-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbringen von
Ein- oder Mehrkomponentenmassen,
insbesondere einer Basiskomponente und einer Katalysatorkomponente
von Abdruckmassen für
den Dentalbereich, aus wenigstens einem Schlauchbeutel, wobei jeder
Schlauchbeutel in einem Zylinder aufgenommen ist und jedem Schlauchbeutel
ein in dem Zylinder verschiebbar gelagerter Kolben mit einer Kolbenscheibe
zur Druckbeaufschlagung der Schlauchbeutel zugeordnet ist. Weiter
betrifft die Erfindung einen in dieser Vorrichtung einsetzbaren
Kolben.
-
Aus
der
DE 103 12 843
B3 ist eine derartige Vorrichtung zum Ausbringen von Ein-
oder Mehrkomponentenmassen aus zwei in zylindrischen Kartuschen
aufgenommenen Schlauchbeuteln bekannt, wobei jedem Schlauchbeutel
ein verschiebbar gelagerter Stempel zur Druckbeaufschlagung zugeordnet ist.
In vielen Anwendungsfällen
weisen die Schlauchbeutel zwar im Wesentlichen die gleiche Länge aber deutlich
verschiedene Durchmesser auf, bspw. wenn es sich bei den aus den
Schlauchbeuteln auszubringenden Komponenten um eine Basiskomponente und
eine Katalysatorkomponente von Abdruckmassen für den Dentalbereich handelt.
-
Die
beiden jeweils mit einer Kolbenscheibe versehenen Stempel bzw. Kolben
sind bei dieser bekannten Vorrichtung über einen Schlitten miteinander verbunden,
so dass diese nur gemeinsam betätigbar sind.
Zum Ausbringen der Komponenten aus den Schlauchbeuteln wird über die
Kolben Druck auf die Schlauchbeutel ausgeübt, wobei diese sich insbesondere
in radialer Richtung geringfügig
aufweiten können.
Nach dem Beenden des Ausbringvorgangs findet bei der aus der
DE 103 12 843 B3 bekannten Vorrichtung
eine Druckentlastung statt, so dass die Kolben keinen weiteren Druck
auf die Schlauchbeutel ausüben.
Allerdings können
sich die Schlauchbeutel wieder zusammenziehen und hierbei in einigen
Anwendungsfällen
eine Ausdehnung in axialer Richtung erfahren. Da die Rückstellkräfte insbesondere
des kleineren Schlauchbeutels oft nicht ausreichen, um die Reibung
der Kolbenscheiben in den Zylindern zu überwinden und die beiden Kolben
zusammen mit dem Schlitten zurückzudrängen, können eine
oder beide Komponenten nachlaufen.
-
Dieses
Nachlaufen kann zu einer Verschlechterung des Mischergebnisses zu
Beginn des darauffolgenden Mischvorgangs führen. Dies tritt insbesondere
bei dem Schlauchbeutel mit dem kleineren Durchmesser auf, in welchem
bspw. eine Katalysatorkomponente enthalten sein kann, da dieser
eine größere relative
Dehnung erfährt.
-
Um
eine derartige Rückstellung
der Kolben zu erreichen, wird bspw. in der
EP 0 463 990 B1 ein Hebelsystem
mit einer Rückholfeder
vorgeschlagen, welche die Antriebsspindel nach einem Abschalten des
Gerätes
zurückziehen.
Weiter sollen gemäß der
EP 1 010 401 A1 die
Kolben nach dem Ende des Auspressvorgangs zurückgezogen werden, indem der
Motor umgepolt wird. Ähnlich
werden auch bei der
EP
1 101 538 A2 die Kolben durch eine Änderung der Drehrichtung des
Motors nach dem Ende des Auspressvorgangs zurückgefahren. Dies erfordert
jedoch einen zusätzlichen
Regelungsaufwand und einen vergleichsweise komplizierten Aufbau
der Geräte,
so dass diese Lösungen
störanfälliger und
teuer in der Herstellung sind.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zum Ausbringen von Ein- oder Mehrkomponentenmassen
sowie einem Kolben hierfür
bereitzustellen, bei denen die oben genannten Probleme des Nachlaufens
nach dem Ende des Ausbringvorgangs nicht auftreten.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen
dadurch gelöst,
dass zwischen der Kolbenscheibe und dem Kolben ein elastisches Element angeordnet
ist. Zu Beginn des Ausbringvorgangs wird dieses elastische Element
zwischen dem Kolben und der Kolbenscheibe elastisch komprimiert,
so dass zunächst
eine Relativbewegung zwischen der Kolbenscheibe und dem Kolben erfolgt,
bevor die Schlauchbeutel ausgepresst werden. Die Rückstellkräfte des
elastischen Elementes reichen dabei aus, um nach dem Ende des Ausbringvorgangs
den Kolben so weit zurückzudrängen, dass
ein Nachfließen der
in den Schlauchbeuteln aufgenommenen Komponenten weitgehend unterbunden
wird.
-
Vorzugsweise
sind zur Druckbeaufschlagung von wenigstens zwei Schlauchbeuteln
wenigstens zwei miteinander verbundene Kolben vorgesehen, denen
zumindest ein weiterer Kolben oder ein Zylinder einer weiteren Kolben-Zylinder-Einheit mit einem
wenigstens eine Pumpe und einen Vorratsbehälter umfassenden Hydraulikkreislauf
zugeordnet ist. Durch diese hydraulische Betätigung der beiden Kolben zum
Ausbringen der Komponenten aus den Schlauchbeuteln ist eine besonders
exakte Dosierung der auszutragenden Massen bei einem gleichzeitig
besonders zuverlässigen
und einfach aufgebauten Gerät
möglich.
-
In
Weiterbildung dieses Gedankens ist es vorgesehen, dass zumindest
einer der Kolben, welche die Schlauchbeutel auspressen, der Zylinder
der hydraulisch betätigbaren
Kolben-Zylinder-Einheit ist, der durch ein auf der den Schlauchbeuteln
zugewandten Seite verschlossenes, zylindrisches Rohr gebildet ist,
welches als Zylinder auf einem feststehenden Kolben verschiebbar
ist. Der feststehende Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit kann dabei
ein Hohlkolben sein, der den Vorratsbehälter in dem Hydraulikkreislauf
bildet. Durch diesen Aufbau lässt
sich eine sehr kompakte Vorrichtung zum Ausbringen der Komponenten
aus den Schlauchbeuteln realisieren.
-
Um
zum Auspressen der Komponenten aus den Schlauchbeuteln einen schnellen
Druckaufbau in der Kolben-Zylinder-Einheit zu erreichen und nach dem
Ende des Auspressvorgangs einen raschen Druckabbau zu erreichen,
sollte das Fluid möglichst rasch
in den bzw. aus dem als weiteren Zylinder ausgebildeten Kolben strömen können. Hierzu
weist die Kolben-Zylinder-Einheit vorzugsweise einen Hohlkolben
auf, der auf der den Kolben zum Auspressen der Schlauchbeutel zugewandten
Seite mit einem Ventil versehen ist. Dieses umfasst einen ersten
Ventilteller, der gegen die Kraft wenigstens einer Feder durch den
Fluiddruck in dem als weiteren Zylinder ausgebildeten Kolben gegen
einen ersten Ventilsitz abdichtend anlegbar ist. Vorzugsweise sind
der erste Ventilsitz und der Ventilteller von einer Stange durchsetzt, an
deren den Kolben zum Auspressen der Schlauchbeutel zugewandten Ende
ein weiterer Ventilteller ausgebildet ist. Dieser Ventilteller ist
durch den Fluiddruck in dem als weiterer Zylinder ausgebildeten
Kolben gegen einen zweiten, in dem ersten Ventilteller vorgesehenen
zweiten Ventilsitz abdichtend anlegbar. Durch die große Öffnung zwischen
dem ersten Ventilteller und dem ersten Ventilsitz kann das Fluid rasch
in den bzw. aus dem Zylinder strömen.
Der zweite kleinere Ventilteller kann dagegen mit geringer Kraft
von seinem Ventilsitz abgehoben werden, um so einen raschen Druckabbau
in dem Zylinder zu ermöglichen.
Der weitere Druckabbau kann dann erfolgen, indem der erste Ventilteller
durch die Kraft der Feder von dem ersten Ventilsitz abgehoben wird.
-
Die
Zylinder, in welchen die beiden Kolben verschiebbar aufgenommen
sind, können
zwei zu einer Doppelkartusche verbundene Hülsen sein, deren eines Ende
jeweils zur Aufnahme der Kolben offen ist, während die gegenüberliegenden
Enden bspw. durch lösbare
Kappen verschlossen sind. In jedem dieser beiden Zylinder kann dabei
ein dehnbarer Schlauchbeutel aufgenommen sein, der mit einer insbesondere
pastösen
Masse, bspw. einer Basiskomponente und einer Katalysatorkomponente
von Abdruckmassen für
den Dentalbereich, befüllt
ist.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiter durch einen
Kolben mit einer Kolbenscheibe gelöst, die in einem Zylinder verschiebbar
ist und diesen in zwei gegeneinander abgedichtete Zylinderabschnitte
unterteilt. Zwischen der Kolbenscheibe und dem Kolben ist dabei
erfindungsgemäß ein elastisches
Element angeordnet. Vorzugsweise ist dieses elastische Element ein
Gummiring, der zwischen der Kolbenscheibe und einer Platte angeordnet
ist, die ein als Kolbenstange wirkendes Zylinderrohr verschließt. Alternativ
hierzu kann das elastische Element auch durch eine Feder oder dgl.
gebildet sein, die eine reversible Relativbewegung zwischen dem
Kolben und der Kolbenscheibe erlaubt. Dabei ist es auch möglich, das
elastische Element unmittelbar auf der Kolbenscheibe anzuordnen,
so dass die Relativbewegung zwischen der Kolbenscheibe und dem von
dieser beaufschlagten Medium stattfinden kann.
-
Wenn
der Kolben mit einem zweiten, zumindest im Wesentlichen parallel
zu diesem ausgerichteten Kolben verbunden ist, der ebenfalls eine
Kolbenscheibe aufweist, welche in einem Zylinder verschiebbar ist
und diese in zwei gegeneinander abgedichtete Zylinderabschnitte
unterteilt, kann bspw. zwischen einer der Kolbenscheiben und der
dieser zugeordneten Kolbenstange oder dgl. das elastische Element
angeordnet sein.
-
Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung haben die beiden Kolbenscheiben unterschiedliche Durchmesser,
wobei auch die Schlauchbeutel unterschiedliche Durchmesser haben,
bspw. eine Basiskomponente mit großem Volumen und eine Katalysatorkomponente
mit kleinerem Volumen. Hierbei ist nur einer der beiden Kolbenscheiben,
insbesondere der größeren Kolbenscheibe,
ein zwischen dieser und dem Kolben angeordnetes elastisches Element
zugeordnet. Durch die Rückstellkräfte des
elastischen Elementes werden nach dem Ende des Ausbringvorgangs
beide miteinander verbundenen Kolben in den jeweiligen Zylindern
um eine kleine Strecke zurück
verschoben, so dass insbesondere für den kleineren Schlauchbeutel, der
eine größere relative
Dehnung erfährt,
ein ausreichendes Volumen für
die Rückdehnung
zur Verfügung
steht. Hierdurch kann ein Nachfließen der Komponente mit dem
kleineren Volumenanteil wirksam unterbunden werden.
-
Vorzugsweise
sind die Kolbenstangen der beiden Kolben miteinander über einen
Schlitten verbundene Zylinderrohre, deren den Zylindern zugewandte
Enden geschlossen und jeweils mit einer Kolbenscheibe versehen sind.
Bei dieser Ausgestaltung ist es besonders einfach, zwischen dem
plattenartigen Ende, welches die als Zylinderrohr ausgestaltete Kolbenstange
verschließt,
und der Kolbenscheibe ein elastisches Element, bspw. einen Gummiring, vorzusehen.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert.
Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
-
Es
zeigen schematisch:
-
1 in
Schnittansicht einen erfindungsgemäßen Kolben und einen Schlauchbeutel,
-
2 in
Perspektivansicht zwei miteinander verbundene Kolben und eine Doppelkartusche,
-
3 in
Perspektivansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
-
4 in
Perspektivansicht eine Kolbenscheibe mit elastischem Element, und
-
5 in
Schnittansicht die Kolbenscheibe nach 4.
-
Die
in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung zum
Ausbringen von Komponenten weist im Wesentlichen zwei Kolben 1a und 1b auf,
die in zwei Zylinder 2a bzw. 2b einführbar sind.
In der dargestellten Ausführungsform
weist der Kolben 1a einen größeren Durchmesser als der Kolben 1b auf.
Entsprechend ist auch der Durchmesser des Zylinders 2a größer als
der des Zylinders 2b. Die Zylinder 2a und 2b sind
an ihren den Kolben 1a bzw. 1b zugewandten Enden
offen und an den gegenüberliegenden
Enden jeweils durch eine in den 1 und 2 dargestellte
Kappe 3a bzw. 3b verschlossen. Die Zylinder 2a und 2b sind
miteinander verbunden und bilden eine Doppelkartusche.
-
In
die Zylinder 2a und 2b kann jeweils ein Schlauchbeutel 4 eingeführt werden,
in welchen bspw. pastöse
Massen, wie eine Katalysatorkomponente und eine Basiskomponente
zur Herstellung einer Abdruckmasse für den Dentalbereich, aufgenommen
sein können.
Die Schlauchbeutel 4 können,
wie in 1 angedeutet, mit den Kappen 3a und 3b verbunden,
insbesondere verklebt sein, so dass die Zylinder 2a und 2b mit
den Schlauchbeuteln 4 befüllt und durch die Kappen 3a bzw. 3b verschlossen
werden können.
-
Die
beiden Kolben 1a und 1b sind auf ihrer den Zylindern 2a bzw. 2b abgewandten
Seite über eine
Schlitten 5 fest miteinander verbunden, so dass die Kolben 1a und 1b gemeinsam
in die Zylinder 2a bzw. 2b eingefahren bzw. aus
diesen zurückgezogen werden
können.
Hierzu ist der Kolben 1a als ein Zylinderrohr ausgebildet,
welches auf einem feststehenden Hohlkolben 6 abgedichtet
verschiebbar ist. Der Hohlkolben 6 ist, wie in 3 gezeigt,
fest mit einer Kolbenplatte 7 verbunden. Auf der Unterseite
der Kolbenplatte 7 sind ein Motor 8 sowie eine
Pumpe 9 angeordnet, die durch den Motor 8 angetrieben
wird. Eine in den Figuren nicht dargestellt Saugleitung der Pumpe 9 ist
mit dem Innenraum des feststehenden Hohlkolbens 6 verbunden,
der somit als Vorratsbehälter
für ein
hydraulisches Fluid dienen kann. Die ebenfalls nicht dargestellt
Druckleitung der Pumpe 9 ist durch den feststehenden Hohlkolben 6 geführt und mündet auf
der dem Zylinder 2a zugewandten Seite des Hohlkolbens 6 in
den Kolben 1a, der somit gleichzeitig den Zylinder eine
durch den Hohlkolben 6 und den Kolben 1a gebildeten
Kolben-Zylinder-Einheit dient.
-
Auf
diese Weise kann der Kolben 1a bei Betätigung des Motors 8 fluiddruckbetätigt auf
dem feststehenden Hohlkolben 6 in den Zylinder 2a eingeschoben
werden. Durch die feste Verbindung des Kolbens 1a mit dem
Kolben 1b über
den Schlitten 5 wird hierbei gleichzeitig der Kolben 1b in
den Zylinder 2b eingefahren. Hierdurch können die
beiden in den Zylindern 2a bzw. 2b aufgenommenen
Schlauchbeutel 4 gemeinsam ausgepresst werden.
-
Die
dem Zylinder 2a zugewandte Seite des Kolbens 1a ist
durch eine Platte 10 hermetisch abgeschlossen. Auf die
Platte 10 ist eine Kolbenscheibe 11a aufgesetzt,
die derart gestaltet ist, dass sie abdichtend in dem Zylinder 2a verschiebbar
ist. In gleicher Weise ist auf dem Kolben 1b eine Kolbenscheibe 11b vorgesehen.
-
Die
Kolbenscheibe 11a ist in den 4 und 5 vergrößert dargestellt.
Zur Abdichtung der Kolbenscheiben 11a bzw. 11b ist
an deren Außenumfang
eine Dichtungslippe 12 ausgebildet, die an der Innenseite
der Zylinder 2a bzw. 2b anliegt. Weiter ist die
Kolbenscheibe 11a auf ihrer dem Kolben 1a zugewandten
Seite mit einer Nut 13 versehen, in welche ein als Gummiring
ausgebildetes elastisches Element 14 eingelegt ist.
-
Die
Kolbenscheibe 11a ist dabei so auf der Platte 10 gelagert,
dass die Kolbenscheibe 11a durch die elastischen Rückstellkräfte des
Gummirings 14 von der Platte 10 weggedrängt wird.
Somit kann die Kolbenscheibe 11a gegen die Rückstellkräfte des Gummirings 14 relativ
zu der Platte 10 in Richtung auf den feststehenden Hohlkolben 6 hin
verschoben werden.
-
Durch
diese Ausgestaltung des Kolbens 1a wird zu Beginn eines
Auspressvorgangs, wenn die Kolbenscheibe 11a in Kontakt
mit dem Schlauchbeutel 4 tritt, die Kolbenscheibe 11a zunächst gegen
die Kraft des elastischen Elements 14 gegen die Platte 10 gepresst.
Erst dann werden die Kolbenscheibe 11a und der Kolben 1a gemeinsam
weiter in den Zylinder 2a eingefahren. Durch die starre
Verbindung zwischen dem Kolben 1a und dem Kolben 1b über den
Schlitten 5 wird gleichzeitig auch der Kolben 1b in
den Zylinder 2b eingefahren. Die Schlauchbeutel 4 werden
hierdurch gemeinsam ausgepresst.
-
Um
das Einführen
der Schlauchbeutel 4 in die Zylinder 2a bzw. 2b zu
erleichtern, weisen die Schlauchbeutel 4 im unbelasteten
Zustand einen geringfügig
kleineren Außendurchmesser
als der Innendurchmesser der Zylinder 2a bzw. 2b auf.
Während der
Druckbeaufschlagung der Schlauchbeutel 4 durch die Kolben 1a bzw. 1b weiten
sich die Schlauchbeutel 4 insbesondere in radialer Richtung auf,
so dass diese an den Innenwänden
der Zylinder 2a bzw. 2b anliegen. Die relative
Ausdehnung des in dem Zylinder 2b aufgenommenen kleineren Schlauchbeutels
kann dabei etwas größer als
die des in dem Zylinder 2a aufgenommenen Schlauchbeutels
sein.
-
Nach
dem Ende des Auspressvorgangs wird der in dem Hohlkolben 6 und
dem Kolben 1a aufgebaute Fluiddruck möglichst rasch abgebaut. Durch die
Reibung der Kolbenscheiben 11a und 11b in den Zylindern 2a bzw. 2b sowie
durch die Reibung des Schlittens 5 lassen sich die Kolben 1a bzw. 1b nicht allein
durch die Rückstellkräfte des
Schlauchbeutel 4 aus den Zylindern 2a bzw. 2b zurück schieben.
Dies führt
dazu, dass insbesondere die in dem Schlauchbeutel des kleineren
Zylinders 2b aufgenommene Komponente nachläuft.
-
Durch
die zusätzlichen
Rückstellkräfte des elastischen
Elements 14 wird jedoch der Kolben 1a um einen
kleinen Betrag relativ zu der Kolbenscheibe 11a aus dem
Zylinder 2a ausgefahren. Dabei stützt sich die Kolbenscheibe 11a an
dem Schlauchbeutel 4 ab, der in dem Zylinder 2a aufgenommen
ist. Diese Abstützung
wird durch die Reibung zwischen der Kolbenscheibe 11a und
der Innenwand des Zylinders 2a unterstützt, so dass bei zumindest
weitgehend feststehender Kolbenscheibe 11a der Koben 1a zurückgeschoben
wird.
-
Durch
die starre Verbindung der Kolben 1a und 1b über den
Schlitten 5 wird auch der Kolben 1b geringfügig aus
dem Zylinder 2b herausgezogen. Hierdurch wird die Kolbenscheibe 11b um
eine geringe Strecke, bspw. etwa 1 mm, von dem in dem Zylinder 2b aufgenommenen
Schlauchbeutel 4 abgehoben, so dass dieser sich in axialer
Richtung ausdehnen kann. Ein Nachlaufen der in diesem Schlauchbeutel
enthaltenen Komponente lässt
sich somit weitgehend unterbinden.
-
Bei
der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist nur zwischen
dem Kolben 1a und der Kolbenscheibe 11a ein elastisches
Element 14 vorgesehen. Es kann jedoch in Abhängigkeit
des Dehnungsverhaltens der Schlauchbeutel und/oder der Stoffeigenschaften
der darin enthaltenen Komponenten auch vorteilhaft sein, das elastische
Element 14 unmittelbar zwischen der Kolbenscheibe und dem Schlauchbeutel
anzuordnen oder an beiden Kolbenscheiben ein elastisches Element
vorzusehen.
-
- 1a,
b
- Kolben
- 2a,
b
- Zylinder
- 3a,
b
- Kappe
- 4
- Schlauchbeutel
- 5
- Schlitten
- 6
- Hohlkolben
- 7
- Kolbenplatte
- 8
- Motor
- 9
- Pumpe
- 10
- Platte
- 11a,
b
- Kolbenscheibe
- 12
- Dichtungslippe
- 13
- Nut
- 14
- elastisches
Element