DEVICE FOR KNEADING AND MIXING PLASTIC MASSES

Abstract: 1. Appliance for knead-mixing plastic materials comprising a rotatable mounted bucket (3) for receiving said material therein and an in and out of said bucket movable mixing tool having a driven mixing roll (4) which in operating position is placed eccentrical within said bucket (3) and forming a squeeze cap (8) in taking a position leaving little distance between a wall (14) of the vessel and said roll, and further with stationary stripping knifes (5) arranged in a distance (15) from said squeeze cap (8), characterized in that attached to the stripping knife (5) and pointing towards the axis of said bucket at least one cutting pin (7) is provided, splitting up the peeled off material being kneaded into strips.

Description: Gerät zum Knetmischen plastischer Massen Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Knet-Mischen plastischer Materialien, bestehend aus einem die Materialien aufnehmenden, auf eine Halterung abnehmbar aufgesetzten Becher und einer mit der Halterung verbundenen, in den Becher eintauchbaren Knetvorrichtung. Eine andere Ausführung nach der Erfindung besteht darin, dass das Gerät auch für das Mischen von Korrekturmassen verwendbar ist. Bisher wurde die intensive Durchmischung und -knetung kleiner Mengen zäher Materialien, wie sie beispielsweise in der Zahntechnik u.ä. vorkommen, von Hand vorgenommen. Die dabei besonders bei Zweikomponenten Materialien auftretende Reizung der Haut ist mit ihrer gesundheitsschädigenden Wirkung von besonders grossem Nachteil, bisher aber unvermeidlich geblieben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, welches die intensive, durchgehende Mischung und Verknetung von kleinen Mengen zäher Materialien in kurzer Zeit und mit geringem Aufwand ermöglicht, ohne dass diese Materialien dabei mit der menschlichen Haut in Berührung kom en. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Halterung des Geräts einen motorisch betriebenen Drehteller enthält, der über einen Mitnehmer in die Unterseite des Bechers eingreift, während die Knetvorrichtung aus einer motorisch betriebenen Mischwalze und einem Abstreifmesser gebildet ist, die beide in einem heb- und absenkbaren Mischkopf so gelagert sind, dass sie sich in Ruhestellung ausserhalb des Bechers befinden, in Arbeitsstellung aber im Innern des Bechers dergestalt, dass das Abstreifmesser, an welchem Zur Becherachse hin zeigend einer oder mehrere übereinanderliegende Schneidstifte starr verankert sind, an der seitlichen Becherinnenfläche gegen deren Drehrichtung gestellt anliegt, während die Mischwalze mit der Becher innenfläche einen schmalen Quetschspalt bildet. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Draufsicht des Geräte, Fig. 3 einen Vertikalschnitt nach der Linie A - B durch den in Arbeit stehenden Becher nach Fig. 5, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie C - D in Fig. 5, Fig. 5 eine Draufsicht auf bzw. in den in Arbeits stellung befindlichen Becher, Fig. 6 einen Vertikalschnitt durch einen Zusatzbecher entsprechend der Linie A - B und Fig. 7 die Ansicht des Bechers von unten. Die Fig. 1 und 2 stellen das gesamte Gerät dar, bei dem auf dem motorisch betriebenen Drehteller 1 mit oberseitig angeordnetem Mitnehmer 2 der das Mischgut enthaltende Becher 3 lose so aufgesetzt ist, dass der Mitnehmer 2 in die Becherunterfläche eingreift. Der Becher 3 ist mit zylindrischer Seitenwand versehen und in seinen zylindrischen Innenraum ragt die Knetvorrichtung hinein. Diese besteht aus einer Mischwalze 4, die zylindrisch geformt ist und deren Achse 4a parallel zu der des Bechers 3 verläuft. Ihr Durchmesser ist so bemessen, dass in Arbeitsstellung ein gleichförmiger, schmaler Quetschspalt 8 verbleibt. Zusammen mit einem an der Innenfläche des Bechers 3 anliegenden Abstreifmesser 5 ist die Mischwalze 4 in einem Mischkopf 6 gelagert, der über Teleskopstäbe 9 verschiebbar so auf die Halterung 10 des Drehtellers 1 aufgesetzt ist, dass er von einer Feder in seine obere Ruhestellung gedrückt wird, in welcher sich die Mischwalze 4 und das Abstreifmesser 5 ausserhalb des Bechers 3 befinden (vgl. Bewegungspfeile und gestrichelte Andeutung in Fig. 1). Die Teleskopstäbe 9 sind zweckmässigerweise in einem starr auf die Halterung 10 aufgesetzten Führungsklotz 9a geführt, der auch die Federung enthält. In der Halterung 10 ist eine nicht näher dargestellte Klinke gelagert, in welche z.B. einer der Teleskopstäbe 9 einrastet, sobald der Mischkopf 6 gegen den Federdruck nach unten in seine untere Arbeitsstellung gedrückt wird. Ein von aussen bedienbarer Auslöseknopf 11 löst die Klinke wieder und gibt so den Mischkopf 6 wieder frei, der dann infolge des Federdrucks nach oben in seine obere Ruhestellung fährt. Zum Betrieb wird die zu mischende Menge des Materials bzw. der Komponenten in den Becher 3 eingelegt und dieser auf den Drehteller 1 so aufgesetzt, dass der Mitnehmer 2 in Eingriff steht. Nach dem Einschalten des Drehteller- und des Mischwalzenantriebs (letzterer ist zweckmässigerweise im Mischkopf 6 untergebracht) setzen sich der Becher 3 und die Mischwalze 4 gleichsinnig in Drehung, wie z.B. in Fig. 5 durch Pfeile angedeutet. Das lose im Becher 3 liegende Material wird dabei in den Quetschspalt 8 eingedrückt und zu einem Band breitgewalzt. Dieses an der seitlichen Innenwandung des Bechers 3 anhaftende Band wird dann vom Abstreifmesser 5 abgeschält, so dass es sich ins Becherinnere stülpt. Von besonderem Vorteil ist es, wenn am Abstreifmesser 5 mindestens einer, besser noch zwei oder drei Schneidstifte 7 starr verankert sind, die zur Becherachse hin zeigen und die das von der inneren Becherwand abge- schälte Knetmaterialband in mehrere Streifen -K der Länge nach auftrennen, die - wie es in Fig. 3 gezeigt ist - einzeln nach unten klappen und dann nebeneinander auf den Becherboden kommen, wie es die Fig. 4 und 5 zeigen. Hiernach werden diese nebeneinanderliegenden Streifen K von der Walze 4 wieder in den Quetschspalt 8 gepresst, wodurch eine intensive und gleichmässig innige Durchmischung der einzelnen Materialien erfolgt. Wie die praktische Erprobung gezeigt hat, werden alle Arten Materialien - auch schwierige schmierende und nicht schmierende Medien - ohne deren Aufpeitschen und ohne Druckpulsation schonend gemischt und zu einer weitestgehend homogenen Masse geknetet. Das Gerät kann über einen Zeitschalter 12 über eine vorgewählte Zeitdauer betrieben werden und ein Elektronikschalter, z.B. auch ein Potentiometer, kann die Drehgeschwindigkeit des Drehtellers 1 und/oder der Mischwalze 4 in weitem Bereich regeln. Solche Elektronikschalter 13 sind zweckmässigerweise in die Halterung 10 eingebaut und bestehen aus allgemein schon aus anderen Gebieten der Technik her bekannten Bauteilen. Vorteilhaft ist schliesslich, wenn dem Drehteller 1 neben dem vorbeschriebenen Becher 3 ein oder mehrere Zusatzbecher 3a gemäss z.B. Fig. 6 zugeordnet werden, die alle den gleichen Mitnehmer eingriff 2a aufweisen. Diese Zusatzbecher 3a können kleiner und als flache Schale ausgebildet sein, was ein Durchmischen kleinster Materialmengen mit dem Handspachtel ermöglicht, wobei der Drehteller (und damit der Zusatzbecher) in maschinelle Drehung versetzt, der Mischkopf 6 samt Mischwalze 4 und Abstreifmesser 5 aber in hochgehobener Ruhestellung verbleibt. Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie für die Knetmischung auch sehr schwieriger Medien, vor allem in der Dentalindustrie, aber auch in vielen anderen Sektoren, wie z.B. Chemische Industrie, Papier-, Farbenund Lackindustrie, Medizintechnik u.a.m. eingesetzt werden kann. Von bemerkenswertem Vorteil ist, dass das erfindungsgemässe Gerät keine Stopfbüchse, sondern nur Behälter mit geschlossenem Boden aufweist und dass es auch einen längeren Trockenlauf verträgt, ohne Schaden zu nehmen oder zu verursachen. Bei der Ausführung insbesondere für das Mischen von Korrekturmassen in der zahnärztlichen Verwendung besteht die Erfindung darin, dass exzentrisch im Becher in geringem Abstand von der Behälterwandung eine angetriebene, auswechselbare Mischwalze angeordnet ist, und im Abstand vom Quetschspalt der Mischwalze feststehende Abstreif-Messer mit Schneidstiften angeordnet sind. Die weiteren Erfindungsmerkmale sind in den Unteransprüchen angegeben. Der wesentliche Erfindungsgedanke besteht darin, dass die Oberflächen der Misch- und Schneid- sowie Abstreif-Werkzeuge so ausgebildet sind, dass keine oder nur geringe Haftung in Bezug auf die Knet- bzw. Korrekturmasse besteht. Es ist aber immerhin eine so grosse Haftung noch vorhanden, dass die Mitnahme des Materials in den Quetschspalt zwischen Mischwerkzeug und Becherwandung erfolgt. Die Haftung darf also nicht so gross sein, dass das Knet-Material oder Korrekturmaterial an den Wandungen des Bechers bzw. an der Oberfläche der Mischwerkzeuge haftet, und demzufolge ein Mischen nicht möglich ist. Die Haftung darf umgekehrt} aber nicht so klein sein, dass eine Mitnahme überhaupt nicht auftritt. Gemäss diesem Erfordernis ergibt sich, dass eine bevorzugte Ausführung darin besteht, dass die Oberflächen des mit dem Mischgut, d.h. Knet- oder Korrekturmasse, zusammenkommenden Material Teflon (Polytetrafluor äthylen) beschichtet sind. Selbstverständlich können auch alle anderen Materialien verwandt werden in Anpassung an das zu bearbei tende Mischgut; dabei ist auch wesentlich, dass die Fördergeschwindigkeiten auf das Material hin abgestellt werden. Im vorliegenden Fall hat es sich als wesentlich erwiesen, dass die Mischwalze mit einem Durchmesser von ca. 40 mm mit einer Drehzahl von 65 bis 70 Umdrehungen pro Minute umläuft, wobei Becher und Mischwalze die gleiche Umdrehungszahl haben. Es hat sich ergeben, dass bei diesen Geschwindigkeiten und Abmessungen verhindert wird, dass eine zu grosse Erwärmung des Mischgutes erfolgt und im übrigen das aus dem Quetschspalt austretende Materialband sich von dem nachfolgenden Abstreifmesser abschälen lässt, und durch die auf dem Messer angeordneten Schneidstifte in einzelne Streifen zerteilen lässt, so dass dadurch eine optimale Mischung erzielt wird. Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, dass das Knet-Mischen so erfolgt, dass Lufteinschlüsse vermieden werden. Hier hat sich als wichtigstes Erfindungsmerkmal herausgestellt, dass erst in einem Quetschspalt das zu mischende Material, welches aus einer Silikonmasse und einem Härter besteht, im Quetschspalt der Härter in die Masse hineingedrückt wird, anschliessend durch Aufteilen des Mischbandes die Masse unterteilt wird, so dass dann andere Partien wieder in den Quetschspalt gelangen. Eine zu grosse Unterteilung, z.B. Zerreissen des Materialbandes, würde die Gefahr der Lufteinschlüsse mit sich bringen, und eine unzulässig hohe Erwärmung bringen. Bei einer Silikonmasse mit Härter hat sich in Bezug auch auf die Mischzeit ergeben, dass zwei Schneidstifte ausreichen. Wesentlich ist, dass bei ein- und demselben Gerät sich die Anzahl der Mischstifte und der Mischwerkzeuge ändern lassen. Dabei muss immer berücksichtigt werden, dass auch in einer verhältnismässig kurzen Zeit die Mischung erfolgen muss. Die Zeit darf nicht zu lang sein, weil sonst eine Aushärtung des Materials schon auftreten würde, so dass der Gebrauch beim Abdruck dann nicht mehr gewährleistet ist. Die Zeit darf auch nicht zu kurz sein, weil in einer zu kurzen Zeit eine homogene Mischung nicht erfolgt. Die Aufgabe der Erfindung ist es also, eine homogene Mischung ohne Lufteinschlüsse in ca. 30 - 40 Sekunden zu erreichen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, dass in einem Quetschspalt, der ca. 2 bis 2 1/2 mm beträgt, und einer Mischwalze von ca. 40 mm Durchmesser und einer Höhe von ca. 50 mm ein Eindrücken des Härters in die Knetmasse erfolgt, aufgrund der gewählten Materialien und der Arbeitsgeschwindigkeit wird das Material praktisch ohne wesentliche Stauung in den Quetschspalt eingeführt, und in einem Abstand von ca. 90 vom Quetschspalt bis zum Messer erfolgt dann das Ablösen bzw. Aufteilen in Streifen, die sich übereinander legen, wie in der Hauptanmeldung beschrieben. Erfindungswesentlich kann es auch sein, dass Messer und Abstreifstifte je nach dem Haftungsvermögen des zu mischenden Materials mit Leitflächen versehen sind, um den Materialstrom entsprechend zu leiten. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierfür weitere Erfindungsmerkmale hervor. Fig. 8 zeigt die andere Ausführungsform für das Mischen von Korrekturmassen, Fig. 9 ein Zusatz-Mischwerkzeug für die Ausführung gemäss der Fig. 8. Das Zusatzmischwerkzeug dient zum Mischen von Kornekturmassen. Diese Korrekturmassen werden in den Erstabdruck eingegeben, um Ungenauigkeiten auszugleichen. Bei diesen Korrekturmassen handelt es sich um relativ kleine Mengen und dünnflüssiges Mischgut. Das in der Fig. 9 dargestellte Mischwerkzeug 19 besitzt einen Mitnehmer 23, in dem der Mitnehmer spalt 24 angeordnet ist. Die Stifte 20, die hier die Mischwalze 4 ersetzen, haben einen Durchmesser von ca. 4 mm. Sie sind im gleichen Abstand von der Behälterwandung geführt, d.h. es ist der gleiche Quetschspalt vorhanden. Die an sich viel geringere und dünnflüssigere Menge wird ebenfalls auf dem Behälterboden mit bearbeitet und gelangt dann in den Quetschspalt. Bei der Mischwalze nach den Fig. 1 bis 7 ist es ebenfalls wesentlich, dass die Mischwalze praktisch auf dem Behälterboden aufliegt, und zwar auf einer Kreisfläche, so dass das Mischgut gezwungen wird, in den Quetschspalt einzutreten. Bei dem Mischvorgang mit dem Zusatzmischwerkzeug findet praktisch nur ein Ver mischen statt. Hier findet der Haupt-Mischvorgang auf dem Becherboden statt.

Claims: Patentansprüche 1. Gerät zum Knet-Mischen plastischer Materialien, bestehend aus einem die Materialien aufnehmenden, auf eine Halterung abnehmbar aufgesetzten Becher und einer mit der Halterung verbundenen, in den Becher eintauchbaren Knetvorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Halterung einen motorisch betriebenen Drehteller (1) enthält, der über einen Mitnehmer (2) in die Unterseite des Bechers (3) eingreift, während die Knetvorrichtung aus einer motorisch betriebenen Mischwalze (4) und einem Abstreifmesser (5) gebildet ist, die beide in einem heb- und absenkbaren Mischkopf (6) so gelagert sind, dass sie sich in Ruhestellung ausserhalb des Bechers (3) befinden, in Arbeitsstellung aber im Innern des Bechers dergestalt, dass das Abstreifmesser, an welchem zur Becherachse hin zeigend einer oder mehrere übereinanderliegende Schneidstifte (7) starr verankert sind, an der seitlichen Becher innenfläche gegen deren Drehrichtung gestellt anliegt, während die Mischwalze (4) mit der Becher innenfläche einen schmalen Quetschspalt (8) bildet. 2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Mischkopf (6) der Antriebsmotor der Mischwalze (4) untergebracht ist, der sie im gleichen Drehsinn wie die Arbeitsdrehung des Bechers (3) bewegt. 3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Mischkopf (6) über mehrere, parallele Teleskopstäbe (9) verschiebbar so auf die Halterung (10) aufgesetzt ist, dass er von einer Feder in seine obere Ruhestellung gedrückt und durch eine in der Halterung (10) gelagerte Klinke gegen den-Federdruck in seiner unteren Arbeitsstellung festgehalten wird, während die Klinke durch einen von aussen bedienbaren Auslöseknopf (11) zu lösen ist. 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Halterung (10) mindestens ein von aussen einstellbarer Zeitschalter (12) und/oder Elektronikschalter (13) angeordnet ist, der die Drehzeit und -geschwindigkeit des-Drehtellers (1) und/oder der Mischwalze (4) beeinflusst. 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Drehteller (1) neben dem Becher (3) mindestens ein weiterer, kleinerer Zusatzbecher (3a) lose zugeordnet ist. 6. Gerät zum Knet-Mischen plastischen Materials, bestehend aus einem die Materialien aufnehmenden, drehbar angeordneten Becher und einem in den Becher aus- und einfahrbaren Mischwerkzeug, d a d-u rc h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine exzentrisch im Becher (3) in geringem Abstand von der Behälterwandung (14) angetriebene Mischwalze angeordnet ist, und im Abstand (15) vom Quetschspalt¯(8)-der Mischwalze (4) feststehende Abstreifmesser (5) mit Schneidstiften (7) angeordnet sind. 7. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Mischwalze (4) und Becher (3) gleichsinnig angetrieben sind. 8. Gerät nach Anspruch 6 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abstreifmesser, an welchem zur Becher achse hin zeigend einer oder mehrere übereinanderliegende Schneidstifte (7) starr verankert sind" an der seitlichen Becher innenfläche gegen deren Dreh richtung gestellt anliegend, während die Mischwalze (4) mit der Becherinnenfläche einen schmalen Quetschspalt (8) bildet. 9. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich im Bereich der sich ablösenden Knetmasse (K1) Schnesdtifte(7) befinden. 10. Gerät nach Anspruch 6, 9 und 10, d a d u r c h g e k e n n g e i c h n e t , dass die Schneidstifte (7) gegen die Drehrichtung (17) des Becher -(3) gestellt angeordnet sind. 11. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c .h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abstreifmesser gegen die Drehrichtung gestellt angeordnet ist. 12. Gerät nach Anspruch 6 und 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schneidstifte (7) mit ca. 50 bis 150 gegen. die Drehrichtung (17) gestellt sind. 13. Gerät nach Anspruch 6 und 11, d a du r c.h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Abstrweifmesser (5) mit ca. 5 bis 10 gegen die Drehrichtung (17) gestellt ist. 14. Gerät nach Anspruch 6, 11 und 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mantelfläche (18) der Mischwalze (4) Teflon-(Polytetrafluoräthylen), d.h. nicht haftend gegenüber der Knetmasse, beschichtet ist. 15. Gerät nach Anspruch 6 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Oberfläche des Abstreifmessers (5) und der Schneidstifte (7) gegen über der Knetmasse nicht-haftend, z.B. durch Beschichtung mit Teflon (Polytetrafluoräthylen) ausgebildet ist. 16. Gesät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mischwalze (4) auswechselbar ist. 17. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für dünnflüssige Korrekturmassen ein Zusatz-Mischwerkzeug (19) mit stiftförmigen Mischern vorhanden ist. 18. Gerät nach Anspruch 6 und 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zusatz-Misch- werkzeug (19) von drei Stiften (20) gebildet ist. 19. Gerät nach Anspruch 6 und 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zusatz-Stifte auswechselbar sind. 20. Gerät nach Anspruch 6, d a du u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Mischwerkzeug in einem Mischkopf (21) einschliesslich Antriebsmotor angeordnet ist, und der Mischkopf heb- und senkbar mittels einer Säulenführung geführt ist. 21. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Becher (3) durch einen Mitnehmereingriff (2a) mit dem Mitnehmer des Drehtellers (1) verbunden ist. 22. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mischwalze mit einem Durchmesser von ca. 40 mm mit einer Drehzahl von 65 bis 70 Umdrehungen pro Minute umläuft. 23. Gerät nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Becher mit einer Drehzahl von 65 bis 70 Umdrehungen pro Minute umläuft.

Inventors: SMIT, MICHAEL
Applicants: SMIT, MICHAEL
Application year: 1981
Main classification: B01F9
IPC codes: A61C9, B01F9, B29B7