Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer härtbaren Masse durch sorgfältiges Mischen bestimmter Mengen von mindestens zwei Komponenten, bis eine sich während des Mischens ändernde physikalische Eigenschaft der Masse einen vorbestimmten Wert erreicht. Weiters betrifft sie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, insbesondere zur Herstellung von Dentalzementen und Zahnfüllungsmassen, vor allem eine adaptive Vorrichtung zur Herstellung von Massen aus zwei oder mehr Komponenten, wobei die Misch- oder Vermengdauer stark die endgültigen oder vorübergehenden Eigenschaften der Masse beeinflusst.
Verschiedene Dentalzementmassen und Zahnfüllungsmassen (z. B. Amalgame) werden im zahntechnischen oder Dentallabor, beim Zahnarzt oder in einem Krankenhaus, in einer Apotheke oder Klinik hergestellt durch Vermischen von zwei oder mehr Komponenten in sorgfältig dosierten Mengen, um ein viskoses Produkt mit der gewünschten Weichheit und Handhabungsmöglichkeit sowie mit der gewünschten Aushärtzeit und Druckfestigkeit zu ergeben.
Typische Fälle der Herstellung derartiger Massen sind, wenn ein Amalgam durch Mischen eines Metallpulvers mit Quecksilber hergestellt wird, oder wenn Phosphat- oder Silikat-Zement in an sich bekannter Weise aus vordosierten Mengen von zwei oder mehr Komponenten erzeugt wird. Es ist im allgemeinen üblich, wenn eine Verunreinigung der Mischflächen vermieden werden soll und wenn eine Verunreinigung des Produkts durch die Umgebung gefährlich ist, die beiden Komponenten des aushärtbaren Dentalprodukts in eine Kapsel oder einen anderen Behälter einzuführen und den Behälter in Schwingungen zu versetzen, bis die gewünschte Durchmischung erreicht ist. Diese dentalen Schwingmaschinen haben einen gegabelten Schwingarm, dessen Zinken die Kapsel aufnehmen.
Die Vorrichtung hat hauptsächlich einen Motor, der magnetisch oder mechanisch mit dem Schwingglied gekuppelt ist, und einen Zeitgeber, der bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wirksam wird, um diese nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalls abzuschalten, das die Bedienungsperson aufgrund von Erfahrung oder einer Intuition kennt.
Eine derartige Vorrichtung hat zahlreiche Nachteile, die im einzelnen weiter unten angeführt werden sollen, jedoch dahingehend zusammengefasst werden können, dass eine gegebene Mischzeit, selbst für identische Mengen von zwei Komponenten, selten zum gleichen Ergebnis führt. Die Umgebung (z. B. Temperatur) und andere Einflüsse verhindern eine vollständige Reproduzierbarkeit der Ergebnisse für irgendeinen gegebenen Zeitpunkt. Infolgedessen müssen möglicherweise unnötige Schritte durchgeführt werden, das Mischen muss unter Umständen vorzeitig abgebrochen und nach Überprüfung der Masse fortgesetzt werden.
Insbesondere kann gesagt werden, dass härtbare Dentalmassen im allgemeinen durch unter Rütteln oder Vibrieren erfolgendes Mischen von zwei oder mehr Komponenten hergestellt werden, die durch die Art des herzustellenden Zements und dessen gewünschte Eigenschaften bestimmt sind.
Die Mischdauer hat einen grossen Einfluss auf die endgültige Druckfestigkeit, die Haft- bzw. Verbindungseigenschaften, die Handhabungseigenschaften, die Farbe und andere Eigenschaften des fertigen Zements. Im allgemeinen kann gesagt werden, dass, je länger der Mischvorgang stattfindet, um so kürzer die Aushärtzeit ist. Ein zu starkes Mischen (Umrühren oder Schütteln) kann das Aushärten der Masse erschweren. Eine grössere Druckfestigkeit und Härte erfordern eine kürzere Mischzeit, während ein zu kurzes Rüttelintervall die Ausformung einer homogenen Masse verhindern kann.
Andere Eigenschaften derartiger Zemente sind ebenfalls von der richtigen Mischzeit abhängig. Zum Beispiel ergibt bei gewissen Zementen ein zu starkes Mischen eine Gel-Zerstörung und führt zu einem trüben Aussehen des Zements.
Bei den vor dem Aufkommen von Kapseln und Schwingarmen der beschriebenen Art verwendeten Verfahren war es üblich, die Komponenten des Zements auf einer Platte zu mischen, die mit den Komponenten oder dem Zement verträglich war, wobei ein Spachtel verwendet wurde, bis eine pastöse Masse erzeugt war, die bei weiterem Mischen auseinanderbrach. Dieses Verfahren hatte den vorher beschriebenen Nachteil der Verunreinigung der Werkzeuge oder anderer Materialien in der Nähe. In zunehmendem Masse werden daher gekapselte Komponenten vorgesehen, um eine derartige Verunreinigung zu vermeiden.
Obwohl, wie bereits erwähnt wurde, eine abgepackte Zement- oder Dentalmasse, die durch den Zahntechniker erzeugt oder im abgepackten Zustand von einer Fabrik geliefert wird, den Vorteil hat, dass eine Verunreinigung unmöglich ist, ist es schwierig, mit derartigem verpacktem Material den Durchmischungsgrad zu bestimmen und die optimale Mischdauer festzulegen. Diese Mischdauer ist weitgehend eine Funktion der Temperatur, bei der das Mischen durchgeführt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Mischen härtbarer Massen, insbesondere Dentalmassen, zu schaffen, d. h. von Dentalzementen und Dentalfüllungsamalgamen, wodurch die vorstehend genannten Nachteile überwunden werden; insbesondere soll ein qualitativ hochwertigeres Produkt mit gewünschten Handhabungseigenschaften und ohne Beeinträchtigung der Farbe, der Druckfestigkeit und dergleichen Eigenschaften des Produkts erhalten werden, und schliesslich ein verbessertes Verfahren zum Mischen von zwei oder mehr Komponenten um ein härtbares Produkt, insbesondere für Dentalzwecke, zu erzeugen, bei dem man sich nicht auf die Intuition verlassen muss und eine geringere Temperaturabhängigkeit als bisher vorliegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist. dass kontinuierlich und automatisch die Änderung der Eigenschaft der Masse während des Vermengens der Komponenten überwacht wird, und dass ein elektrisches Signal bei Erreichung des vorbestimmten Wertes der Eigenschaft erzeugt wird.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch einen Behälter zur Aufnahme der zu mischenden Komponenten, eine Schwing- oder Rütteleinrichtung, die mit dem Behälter kuppelbar ist, um die Komponenten darin zu durchmischen, einen Fühler, der auf die fortschreitende Änderung einer physikalischen Eigenschaft der Masse im Behälter anspricht, und eine mit dem Fühler verbundene Schaltung zur Erzeugung eines elektrischen Signals nach Erreichung eines bestimmten Wertes der physikalischen Eigenschaft.
Eine bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung beruht auf der Erkenntnis, dass während des Schwingens des kapseltragenden Arms Harmonische oder Subharmonische der Grundfrequenz im Schwingglied erzeugt werden, z. B. durch eine stimmgabelartige Resonanzschwingung, wobei diese Harmonischen eine Funktion der Viskosität und Weichheit der in der Kapsel geformten Masse sind. Anders ausgedrückt. es werden gewisse Harmonische erzeugt. und wenn die Masse sich der vorbestimmten oder gewünschten physikalischen Eigenschaft nähert, wird eine Harmonische oder eine Gruppe von Harmonischen stärker oder schwächer.
In dieser Vorrichtung ist ferner ein Fühler vorgesehen zur Erfassung des Schwingungszustands des Schwingglieds. ferner ein Diskriminator, z. B. ein elektrisches Filter, der mit dem Fühler verbunden ist und ein Ausgangssignal erzeugt. das die gewünschte Harmonische darstellt, die bei Erreichen der vor bestimmten physikalischen Eigenschaft auftritt, und eine mit dem Diskriminator verbundene Schaltung zur Erzeugung eines elektrischen Signals, wenn das Ausgangssignal des Diskriminators einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.
Das elektrische Signal wird benutzt, um eine Warneinrichtung anzusteuern und/oder den weiteren Betrieb der Mischeinrichtung abzuschalten. Die Warneinrichtung kann akustisch oder optisch sein.
Es ist ferner erkannt worden, z. B. im Fall von Amalgam und Dentalzement, dass die oben erwähnte Änderung in den physikalischen Eigenschaften von einer Änderung der optischen Eigenschaften der Masse begleitet wird. Die Bezeichnung optische Eigenschaft wird hier benutzt, um darunter die Lichtdurchlässigkeit und/oder die Lichtreflexion zu verstehen. Es kann nun ein Bündel monochromatischen oder polychromatischen Lichts auf den Inhalt des Behälters gerichtet werden, der eine transparente oder lichtdurchlässige Wand haben kann, und ein von dem Behälter infolge der Reflexion oder des Durchganges abgegebenes Bündel aufgefangen werden.
Das Ausgangssignal des Fühlers, der eine übliche Photozelle sein kann, hat eine Intensität, die eine Funktion des Mischzustandes ist, und es kann verarbeitet werden, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, wenn ein vorbestimmter Schwellenwert erreicht wird.
Obwohl im wesentlichen jede Kapselart für die Vorrichtung eingesetzt werden kann, werden Kapseln vorgezogen, bei denen eine Kappe oder ein Stopfen an einem Ende vorgesehen ist und die im wesentlichen eine Zylinderform mit konvexen, haubenartigen Enden haben. Die Kapsel kann auch eine Geschossform oder einen Sechseckquerschnitt aufweisen.
Obwohl die Kapsel vorzugsweise von den Zinken eines gegabelten Schwingarms aufgenommen wird, wobei die Zinken an den Längsenden der Kapsel angreifen, sind auch Schwingarme geeignet, die die Kapsel an einem verjüngten Mittelstück mit Vieleckquerschnitt festhalten. Die Kapsel kann für eine Wiederverwendung vorgesehen sein, jedoch auch nach Gebrauch weggeworfen werden. Sie kann ein Behälter sein, in dem die Metallegierung und/oder das Quecksilber dosiert sind, jedoch durch einen freien Raum oder eine zerreissbare Membran voneinander getrennt sind.
Der Schwingarm kann elektromagnetisch mit dem Erregersystem gekoppelt sein, d. h. der Arm kann ein Anker eines Elektromagnets sein, oder irgendein Elektromotor kann mechanisch mit diesem Arm verbunden sein. Die Welle kann ein exzentrisches Gewicht (Unwucht) haben, um die Energieübertragung auf die Kapsel zu unterstützen.
Die Metallegierung und Quecksilber werden in vorher abgemessenen Mengen miteinander vermischt durch Schwingen in der beschriebenen Weise, und es ist festgesteilt worden, dass mit der Zeit das Ansprechen der Masse auf die Schwingung zur Entstehung der oben erwähnten Harmonischen führt, die der auf den Arm ausgeübten Schwingungserregung sich überlagern (Harmonische), und zwar trotz des Umstands, dass das Gewicht der Kapsel und von dessen Inhalt konstant bleibt. Die fortschreitende Änderung mit der Mischzeit ist eine Funktion der Viskosität der Masse und kann erfasst werden durch einen mechanisch-elektrischen Mess- oder Signalumformer, z. B. einen piezoelektrischen Kristall, auf dem Arm.
Die Vorrichtung braucht so nur die Entwicklung der gewünschten Viskosität anzuzeigen, und die Mischzeit wird automatisch eingestellt, um die gewünschte Weichheit und Viskosität unabhängig von der Umgebungstemperatur zu ergeben.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer dazugehörigen elektrischen Schaltung,
Fig. 3 das schematische Schaltbild eines von der Schaltung von Fig. 2 betätigten Hauptstromkreises (Netzschaltung),
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 5 das Schaltbild einer Schaltung, die der von Fig. 2 ähnlich ist, wobei jedoch die signalerzeugenden Netzwerke genauer abgebildet sind,
Fig. 6 eine Teilseitenansicht eines anderen Antriebsystems für den Schwingarm,
Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6 einer weiteren Fühleranordnung und
Fig. 8 einen Querschnitt, teilweise schematisch, zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 zu sehen, das auf Füssen la ruht und eine Achse 5 trägt, auf der ein Arm 6 für eine Schwingbewegung parallel zur Zeichenebene von Fig. 1 gelagert ist.
Das Gehäuse 1 ist mit entsprechenden Vorsprüngen lb versehen, deren jeder eine Schraubenfeder lc trägt, die von einem Bolzen ld durchsetzt wird, der Muttern le aufnimmt, die Lappen 2a eines Elektromagnetkerns 2 an den Schraubenfedern sichern. Der Elektromagnetkern 2 ist also federnd im Gehäuse gelagert, um die Schwingungsübertragung auf das Gehäuse 1 zu verringern. Der Kern 2 ist ringförmig und nimmt um seinen mittleren Zapfen 2b eine ringförmige Spule 3 auf, so dass bei Erregung der Spule mit Wechselstrom Ringflächen 2c, die die Spule und den zentralen Zapfen 2b umgeben, in der magnetischen Polarität wechseln.
Der Arm 6 trägt nahe am mittleren Zapfen 2b ein Dauermagnetgewicht (Anker) 4, das bei Polaritätsumkehr am mittleren Zapfen 26 abwechselnd im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn angezogen wird. Um den Arm 6 elastisch zu zentrieren, sind zwei Druckfedern if zwischen dem Gehäuse und zwei Zinken 6a und 6b vorgesehen, die auseinanderlaufend durch ein Fenster ig sich erstrecken, das sich an der Oberseite des Gehäuses befindet. Die Zinken 6a und 6b nehmen zwischen sich eine Kapsel 7 auf, die ihrerseits die Masse enthält. Die Kapsel hat ein Kapselgehäuse 7d, auf das eine Kappe 7e aufgeschraubt ist, wobei die V-förmige Anordnung der Teilarme 6a und 6b etwas nach aussen gespreizt ist, um die Kapsel aufzunehmen und sie infolge der diesen nach aussen gebogenen Zinken innewohnenden Rückstellkraft festzuhalten.
Die Kapsel erhält dosierte Mengen von Quecksilber 7a, Legierungspulver oder -pellets (Pastillen) 7b und möglicherweise ein Mischpistill 7c.
Der Arm 6 trägt einen Fühler 8, d. h. einen mechanischelektrischen Mess- oder Signalumformer, der auf Schwingungen des Schwinggliedes, auf durch die Luft übertragene Störungen usw. anspricht. Dieser Fühler kann ein Dehnungsmessstreifen zwischen Teilen des Arms, eine piezoelektrische Einrichtung von irgendeinem anderen Aufbau oder ein Kristallmikrophon sein, das sich irgendwo im Gehäuse befindet. Es ist ersichtlich, dass der Fühler ein Ausgangssignal erzeugt, das die Schwingungen des Arms 6 darstellt, nicht nur der Grundschwingungsfrequenz, die vom Motor 2-4 erzeugt wird, sondern auch von Harmonischen, die in dem Arm durch die stimmgabelartige Schwingung der Zinken erzeugt werden, wie sie durch Änderungen in der Viskosität der Masse innerhalb der Kapsel beeinflusst sind.
Wie Fig. 2 zeigt, empfängt der schematisch dargestellte Schwingfühler 8 ein Signal S in Form von mechanischen Schwingungen und setzt dieses Signal in ein elektrisches Ausgangssignal bei 8a um, das ein elektrisches Signal der Grundfrequenz ist, der die Harmonischen überlagert sind.
Dieses Signal wird in einen Diskriminator 9 eingespeist, in diesem Fall ein Bandpassfilter, das eine vorbestimmte Frequenz auswählt, um die Entwicklung des interessierenden vorbestimmten Viskositätszustands anzuzeigen. Das Diskriminatorausgangssignal bei 9a wird in einen Verstärker 10 eingespeist, dessen Ausgangssignal seinerseits bei 10a einem Impulsformer 11 in Form eines Schmitt-Triggers zugeleitet wird. In diesem Fall wird ein Rechtecksignal bzw. eine Rechteckwelle nach Erfassen der ausgewählten Frequenz erzeugt. Das Ausgangssignal vom Schmitt-Triger 11 wird bei lla in einen Differentiator 12 eingespeist, dessen Ausgangssignal ein monostabiles Kippglied oder Monoflop 13 ansteuert, das eine einstellbare Zeiteinstellung hat, die noch erläutert werden wird.
Das monostabile Kippglied oder Monoflop 13 ist seinerseits an einen Differentiator 14 angeschlossen, dessen Ausgangssignal einem zweiten monostabilen Kippglied oder Monoflop 15 zugeführt wird, dessen Signal lang genug ist, um ein elektromagnetisches oder anderes Relais 17 zu betätigen, und zwar vorzugsweise über einen Verstärker 16, sowie eine Anzeigelampe 22, die ähnlich erregt wird, wenn die Schaltung wirksam wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Spule 3 des Elektromagnets 2 mit einem elektrischen Wechselstromnetz 18 verbunden, und zwar in Reihe mit einem kurzzeitig geschlossenen, normalerweise offenen oder Arbeitskontakt-Druckschalter 19, einer Relaisspule 20 und einem Kontakt 21 des Relais 17. Ein Haltekontakt 20a des Relais 20 überbrückt den Druckknopf 19.
Beim Betrieb, wenn die Drucktaste 19 gedrückt ist, ist das Relais 20 über den Arbeitskontakt 21 und die Spule 3 erregt, um den Kontakt 20a zu schliessen. Die Spule 3 ist somit erregt, bis der Kontakt 21 offen ist.
Wenn die Spule 3 erregt ist, schwingt der Arm 6 im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn um die Achse 5, um den Inhalt der Kapsel zu schütteln und dessen Durchmischen zu bewirken. Das Schwingen des Schwingglieds 6 wird als eine Schall- oder Druckwelle durch den Fühler 8 erfasst und in ein elektrisches Signal umgesetzt, das dem Diskriminator 9 zugeführt wird.
Zur Erfassung des gewünschten Viskositätszustands kann eine spezielle Harmonische oder ein Band von Harmonischen verstärkt werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass in manchen Fällen der gewünschte Viskositätszustand mit der Abschwächung von gewissen Harmonischen, dem Verschwinden von vorher vorhandenen Harmonischen und/oder dem Auftreten von vorher nicht vorhandenen Harmonischen verknüpft ist. Je nach den Umständen gibt das Bandpassfilter ein Signal mit zunehmender oder abnehmender Amplitude ab, wenn man sich dem gewünschten Viskositätszustand annähert.
Wenn der Arm 6 um seine Achse 5 schwingt, um den Inhalt der Kapsel 7 zu schütteln, wodurch ihr Inhalt durchmischt wird, ändert die Viskositätsvariation die Trägheit der Kapsel, wodurch die Bewegung der Zinken des Arms beeinflusst wird. Da der Arm eine begrenzte Steifheit hat, kommt es zu harmonischen Schwingungen. Das Ausgangssignal des piezoelektrischen Fühlers 8 enthält daher Frequenzkomponenten (Harmonische), die charakteristisch für den sich ändernden Zustand innerhalb der Kapsel sind, aber auch eine Grundfrequenzkomponente, die die vom Motor 2-4 hervorgerufene Schwingung des Arms darstellt.
Dieses Ausgangssignal, das eine Anzahl von Frequenzkomponenten wie erwähnt enthält, wird dem Diskriminator 9 zugeführt, der nur die Harmonische oder die Harmonischen von schmaler Bandbreite durchlässt, die zur Zustands änderung innerhalb der Kapsel 7 gehören.
Das Signal wird vom Verstärker 10 verstärkt und in den Impulsformer, d. h. Schmitt-Triger 11, eingespeist, der eine Rechteckwelle erzeugt, bis ein Schwellenwert erreicht ist.
Wenn der Schwellenwert erreicht ist, wird ein Signal in den Differentiator 12 eingespeist, so dass ein spitzer oder Nadel Impuls erzeugt wird, der das Monoflop 13 triggert, dessen einstellbare Verzögerungszeit schematisch in Fig. 2 angedeutet ist.
Nach Ablauf des vorbestimmten, jedoch einstellbaren Verzögerungsintervalls von z. B. 0-5 s schaltet der Zeitgeber
13, um einen Impuls durch den Differentiator 14 zum nächsten Monoflop 15 durchzulassen, das ein Ausgangssignal mit ausreichender Dauer erzeugt, um über den Verstärker 16 die Lampe 22 oder das Relais 17 zu betätigen.
Wenn das Relais 17 betätigt ist, wird der Kontakt 21 geöffnet, um die Spule 3 und das Halterelais 20 abzuerregen, dessen Kontakt 20a offen ist. Sollte das Relais 17 ausfallen, so braucht der Bediener nur einfach die von Hand schliessbare Drucktaste 19a in Reihe mit dem Netz 18 nach Erkennen des Aufleuchtens der Lampe 22 zu drücken.
In der Schaltung von Fig. 3 können verschiedene Halteanordnungen verwendet werden. Zum Beispiel kann die Warnlampe oder der Wecker direkt vom Relais 17 erregt werden, wobei das Relais 17 vom Selbsthaltetyp sein kann und die Drucktaste 19 ein Schnappschalter ist, der in seine alternative Stellung bei Auftreten des Warnsignals gebracht werden muss, wenn das System abgeschaltet werden soll.
Der Zeitgeber 13, der eine einstellbare Verzögerung zwischen 0 und 5 s haben kann, dient dazu, einen spezifischen Viskositätszustand als Auslösezeitpunkt für das Ausgangssignal zu benutzen und den jeweiligen Bediener in die Lage zu versetzen, die Möglichkeit der Änderung der Weichheitseigenschaften der Masse in einem durch die Zeitgebereinstellung bestimmten Ausmass zu ändern.
Der Schwingarm kann ein längliches Schwingglied oder einen Schwinger haben, der in einer horizontalen Ebene (vgl. Fig. 6) liegt, in der eine Achse 30 an einem Ende des Arms ausgebildet ist, während das gegabelte freie Ende eine Kapsel 31 festhält. Letztere hat eine Membran 32, die durch ein Pistell 33 innerhalb der Kapsel durchstossbar ist, damit die beiden Komponenten auf den entgegengesetzten Seiten der Membran sich durchmischen können. Eine Schraube 34 kann benutzt werden, um die wegzuwerfende Kapsel in ihrer Lage festzuhalten, bis das Mischen beendet ist, und der Inhalt der Kapsel kann durch Abreissen des äusseren Mantels freigesetzt werden.
Die Schwingbewegung des Schwingers wird durch einen Elektromotor 35 bewirkt, dessen Welle 36 mit einer Kurbel 37 gekuppelt ist, die ihrerseits über einen Stift 38 mit einer Stange 39 verbunden ist. Letztere ist am Schwinger über eine Dämpfungsfeder 40 befestigt, und die Kurbel 37 kann ein Unwuchtgewicht 41 betragen, um die Rüttelenergie zu erhöhen. Dämpfungsfedern 42 können ebenfalls zwischen dem Gehäuse 43 und dem Arm vorgesehen sein.
In Fig. 5 ist eine vereinfachte Ausführung der Schaltung für eine Vorrichtung gezeigt, die auf die Schwingungen anspricht, wie in Verbindung mit Fig. 1 und 6 beschrieben. In diesem Fall hat ein Schwingfühler 50 ein Kristallmikrophon 51, dessen Ausgang an einen üblichen Verstärker 52 angeschlossen ist. Ein Bandpassfilter oder Diskriminator 53 hat ein Serienresonanz-Netzwerk 54, das aus einem Kondensator 54a und einer Spule 54b besteht, während ein Parallelresonanz-Netzwerk 55 einen Kondensator 55a und eine Spule 55b aufweist. Das Diskriminator-Ausgangssignal wird in einen Differentiator 56 eingespeist, der einen Kondensator 56a und einen Widerstand 56b umfasst, und zwar gewünschtenfalls über einen weiteren Verstärker 57.
Der Differentiator arbeitet in für sich gut bekannter Weise, und die Ausgangsspannung am Widerstand 56b wird der Basis eines Transistors 58a eines Schmitt-Triggers 58 zugeführt.
Der Schmitt-Trigger hat einen Stellwiderstand 58b, der zwischen dem Emitter des NPN-Transistors 58a und dem negativen Anschluss einer Gleichstromquelle 58c liegt, während ein paralleles Zeitkonstantennetzwerk aus einem Stellwiderstand 58d und einem Kondensator 58e den Kollektor dieses Transistors mit der Basis eines weiteren NPN-Transistors 58f verbindet. Vorwiderstände 58g und 58h sind für diese Schmitt-Trigger-Transistoren vorgesehen. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers wird in die Basis eines NPN-Transistors 59 im Stromkreis der Spule eines Relais 60 eingespeist. Das Relais 60 hat einen Ruhekontakt 61 in Reihe mit der Spule eines Relais 62 und einen Arbeitskontakt 63 in Reihe mit einem Netz 64, eine Warnlampe 65 und eine Warnglocke oder einen Summer 66.
Ein Kontakt 67 des Relais 62 ist ein Arbeitskontakt und ist in Reihe mit einem Schwingmotor 68 und dem Netz 64 geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel, das etwas einfacher arbeitet als das von Fig. 2, bildet der Schmitt-Trigger die Schwellenwerteinrichtung, und er wird mit einer Zeitverzögerung getriggert, die am Widerstand 58d eingestellt ist, wenn die an diesem Widerstand eingestellte Schwelle erreicht ist. Der Transistor 59 wird dann leitend gemacht, um den Kontakt 61 zu öffnen und den Kontakt 63 zu schliessen, wodurch der Motor 68 abgeschaltet und das Warnsystem erregt wird. Ein Schalter 69, der normalerweise offen ist, kann kurzzeitig geschlossen werden, um den Motor einzuschalten.
Ein spezielles Ausführungsbeispiel der in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtung mit dem Motorantrieb von Fig. 6 sei nun beschrieben:
Eine Kapsel gemäss Fig. 6 wird mit 0,33 g Silber/Zinn Legierungs-Pulver von ungefähr kugelförmiger Teilchenstruktur und 0,29 g Quecksilber gefüllt. Der Motor 33 läuft um mit 3000 U/min, um die Kapsel mit einer entsprechenden Schwingfrequenz zu rütteln. Der durch den Arm erzeugte Schall wird vom Kristallmikrophon 51 erfasst, das sich auf dem Schwinger befindet. Das verstärkte Ausgangssignal enthält Frequenzkomponenten von 1,7 kHz bis 1,8 kHz mit einer Bandbreite von 0,5 kHz und Harmonische von etwa 1, ferner 3 und schliesslich 4 kHz. Während des Mischens variiert das Frequenzspektrum beträchtlich und, wenn eine Frequenzkomponente von etwa 1,2 kHz stark auftritt, wird der Betrieb der Vorrichtung automatisch beendet wie beschrieben.
Das Verfahren wurde praktisch erprobt bei Temperaturen von 15, 20 und 30 C, und in jedem Fall wurde das Durchmischen beendet, wenn die vorstehend genannte kritische Frequenzkomponente erfasst wurde. Das hergestellte Amalgam hatte in allen drei Fällen die gleiche Weichheit, und diese Weichheit war optimal zur Verwendung der Masse für Zahnfüllungen.
In Fig. 4, 7 und 8 sind andere Ausführungen der Misch Vorrichtung gezeigt.
In Fig. 4 ist zum Beispiel eine Anordnung abgebildet, bei der ein Schwingarm 6 auf einer Achse 5 in einem Gehäuse 1 gelagert und durch Erregen einer Spule 3 angetrieben ist, die sich in einem Ringkern 2 befindet und magnetisch mit einem Anker 4 auf dem Arm 6 zusammenwirkt, genauso wie anhand von Fig. 1 beschrieben wurde.
Auch hier ist eine Kapsel 7 vorhanden, die Quecksilber 7a, eine Metallegierung 7b und ein Mischpistill 7c enthält und von Zinken 6a und 6b des Arms 6 aufgenommen ist. Die Kapsel ist transparent, und eine Strahlungsquelle in Form einer Lampe 70 und einer Linse 71 ist so angeordnet, dass sie ein Strahlungsbündel 72, insbesondere sichtbaren Lichts, auf die Kapsel richtet. Ein reflektiertes Bündel 73 wird von einer Linse 74 gesammelt, die ein geeignetes optisches System darstellt, und auf eine Photozelle 75, einen Photoleiter oder irgendein anderes strahlungsempfindliches Glied gerichtet.
Das Ausgangssignal des Fühlers 75 wird in einen Verstärker 76 des oben beschriebenen Typs und in einen Vergleicher 77 eingespeist, der einen Diskriminator bildet, der die Intensität des reflektierten Lichts mit einer vorgegebenen Schwelle vergleicht und dann eine Wamsignaleinrichtung 78 oder das Relais 17 betätigt, das in Fig. 3 abgebildet ist, um den Betrieb des Motors 2 bis 4 wie oben diskutiert zu beenden.
Wenn die Spule 3 mit Wechselstrom erregt wird, schwingt der bewegliche Anker nach links und rechts, so dass die Zinken 6a und 6b entsprechend mit der Erregungsfrequenz der Spule schwingen. Der gegabelte Schwinger 6 vibriert an den Zinken 6a und 6b wie die Zinken einer Stimmgabel, und eine Kapselschwingung wird hervorgerufen, um den Kapsel.
inhalt durchzuschütteln. Das Amalgam in der Kapsel erfährt eine physikalische Änderung im Glanz und im Reflexionsgrad während der Amalgamierung, und der zunehmende Verlust an Helligkeit der Legierung bewirkt eine Verringerung des vom Fühler 75 erfassten Ausgangssignals. Dieser Amplitudenabfall bewirkt bei Erreichen eines vorbestimmten minimalen Schwellenwerts das Abschalten weiterer Schwingungen oder die Erzeugung eines Warnsignals. Ein Zeitverzögerungsnetzwerk 79 kann zwischen der Schwellenwertschaltung und der Ausgangsschaltung 78 vorgesehen sein.
Die in Fig. 4 abgebildete Vorrichtung hat sich auch als vorteilhaft erwiesen bei der Herstellung von Phosphat Silikat- und anderen Dentalzementen durch Erfassen des reflektierten Lichts.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in Fig. 7 abgebildet, wo die Lichtquelle eine Lampe 80 ist, der eine Linse 81 zugeordnet ist, und direkt von Zinken eines Schwingers 82 getragen ist. In diesem Fall wird das Lichtbündel bei 83 durch eine Kapsel 84 geschickt und durch eine Photozelle 85 auf der gegenüberliegenden Seite der Kapsel erfasst. Die Schaltung von Fig. 4 kann hier ebenfalls verwendet werden, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass das durchgelassene Licht vom Fühler aufgenommen wird.
In Fig. 8 ist eine weitere Abwandlung abgebildet, wobei ein Lichtbündel durch ein Linsensystem 90 und eine Lampe 91 sowie durch eine transparente Halteplatte 92 auf einen flexiblen Behälter 93 gerichtet wird, der die abgepackten Bestandteile des Dentalzements enthält, die durch eine Membran 94 in der Kapsel getrennt sind. Wenn eine Rolle 95 über den flexiblen Behälter 93 hin und her gefahren und dagegen durch eine Druckfeder 96 gedrückt wird, mischen sich die beiden Komponenten, und die Änderungen in den Reflexionseigenschaften des von einer Photozelle 97 aufgefangenen Lichtbündels können erfasst werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Rolle 95 durch eine Kurbel 98 eines Motors 99 über eine Verbindungsstange 100 hin und her gefahren.