer mischer mit balancierbaren zuführkanälen

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