Mischer Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Form eines Mischers, insbesondere eines dynamischen Mischers, und/oder in Form einer Kartuschenfront, die beim Mischen von hochviskosen Pasten Verwendung findet bzw. eine Kombination beider Vorrichtungen.

In der EP 0 232 733 A oder der US 5,487,606 wird eine Zweikomponenten- Austragseinrichtung beschrieben. Solche Austrageinrichtungen werden auch als statische oder Strömungsmischer bezeichnet.

Diese Mischer eignen sich im wesentlichen nur zum Anmischen von verhältnismäßig kleinen Mengen leicht mischbarer Massen mit nicht allzu hoher Viskosität. Der Mischer wird auf eine Doppelkartusche aufgesetzt, in der sich zwei Kolben befinden. Die Kraftübertragung auf die Kolben erfolgt händisch. Die Qualität des Mischergebnisses ist letztlich abhängig von der Länge der Mischkanüle und der Anzahl der darin enthaltenen Wendel. Da das Volumen der Mischkanüle im Verhältnis zum Volumen der Kartusche nicht zu vernachlassigen ist, kommt es beim Wechseln der Mischkanüle zu unerwünschtem Materialverlust an anzumischender bzw. angemischter Masse.

Ein Teil dieser Probleme lässt sich durch Verwendung eines dynamischen Mischers umgehen, wie er in der WO-98/43727 beschrieben ist.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei pastösen Massen wird auch in der DE 42 02 591 A1 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst zwei Behalter, deren Auslassstutzen zur gemeinsamen Ankoppelung an einen Mischer parallel neben einander angeordnet sind.

Ein im wesentlichen idealer Mischer erlaubt zum einen einen hohen Materialdurchsatz bei gleichbleibender Mischqualität, zum anderen weist er eine geringe Baugröße auf, um Materialverlust beim Anmischen zu vermeiden und die Fertigungskosten gering zu halten.

Ein typischer dynamischer Mischer weist zwei runde Einlassöffnungen für die zu mischenden Massen auf, sowie eine Öffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle, die die Mischflügel antreibt. Die zu mischenden Massen werden üblicherweise über elektrisch angetriebene Kolben aus entsprechenden Kartuschen ausgebracht.

Gewünscht ist ein hoher Durchsatz bei gleichbleibender Mischqualität.

Die Menge an mischbarer Masse pro Zeiteinheit wird allerdings beschränkt zum einen durch die Größe der Einlassöffnungen, zum anderen durch die auf die Kolben übertragbare Kraft.

Die Vergrößerung des Durchmessers der runden Einlassöffnungen führt notgedrungen zu einer Vergrößerung des Mischers insgesamt und damit auch zur unerwünschten Vergrößerung des Totvolumens.

Eine Änderung der Geometrie der Einlassöffnungen führt zu Problemen hinsichtlich der Dichtung an dieser Stelle und wird zudem durch die notwendige Öffnung für die Antriebswelle beschränkt.

Alternativ könnte die Kraft auf die Stempel erhöht werden. Diese Maßnahme wird allerdings durch die Materialeigenschaften der Vorrichtung in Verbindung mit der Größe der Einlassöffnungen begrenzt.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Mischen bereitzustellen, die einen höheren Materialdurchsatz bei im wesentlichem gleicher Mischqualität und vorzugsweise gleichem Stempeldruck der von dem Mischgerät zur Förderung der Massen aufgebracht werden muss, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie in den Ansprüchen beschrieben ist.

Durch eine Gestaltung der Eintrittsöffnungen abweichend von der Kreisform ist es möglich, bei gleicher Baugröße des Mischers oder der Kartuschenfront größere Eintrittsöffnungen für die anzumischenden Massen bereitzustellen.

Bei Einhaltung der genannten Parameter, die kennzeichnend für das Material des Mischers oder der Kartuschenfront sind, erübrigt sich gegebenenfalls auch die Anbringung zusätzlicher Dichtungen, wie Dichtlippen und/oder Dichtungsringe.

In diesem Fall ist die Vorrichtung in der Form eines Mischer bzw. einer Kartuschenfront einerseits ausreichend elastisch und flexibel, um als ihre eigene Dichtung zu wirken, zum anderen ausreichend stabil, um die beim Ausbringen der anzumischenden Masse bzw. beim Anmischen auftretenden Kräfte verarbeiten zu können.

Als vorteilhaft hat sich ein Material erwiesen, das einen E-Modul gemessen nach DIN 53455 von größer 200 N/mm2, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 3600 N/mm2, besonders bevorzugt im Bereich von 500 bis 1500 N/mm2 aufweist.

Als günstig hat sich auch ein Material erwiesen, das eine Reißdehnung [%] gemessen ebenfalls nach DIN 53455 im Bereich von 2 bis 1000, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 800 aufweist.

Vorzugsweise ist das Material derart beschaffen, das es einen E-Modul und eine Reißdehnung, wie oberhalb beschrieben, in Kombination aufweist.

Materialien, die mindestens eine der oben genannten Eigenschaften nicht aufweisen, haben sich als ungeeignet erwiesen für Mischer, insbesondere dynamische Mischer, und/oder Kartuschenfronten mit Öffnungen, die von der Kreisform abweichen.

Unter dem Begriff Öffnung im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sowohl Einlassöffnungen als auch Auslassöffnungen zu verstehen. Dies ist abhängig davon, in welcher Richtung die anzumischenden Substanzen fließen bzw. gepresst werden und abhängig davon, ob Öffnungen im Mischer oder der Kartuschenfront betrachtet werden.

Üblicherweise weist eine Kartuschenfront mindestens eine Einlassöffnung auf, die mit der mindestens einen Auslassöffnung korrespondiert.

Ein Mischer weist hingegen üblicherweise zwei Einlassöffnungen und nur eine Auslassöffnung auf.

Vorteilhaft sind ovale Öffnungen und/oder Öffnungen in Nieren-oder Sichelform, insbesondere Öffnungen mit abgerundeten Kanten und Ecken.

Eine derartige Gestaltung ermöglicht eine optimierte Anordnung der Einlassöffnungen um die sich üblicherweise im Zentrum eines dynamischen Mischers befindliche Öffnung für die Antriebswelle. Ferner erlaubt diese Gestaltung die Ausnützung nahezu der gesamten für die Eintrittsöffnungen zur Verfügung stehenden Oberfläche eines dynamischen Mischers.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise mindestens zwei, gegebenenfalls aber auch drei oder vier Öffnungen auf.

Die von der Kreisform abweichende Öffnung hat üblicherweise eine Fläche, die größer ist, als dies bei einer kreisförmigen Ausführung möglich wäre.

Diese Öffnungen sind üblicherweise symmetrisch um die Öffnung für die Antriebswelle angeordnet.

Der Antrieb des Mischelements kann aber auch außermittig erfolgen, wie es beispielsweise in der PCT/EP00/09447 beschrieben ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Form eines dynamischen Mischers umfasst üblicherweise mindestens drei Bauteile, insbesondere eine Basisplatte (1), in die die nicht-kreisförmigen Einlassöffnungen (2,3) und die Öffnung (4) für die Antriebswelle (nicht gezeigt) eingelassen sind und einen in der Basisplatte (1) drehbar gelagerten Rotor (5), an den die Mischflügel (6) angebracht sind und eine Formnut (7) zur Aufnahme der Antriebswelle, sowie das Gehäuse (8) in dem der Rotor (5) lauft.

Gegebenenfalls weist die Vorrichtung zusätzlich mindestens eine Dichtung im Bereich der Einlassöffnungen (2,3) auf.

Die Form der Nut (7) für die Antriebswelle ist beliebig, unter der Vorraussetzung, dass eine zum Mischen eine ausreichende Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die Mischflügel (6) erfolgen kann.

Öffnungen in kantiger Form haben sich zur Übertragung des Drehmoments von der Antriebswelle auf den Rotor als günstig erwiesen. Vorzugsweise ist die Formnut (7) für die Antriebswelle dreieckig, viereckig, quadratisch, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig oder als Hohlritzel ausgebildet.

Die Länge und/oder der Durchmesser des Mischers liegen üblicherweise im Bereich von 5 bis 1000 mm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 mm.

Die Fläche der Einlassöffnungen liegt üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 5000 mm2, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 400 mm2.

Um eine homogene Durchmischung der zu mischenden Substanzen sicherzustellen, ohne die Vorrichtung oberflächlich im Außenbereich zu kontaminieren, ist es erforderlich, dass Mischer und die in den Mischer einschiebbare Kartuschenfront aufeinander abgestimmt sind.

Üblicherweise wird diese Abstimmung durch Anpassung der Geometrien der Öffnungen der Kartuschenfront (10,11) auf die Einlassöffnungen (2,3) des Mischers erreicht. Dies kann durch Steck-, Schnapp oder gegebenenfalls auch Schraubverbindungen erreicht werden.

Alternativ oder kumulativ kann die Abstimmung auch durch Anpassung der Materialien erfolgen.

Es wurde gefunden, dass sich gute Dichtwirkungen insbesondere dann erzielen lassen, wenn das Material des Mischers einen E-Modul im Bereich von 800 bis 1400 N/mm2 und/oder eine Reißdehnung im Bereich von 200 bis 800% und das Material der Kartuschenfront einen E-Modul im Bereich von 2000 bis 3000 N/mm2 und/oder eine Reißdehnung im Bereich von 50 bis 200% aufweisen.

Eine vergleichbar gute Dichtwirkung lässt sich erreichen, wenn das Material des Mischers einen E-Modul im Bereich von 2000 bis 3000 N/mm2 und/oder eine Reißdehnung im Bereich von 50 bis 200% und das Material der Kartuschenfront einen E-Modul im Bereich von 800 bis 1400 N/mm2 und/oder eine Reißdehnung im Bereich von 200 bis 800% aufweisen.

Geeignete Materialien für die Vorrichtung, insbesondere in der Form eines Mischer und/oder einer Kartuschenfront mit zwei nicht-kreisförmigen Einlass- bzw. Auslassöffnungen umfassen PE, OPP, PP, PTFE, PC und/oder POM.

Vorzugsweise werden die Materialien in faserverstärkter und/oder gefüllter Form verwendet.

Geeignete Fasern und Füllstoffe umfassen Glasfasern/-partikel und Kohlenstofffasern/-partikel.

Geeignete Mischer und/oder Kartuschenfronten lassen sich beispielsweise im Spritzgussverfahren, gegebenenfalls in einem 2-K-Spritzgussverfahren herstellen.

Die erfindungsgemäßen Mischer und Kartuschenfronten lassen sich auf allen Gebieten der Technik, insbesondere zum Mischen von hochviskosen, pastösen und/oder dickflüssigen Massen einsetzen.

Hierunter sind allgemein Stoffe zu verstehen, die im Lagerzustand getrennt in mindestens zwei Komponenten aufbewahrt werden und vor der Verwendung gemischt werden müssen.

Beispielhaft seien genannt : Kleber, Fugendichtmassen, Lacke.

Vorzugsweise lassen sich die erfindungsgemäßen Mischer und Kartuschen- fronten im Dentalbereich einsetzen. Besonders eignen sich die erfindungs- gemäßen Vorrichtungen zum Mischen hochviskoser Abformmaterialien, die beispielsweise aus Schlauchbeuteln, die in geeignete Kartuschen eingeschoben sind, mit elektrisch angetriebenen Stempeln ausgepresst werden. Denkbar und möglich ist auch die Ausbringung der Materialien aus

geeigneten Kartuschen, die direkt mit dem Material befüllt sind ohne dass ein Schlauchbeutel verwendet wird.

Der Begriff hochviskose Massen umfasst alle Massen mit einer Viskosität bestimmt durch Konsistenzprüfung nach DIN 4823 Klasse 0 bis 3, die mit einem Durchmesser von kleiner 80 mm gemessen werden.

Als Materialien seien beispielhaft genannt Silikone, Polyether, Polyethersilikone, Epoxide und Polyurethane.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.

Figur 1 zeigt die Vorrichtung in der Form eines dynamischen Mischers im Längsschnitt.

Figur 2 zeigt die Vorrichtung in Form eines dynamischen Mischers in der Aufsicht.

Figur 3 zeigt die Vorrichtung, umfassend einen Mischer und eine Kartuschenfront.

Figur 4 zeigt die Ausführung in Form einer Kartuschenfront in der Aufsicht.

Figur 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsformen eines dynamischen Mischers in der Aufsicht.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Form eines dynamischen Mischers mit den drei Bauteilen, Basisplatte (1), in die die nichtkreisförmigen Einlassöffnungen (2,3) und die Öffnung (4) für die Antriebswelle eingelassen sind, einen in der Basisplatte (1) drehbar gelagerten Rotor (5), an den die Mischflügel (6) angebracht sind, wobei die Öffnung eine Formnut (7) zur Aufnahme der Antriebswelle aufweist, sowie das Gehäuse (9) in dem der Rotor (5) läuft.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Form eines dynamischen Mischers mit zwei nierenförmigen Einlassöffnungen unter- schiedlicher Größe (2,3) und einer runden Öffnung (4) mit sechseckiger Formnut (7) für die Antriebswelle. Angedeutet ist auch der hier in Öffnung (2) zu sehende Mischflügel (6).

Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, umfassend den Mischer gemäß Figur 1 in Verbindung mit zwei Kartuschenfronten (9,9'). Die beiden unterschiedlich großen Einlassöffnungen (2,3) des dynamischen Mischers korrespondieren mit den beiden Auslassöffnungen der Kartuschenfront (10, 11).

Figur 4 zeigt eine Kartuschenfront in Aufsicht mit einer nierenförmigen Öffnung (10), die beispielsweise mit der Öffnung (3) in Figur 2 korrespondiert.

In den Figuren 5 und 6 sind weitere Gestaltungsmöglichkeiten für die nicht- kreisförmigen Öffnungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines dynamischen Mischers zu sehen.

Der Mischer in Figur 5 weist zwei Öffnungen in ovaler Form auf, der Mischer in Figur 6 zwei Öffnungen in Halbkreisform mit abgerundeten Ecken.

Bezugszeichenliste Basisplatte (1) Einlassöffnungen (2,3) Öffnung für Antriebswelle (4) Rotor (5) Mischflügel (6) Formnut (7) Gehäuse (8) Kartuschenfront (9,9-) Öffnungen der Kartuschenfront (10,11)