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DE10043489A1 - Dynamischer Mischer II - Google Patents

Dynamischer Mischer II

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DE10043489A1
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Germany
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dynamic mixer
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chamber part
longitudinal direction
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Alfred Von Schuckmann
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Kulzer GmbH
Original Assignee
Heraeus Kulzer GmbH
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Abstract

Es wird u. a. ein dynamischer Mischer, insbesondere für viskose Dentalmaterialien, bereitgestellt, mit: DOLLAR A einem Kammerteil, einer Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, einem am hinteren Ende des Kammerteils angeordneten Verschlussteil mit Eintrittsöffnungen für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Bohrung für ein Mischelement und einem um dessen Längsachse im Kammerteil drehbaren Mischelement, wobei der Mischer dadurch gekennzeichnet ist, dass das Mischelement mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel aufweist, dass die freien Durchlässe des ersten Mischflügels vom zweiten Mischflügel abgedeckt werden.

Description

Die Erfindung betrifft zwei dynamische Mischer, insbesondere für viskose Dentalmaterialien, mit:
einem Kammerteil, einer Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, einem am hinteren Ende des Kammerteils angeordneten Verschlussteil mit Eintrittsöffnungen für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Bohrung für ein Misch­ element und einem um dessen Längsachse im Kammerteil drehbaren Mischelement.
Beim maschinellen kontinuierlichen Anmischen von Mehrkomponentenmaterialien, beispiels­ weise von Klebstoffen oder dentalen Abdruckmassen, ist es üblich, je nach Konsistenz dynami­ sche oder statische Mischer zu verwenden. Unter dem Begriff "statischer Mischer" sind solche zu verstehen, die feststehende Mischeinrichtungen beispielsweise Strömungsstifte enthalten, an denen die zu vermischenden einzelnen Materialien vorbeiströmen und sich durch Verwirbe­ lung und anderen Störungen miteinander mischen. Unter dem Begriff "dynamischer Mischer" sind solche zu verstehen, die aktive Mischeinrichtungen beispielsweise in Form von rotierenden Mischflügeln enthalten. Bei diesen werden die zu vermischenden Bestandteile durch aktiven Transport miteinander vermischt.
Statische Mischer sind wegen des hohen Reibungsverlustes bei zähen Konsistenzen weniger geeignet, weshalb in solchen Fällen Mischer mit rotierenden Mischelementen verwendet wer­ den.
In EP 0 492 412 B1 ist ein dynamischer Mischer offenbart, der ein Gehäuse mit einem im we­ sentlichen zylindrischen Kammerteil umfasst, der an seinem vorderen Ende einer Ausbringöff­ nung für das Gemisch, einen am hinteren Ende des Kammerteils vorgesehenen Abschlusskör­ per mit nach hinter herausragenden Rohrzapfen zum unmittelbaren Einführen in Austrittsöff­ nungen von die zu mischenden Komponenten enthaltenden Vorratsbehältern, und ein in dem Kammerteil um dessen Längsachse drehbares Mischerelement aufweist, dass mit seinem hin­ teren Ende in einer Bohrung des Abschlusskörpers drehbar gelagert ist. Dabei ist der Ab­ schlusskörper als Platte ausgebildet, wobei das Mischelement mindestens einen Abstreifer trägt, der mit einer in Drehrichtung nach vorne weisenden Schneidkante die vordere Fläche der Abschlussplatte überstreicht, und sich an die Schneidkante eine in Ausbringrichtung ansteigen­ de Schrägfläche anschließt.
Nachteilig an diesem Mischer ist u. a. die Tatsache, dass es zu einem teilweise unkontrollierten Austreten der zu mischenden Komponenten zwischen Abschlusskörper und drehbarem Mi­ scherelement aufgrund von Undichtigkeiten kommt. Darüber hinaus ist der Homogenisierungs­ grad nicht in jedem Fall befriedigend, da sich die einzelnen Komponenten zu schnell an den am Mischerelement angeformten Mischerflügeln vorbeischieben.
Aus dem Vorgenannten ergibt sich das Problem, mit Hilfe eines neuartigen dynamischen Mi­ schers die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu beseitigen. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem liegt insbesondere darin, einen preiswert herzustellenden dynami­ schen Mischer für die Einmalverwendung bei niedrigviskosen bis zähen standfesten Mehrkom­ ponentenmaterialien zu entwickeln, der einen sehr hohen Homogenisierungs- bzw. Dichtig­ keitsgrad gewährleistet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen dynamischen Mischer nach Anspruch 1 und einen dynamischen Mischer nach Anspruch 2 gelöst.
Der erste erfindungsgemäße dynamische Mischer weist ein Kammerteil, eine Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, ein am hinteren Ende des Kammerteils angeordnetes Ver­ schlussteil mit Eintrittsöffnungen für einzubringende Einzelkomponenten sowie eine zentrale Bohrung für ein Mischelement und ein um dessen Längsachse im Kammerteil drehbares Mischelement auf. Das Mischelement weist mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel auf, dass die freien Durchlässe des ersten Mischflügels vom zweiten Mischflügel abgedeckt werden. Unter dem Begriff "abstreifenfunktionsfrei" ist die Tatsache zu verstehen, dass die eingesetzten Mischflügel nicht wandgängig sind und als Abstreifer fungieren, sondern einen gewissen Abstand zu den einzelnen Wänden einhalten. Durch die versetzte Anordnung der Mischflügel untereinander wird gewährleistet, dass vom ersten Mischflügel nicht erfasstes Material mit sehr hoher Wahr­ scheinlichkeit vom zweiten Mischflügel erfasst, geschert und anschließend mit den anderen Komponenten vermischt wird.
Der zweite erfindungsgemäß dynamische Mischer enthält ein Kammerteil, eine Ausbringöffnung am vorderen Ende des Kammerteils, ein am hinteren Ende des Kammerteils angeordnetes Ver­ schlussteil mit Eintrittsöffnungen für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentri­ schen Bohrung für ein Mischelement und ein um dessen Längsachse im Kammerteil drehbares Mischelement. Am Verschlussteil ist mindestens eine das hintere Ende des Mischelements um­ greifende im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtete innere Hülse angeordnet. Die Hülse sorgt für eine Erhöhung der Statorfläche (unter dem Begriff "Statorfläche" sind sämtliche ste­ henden festen und für die Vermischung der einzelnen Komponenten notwendigen Flächen zu verstehen) und der Dichtungsfläche (unter dem Begriff "Dichtungsfläche" sind solche Flächen zu verstehen, die ein unkontrolliertes Herausfließen der einzelnen Bestandteile bzw. der ge­ mischten Bestandteile nach außen verhindern bzw. vermindern und so eine dichtende Funktion ausüben). Durch die Anordnung als am hinteren Ende des Mischelements umgreifende Hülse ist eine hohe Dichtwirkung erzielbar.
Zunächst ist es vorteilhaft, wenn die Mischflügel in ausbringender Längsrichtung anstiegsfrei ausgebildet sind (d. h. in der Rotationsebene keine schräggestellten Flügelblätter aufweisen), da auf diese Art und Weise keine Austragswirkung bei Rotation der Mischflügel resultiert und somit das Mischelement und deren Verbindungsstelle zur Antriebsachse einer nicht allzu hohen mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Ein Austrag wird lediglich durch Pressen in Längs­ richtung des Kammerteils bewerkstelligt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass am hinteren Ende des Kammerteils angeordneten ersten Mischflügel in Richtung Verschlussteil in Längsrichtung derart mindestens ein Mischzapfen an­ geformt ist, dass das aus den Eintrittsöffnungen eintretende viskose Material zerschneidungs­ frei verstrichen wird, da auf diese Art und Weise eine sehr hohe Scherungsrate ermöglicht wird.
Am Verschlussteil ist in vorteilhafter Weise mindestens ein im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteter innerer Zapfen angeordnet, der als Strömungsstörer zur Erhöhung der Mischwir­ kung dient.
Am Verschlussteil ist mindestens eine das hintere Ende des Mischelements umgreifende, im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtete innere Hülse angeordnet, die zur Erhöhung der Statorfläche und gleichzeitig zur Erhöhung der Dichtungsfläche dient (diese vorteilhafte Aus­ gestaltung bezieht sich auf den ersten erfindungsgemäßen dynamischen Mischer).
Die innere Hülse erstreckt sich vorteilhafter Weise in Längsrichtung bis nahezu zum ersten Mischflügel, um auf diese Art und Weise eine sehr hohe Abdichtungsrate zu gewährleisten.
Der erste Mischflügel ist in vorteilhafter Weise in ausbringender Längsrichtung kuppelförmig ausgebildet, um auf diese Art und Weise ein geringes Misch- und Totvolumen der im dynami­ schen Mischer verbleibenden Restmenge (nach Gebrauch) zwischen dem ersten und zweiten Mischflügel bereitzustellen.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der erste Mischflügel innere und/oder äußere Ausnehmungen aufweist, um einen besseren Materialdurchsatz zu gewährleisten. Die inneren Ausnehmungen können beispielsweise in Form von Kreisen oder Ellipsen ausgestaltet sein, während die äuße­ ren Ausnehmungen beispielsweise halbkreisförmige oder paraboloide Kreissegmente darstellen können.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der zweite Mischflügel äußere Ausnehmungen, beispielswei­ se in Form von Kreissegmenten aufweist, um einen höheren Materialdurchsatz zu gewährleis­ ten.
Weiterhin weist der zweite Mischflügel in Längsrichtung des Kammerteils eine Materialverstär­ kung, beispielsweise in Form eines aufgedoppelten Rundkreuzes, auf, um auf diese Art und Weise eine Materialredundanz zur hohen mechanischen Belastbarkeit bereitzustellen.
Darüber hinaus, weist das Mischelement in ausbringender Längsrichtung mindestens einen dritten Mischflügel auf, der zur weiteren Homogenisierung des auszubringenden gemischten Materials dient.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn beim zweiten erfindungsgemäßen Mischer das Mischelement mindestens zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel aufweist, dass die freien Durchlässe des ersten Mischflü­ gels vom zweiten Mischflügel abgedeckt werden, um auf diese Art und Weise eine intensive Scherung und Vermischung zu gewährleisten (siehe oben).
Schließlich ist es von Vorteil, wenn in mindestens einer Eintrittsöffnung mindestens ein quer zur Durchlassöffnung ausgerichtetes stegförmiges Element angeordnet ist, damit eventuelle Aus­ härtungen beim Abnehmen des gebrauchten Mischers vom Schlauchbeutel/von der Kartusche mit herausgezogen werden.
Besonders bewährt haben sich stegförmige Elemente, die in Durchflussrichtung oval-, rauten, elippsen-, vieleck- oder kreisförmig sind.
Spritzbare Kunststoffe wie Polyethylen, Polypropylen oder Polystyiol haben sich insbesondere für Gehäuse und Abschlusskörper (Kammerteil bzw. Verschlussteil) bewährt. Für den Einsatz bei zäheren Mischungen ist insbesondere beim Mischelement die Verwendung von hochwerti­ geren Kunststoffen wie z. B. Polyamid, Polyoximethylen oder anderen schlagzäheren Polyme­ ren/Blends vorteilhaft.
Die Erfindung wird anhand eines nachfolgenden Beispiels näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen dynamischen Mischer;
Fig. 2 einen auszugsweisen Querschnitt bezüglich einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Mischers;
Fig. 3 einen Querschnitt eines Mischelements;
Fig. 4 eine Aufsicht eines ersten Mischflügels;
Fig. 5 eine Aufsicht eines zweiten Mischflügels;
Fig. 6 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen dynamischen Mischers und
Fig. 7 eine skizzenhafte untere Aufsicht des in Fig. 6 dargestellten erfindungsgemäßen Mischers.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen dynamischen Mischer abgebildet. Der dynamische Mischer weist ein Kammerteil 1, eine Ausbringöffnung 13 am vorderen Ende des Kammerteils 1, ein am hinteren Ende des Kammerteils 1 angeordnetes Verschlussteil 2 mit Eintrittsöffnungen 11 für einzubringende Einzelkomponenten sowie eine zentrische Bohrung für ein Mischelement und ein um dessen Längsachse im Kammerteil 1 drehbares Mischelement 3 auf. Das Mischelement 3 weist zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel 5, 6 auf, dass die freien Durchlässe des ersten Mischflügels 5 vom zweiten Mischflügel 6 abgedeckt werden. Am Verschlussteil 2 ist eine im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtete Hülse 4 angeordnet, die das hintere Ende des Mischelements 3 umgreift.
Die Mischflügel 5, 6 sind in ausbringender Längsrichtung anstiegsfrei ausgebildet (keine schräg gestellten Flügelblätter). Am ersten Mischflügel 5 ist in Richtung Verschlussteil 2 in Längsrich­ tung ein Mischzapfen 10 angeformt. Der erste Mischflügel 5 läuft im Kammerteil 1 nicht wand­ gängig, d. h. er berührt nicht die Gehäusewandung 9 und bildet zwischen dieser und dem ers­ ten Mischflügel 5 zwei Abstandvolumen 7. Das Verschlussteil 2 weist eine hintere Bodenplatte 8 auf. Das Mischelement 3 weist in ausbringender Richtung vier dritte Mischflügel 14, 15, 16, 17 auf.
In Fig. 2 ist ein auszugsweiser Querschnitt bezüglich einer weiteren Variante des erfindungs­ gemäßen Mischers dargestellt.
Bei dieser Variante sind am Verschlussteil 2 zwei im wesentlichen in Längsrichtung ausgerich­ tete Zapfen 12 angeordnet.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Mischelementes.
Das Mischelement 3 besteht im wesentlichen aus zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel 5, 6, wobei die freien Durchlässe des ersten Mischflügels 5 vom zweiten Mischflügel 6 abgedeckt werden. In ausbrin­ gender Längsrichtung weist das Mischelement 3 vier weitere dritte Mischflügel 14, 15, 16, 17 auf.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht eines ersten Mischflügels.
Der erste Mischflügel 5 weist innere und äußere Ausnehmungen 18, 19 auf.
Fig. 5 zeigt eine Aufsicht eines zweiten Mischflügels.
Der zweite Mischflügel 6 weist in Längsrichtung des Kammerteils 1 eine Materialverstärkung 21 und äußere Ausnehmungen 20 auf.
Fig. 6 und 7 zeigen einen Querschnitt bzw. eine skizzenhafte untere Aufsicht des erfin­ dungsgemäßen Mischers. Eine Eintrittsöffnung 11 weist ein rautenförmiges, quer zur Durch­ flussrichtung ausgerichtetes stegförmiges Element 22 auf.

Claims (16)

1. Dynamischer Mischer, insbesondere für viskose Dentalmaterialien, mit:
einem Kammerteil (1), einer Ausbringöffnung (13) am vorderen Ende des Kammerteils (1), einem am hinteren Ende des Kammerteils (1) angeordneten Verschlussteil (2) mit Eintrittsöffnungen (11) für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Bohrung für ein Mischelement und einem um dessen Längsachse im Kammerteil (1) drehbaren Mischelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (3) min­ destens zwei in Längsrichtung hintereinander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie Mischflügel (5, 6) aufweist, dass die freien Durchlässe des ers­ ten Mischflügels (5) vom zweiten Mischflügel (6) abgedeckt werden.
2. Dynamischer Mischer, mit:
einem Kammerteil (1), einer Ausbringöffnung (13) am vorderen Ende des Kammertelis (1), einem am hinteren Ende des Kammerteils (1) angeordneten Verschlussteil (2) mit Eintrittsöffnungen (11) für einzubringende Einzelkomponenten sowie einer zentrischen Bohrung für ein Mischelement und einem um dessen Längsachse im Kammerteil (1) drehbaren Mischelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass am Verschlussteil (2) min­ destens eine das hintere Ende des Mischelements (3) umgreifende im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtete innere Hülse (4) angeordnet ist.
3. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischflügel (5, 6) in ausbringender Längsrichtung anstiegsfrei ausgebildet sind.
4. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am am hinteren Ende des Kammerteils (1) angeordneten ersten Mischflügel (5) in Rich­ tung Verschlussteil (2) in Längsrichtung derart mindestens ein Mischzapfen (10) ange­ formt ist, dass das aus den Eintrittsöffnungen (11) eintretende viskose Material zer­ schneidungsfrei verstrichen wird.
5. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Verschlussteil (2) mindestens ein im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichteter innerer Zapfen (12) angeordnet ist.
6. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass am Verschlussteil (2) mindestens eine das hintere Ende des Mischelements (3) umgreifende, im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtete innere Hülse (4) ange­ ordnet ist.
7. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Hülse (4) sich in Längsrichtung bis nahezu zum ersten Mischflügel (5) er­ streckt.
8. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mischflügel (5) in ausbringender Längsrichtung kuppelförmig ausgebildet ist.
9. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mischflügel (5) innere und/oder äussere Ausnehmungen (18, 19) aufweist.
10. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mischflügel (6) äussere Ausnehmungen (20) aufweist.
11. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Mischflügel (6) in Längsrichtung des Kammerteils (1) eine Materialver­ stärkung (21) aufweist.
12. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (3) in ausbringender Längsrichtung mindestens einen dritten Mischflügel (14, 15, 16, 17) aufweist.
13. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 2 bis 5 oder 7 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Mischelement (3) mindestens zwei in Längsrichtung hinterein­ ander und radial derart versetzt angeordnete abstreifenfunktionsfreie erste und zweite Mischflügel (5, 6) aufweist, dass die freien Durchlässe des ersten Mischflügels (5) vom zweiten Mischflügel (6) abgedeckt werden.
14. Dynamischer Mischer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Eintrittsöffnung (11) mindestens ein quer zur Durchflussrich­ tung ausgerichtetes stegförmiges Element angeordnet ist.
15. Dynamischer Mischer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das stegförmi­ ge Element (22) in Durchflussrichtung oval-, rauten-, ellipsen-, vieleck- oder kreisförmig ist.
16. Verwendung eines dynamischen Mischers nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum An­ mischen von viskosen Mehrkomponentenmaterialien, insbesondere von Dentalmateria­ lien.
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