混合及挤压粘性原料的方法以及分配该粘性原料的齿轮箱的制作方法

文档序号:3825009
专利名称:混合及挤压粘性原料的方法以及分配该粘性原料的齿轮箱的制作方法
技术领域
本发明涉及一种混合和挤压粘性原料的方法,并尤其涉及相对高 粘性或糊状原料,并涉及一种齿轮箱,尤其涉及一种叠加齿轮驱动, 用于将每分钟高转矩和/或高转数传送到输出驱动轴,而不变换齿轮。 齿轮箱尤其可以与用于混合和分配多组分牙科压印原料的分配筒以及 混合器元件一起使用。
背景技术
具有筒的分配装置常用于牙科领域,用于混合和分配两个或多组 分的牙用合成物,例如压印原料、恢复剂、胶粘剂、水泥、蚀刻凝胶、 密封剂等。
在一类分配装置中,其包括涂药器和筒,在分配操作期间,涂药 器具有通过由使用者手动或机器自动推进的柱塞(plunger)。通常, 柱塞容纳在筒内开口端处并靠着筒内的活塞支撑。当柱塞推进以移动 活塞时,活塞通过筒的前面出口开口挤出或者分配一定量的原料。
这种装置的分配筒通常包括两个分室,其通过彼此平行布置的两 个圆筒形主体形成。每个分室包括特定组分,通常或者是基本糊剂或 者是催化剂糊剂。这两个组分从它们各自的分室向外压进组分混合以 形成所需牙科原料的混合区域或尖端。压力进一步迫使混合物压出混 合尖端,以便牙科专业人员能根据需要使用。
一种类型的这种分配装置是包括可再用、手动操作的涂药器和可 弃筒的装配(例如,可从3MESPEAG买得到的GarantTM分配器)。另一 种类型的这种分配装置是包括电机驱动混合单元以及可再用和可换筒的自动分配系统(例如,可从3M ESPE AG买得到的Pentamix 2)。
混合单元包括用于保持筒的一个室,以及两个平行、电机驱动的柱塞, 设计成冲压进入筒的两个分别的分室并在含在其中的粘性组分上施加 高压力。柱塞的电机驱动提供高转矩以在高压力下将粘性或高粘性组 分挤压进入混合尖端。此外,当粘性组分没有被挤压时,电机还提供 适当高速以在筒内快速地向前和向后移动柱塞。直流电机通常用于这 种装置。例如,电机将柱塞驱动进入第一或"后部"位置,用于将新 组分填充到筒中和/或将组分的新筒插入机器中。在再填满之后,柱塞 被驱动进入第二或者"初始"位置,其中该柱塞与组分直接或间接接 触。当柱塞各自接触一个组分时,到驱动的阻抗以及因此的负载增加, 而高负载在分配操作期间施加到驱动齿轮箱和电机。
很难既在低速获得高转矩又在高速获得低转矩,而不变换齿轮。 还很难获得很不同的速度,例如,通过100量级区分,使用任一种线 性驱动而不变换齿轮或使用钩形装置。变换齿轮通常需要复杂的驱动。 此外,在载有负载时很难或者有时甚至不可能改变齿轮。能执行这些 功能的装置的结果是结构复杂且价格昂贵。
此外,高粘性、多组分混合物,诸如牙科压印原料,使用混合装 置生产,其中混合物的各个组分从独立的筒圆柱体同时供应到混合器。
从混合区域,混合物接着从前端分配。混合器可以是静态混合器或, 优选为具有旋转混合器元件的动态混合器。已知动态混合器在其后端 (入口侧)具有用于耦接到驱动轴的中心六边形开口,其轴旋转混合器 的混合物,且该驱动轴优选连接到电机。因此,期望使用除了移动柱 塞之外还能驱动动态混合器的驱动单元。
期望克服已知齿轮箱的这些和/或其它缺点,并期望混合和挤压粘 性原料的方法
发明内容
根据本发明的齿轮箱适用于由至少两个电机驱动(以下分别称作 第一电机和第二电机,当然也不排除另外的电机)。齿轮箱包括第一输 出驱动轴,其中所述第一输出驱动轴提供至少两个不同的驱动速度; 以下称作低速和高速。高速范围优选比低速快30到200倍,而更优选
是比低速快80到120倍。甚至更优选地,比低速快100倍。以低速驱 动柱塞将会导致22.5mm/min的分配速度。当以IOO的速度变比的高速 驱动电机时,这会导致2.250m/min的柱塞速度,如上所述。可以提供 的分配速度大约是标准速度两倍,即45mm/min或在中间的任何其它的 值,例如33mm/min。在低速期间,当挤压原料时通常施加正常负载, 而在高速期间施加负载,该负载是仅移动柱塞而不推动原料所需的负 载。第一输出驱动轴可以由第一电机驱动和/或由第二电机驱动,以提 供至少两个不同速度。此外,如果第一输出驱动轴由第一和第二电机 同时驱动,根据齿轮箱的齿轮传动比和电机的旋转方向,输出驱动轴 的速度将会是电机的两个速度的总和或之差。例如,如果齿轮箱在第 二电机保持静止时的第一输出驱动轴和第一电机的速度之间有第一传 输比,以及在第一电机保持静止时的第一输出驱动轴和第二电机的速 度之间有第二传输比,那么第一输出驱动轴速度是第一电机的传输速 度和第二电机的传输速度的总和(或之差,取决于电机的旋转方向)。在 这种情况下,第一和第二传输速度分别是第一和第二传输比和第一或 第二电机速度的乘积。每个电机可以是变速电机或等速电机。因此, 可以提供两个电机通过齿轮箱与输出驱动轴永久连接在一起。万一只 有一个电机被驱动,即一个输入轴正在旋转,则另一电机阻止第二输 入轴旋转使得力能从第一输入轴传输到输出轴。
本发明的齿轮箱优选包括叠加齿轮驱动。使用的叠加齿轮驱动的 例子包括锥齿轮驱动、差动齿轮驱动和行星齿轮驱动。
叠加齿轮驱动大体包括至少三种不同类型或者组的齿轮,以下称 为第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮。第三齿轮与第一和第二齿轮啮合 布置,其中托架优选承载第三齿轮。假设行星齿轮驱动第一齿轮,第
二和第三齿轮则会分别对应于内齿轮、外齿轮和行星齿轮。在行星齿 轮驱动中,以下托架还称为行星托架。通常,行星齿轮驱动包括至少 一个行星齿轮,而优选为多个行星齿轮,其可以通过行星托架彼此连 接。行星(第三)齿轮与内齿轮和外齿轮啮合布置。内部(第一)齿轮、外 部(第二)齿轮和行星托架可以连接到驱动连接部,其可以是输入驱动连 接部或输出驱动连接部。
本发明的叠加齿轮驱动使用两个驱动连接部作为输入驱动,各自 连接到电机,且一个驱动连接部连接到第一输出驱动轴。两个输入驱 动连接部的转矩和速度叠加在叠加齿轮驱动中。如上所述的三种类型 或组的齿轮的叠加齿轮驱动可动。第一输出驱动轴的可变输出速度可 通过垂直增加或减去由第一和第二电机提供的速度获得。
行星齿轮驱动的一个实施例包括至少一个通常称作恒星齿轮的内 部行星齿轮,称作内齿轮或者内齿圈和至少一个行星齿轮的外部行星 齿轮,其中行星托架支撑至少一个行星齿轮。因此,行星齿轮驱动提 供至少三个驱动连接部, 一个与内齿轮连接, 一个与外齿轮连接,以 及一个与行星托架连接。在锥齿轮的实施例中,大部分齿轮被斜切,
且内齿轮可以有与外齿轮相同的大小或相似的形状。
根据本发明的第一方面,齿轮箱适用于由至少第一电机和第二电 机驱动且包括至少一个第一输出驱动轴。齿轮箱适用于以当用第二电 机驱动比用第一电机驱动时高的转矩驱动第一输出驱动轴。而且,齿 轮箱适用于以当第一电机驱动比用第二电机驱动时的更高的速度或每 分钟更多的转数驱动第一输出驱动轴。
可以提供第一输出驱动轴的速度是第一电机和第二电机的总和或 之差。
动连接部,其分别连接到第二电机和第一电机。托架的驱动连接部选 择作为第一输出驱动轴,其根据驱动在两个输入驱动连接部处的齿轮 箱的两个电机提供不同的速度和不同的转矩。第二电机适用于驱动第 一齿轮,而第一电机适用于驱动第二齿轮。由于从第一电机和第二电 机到托架以及由此到第一输出驱动轴的齿轮传输比不同,通过用第二 电机驱动齿轮驱动的第一齿轮,第一输出驱动轴被驱动,以提供高转矩。 另一方面,当每分钟需要高转数而较少的转矩足以时,则第二齿轮由 第一电机驱动,其在第一输出驱动轴处提供每分钟高的转数。
根据本发明的第二方面,托架的驱动连接部和第二齿轮被选择作 为两个输入驱动连接部。托架的驱动连接部连接到第二电机,而第二 齿轮的驱动连接部连接到第一电机。第一输出驱动轴连接到第一齿轮 并根据在两个输入驱动连接部驱动齿轮箱的两个电机提供不同的速度 和不同的转矩。第二电机适用于驱动托架,而第一电机适用于驱动第 二齿轮。由于不同的齿轮传输比,通过用第二电机驱动齿轮箱的托架, 第一输出驱动轴被驱动,以提供高的转矩。另一方面,当每分钟需要 高的转数而较少的转矩足以时,第二齿轮由第一电机驱动,其在第一 输出驱动轴每分钟提供高的转数。
根据第三方面,本发明的齿轮箱在第二输出驱动轴提供进一步的 速度,其不同于两个另外的速度,而不变换齿轮,也不需要另外的电 机。该第二输出驱动轴可以用来驱动另一混合元件。第二驱动轴相对
于第一输出驱动轴和/或第二电机优选有固定速度比,即第二驱动轴的 速度与第一输出驱动轴的速度和/或与第二电机的速度成比例。优选地,
当柱塞推进用于分配浆糊原料时,只需要(和使用)驱动混合元件。更 优选的是,混合速度根据依赖柱塞的推进速度的高粘性原料的输出速 度进行调整。当第二电机驱动第一输出驱动轴时,第二输出驱动轴由 此只能旋转。这可以通过将第二输出驱动轴直接连接到第二电机输出
而完成。第二输出驱动轴优选每分钟提供200到700转,但是可以针
对适用于将被混合的原料的任何速度进行设计。
本发明优选提供在低速时具有高转矩的齿轮箱,例如用于挤压出 这些组分,以及在相对低转矩时的高速,该低转矩可以在输出驱动轴 处提供,例如,为了快速放置柱塞,而不使用离合器,也不变换齿轮。
本发明提供的进一步的益处是在第一输出驱动轴处提供低速时的 高转矩和高速时的低转矩,且第三速度设在第二输出驱动轴处,而不 使用离合器,也不变换齿轮。这通过使用叠加齿轮驱动使能,该叠加 齿轮在第一输出驱动轴和两个电机之间提供永久连接并在第二电机和 第二输出驱动轴之间提供永久连接。
本发明的齿轮箱是由于一种设计,其包括叠加齿轮驱动,例如锥 齿轮驱动或者行星齿轮驱动,其优选小和紧凑而且能在第一输出驱动 轴的旋转方向发生安静和快速变化。旋转方向的安静和快速变化通过 控制两个电机提供,其中避免了齿轮的噪音和缓慢变化。旋转方向的 这种快速变化有利于分配浆糊。用第一输出驱动轴以高转矩分配高粘 性原料被停止,通过在第一输出驱动轴处的旋转方向快速变化的下列 步骤,这避免由于在浆糊原料上压力减小的更进一步不期望的高粘性 材料的分配。
本发明对于现有技术独特而不同,并在多个方面有利,其中两个 电机用于三个目的。第一,第一电机在第一输出驱动轴处提供高速用 于在短时间内在双方向上将柱塞放置到期望的位置,其中只在第一输 出驱动轴处有相对低的转矩足以。第二,低速但具有高转矩由第二电 机在第一输出驱动轴处提供。这对在高压力下驱动柱塞或活塞以及分 配具有高粘性原料是有益的。最后,优选由第二电机在第二输出驱动 轴处提供第三速度,其中当第一输出轴只用第二电机驱动时,第二驱 动轴的速度对第一输出驱动轴的速度有一个固定比。第三速度还优选 在低速,用于只在分配浆糊原料期间驱动混合器中的混合元件。第三 速度对低速的固定比是有利的,因为低速用特定的速度分配原料,因
此混合尖端的速度应该与分配速度有关。
在第四个方面,本发明涉及混合和挤压粘性原料的方法,包括以 下步骤
a) 将含有一个或多个粘性原料的筒插入一间室中;
b) 启动第一电机以在筒内将柱塞从第一位置移动到第二位置; C)启动第二电机以在筒内将柱塞从第二位置进一步移动以分配原料。
在步骤C)中,柱塞优选向第三位置移动,以便分配原料。
在第五个方面,本发明涉及一种齿轮箱,包括
-叠加齿轮去冬,包括托架、第一齿轮、第二齿轮以及由托架支撑 的至少一个第三齿轮;
-第二齿轮,适用于由第一电机驱动,而第一齿轮或托架适用于由 第二电机驱动。
在第六个方面,本发明涉及一种驱动单元,包括:
-根据本发明的齿轮箱;
-第一电机和第二电机。
在第七个方面,本发明涉及用于分配和/或混合高粘性牙科产品和 /或原料的系统,包括驱动单元以及下列特征中的至少一个或多个 -至少一个分配筒,优选含有牙科原料或其组分;
-至少一个柱塞,适用于进入筒的开口端并排出牙科原料或其组
分;
-混合尖端,用于当牙科原料或者组分从筒中排出时混合牙科原料
或者合并和混合组分;
-第一驱动系,用于由第一输出驱动轴推进柱塞; -第二驱动系,用于由第二输出驱动轴推进柱塞;以及
-电气或电子单元,用于驱动和控制系统。
在第八个方面,本发明涉及用于分配和/或混合高粘性牙科产品和 /或原料的系统,包括驱动单元以及下列特征中的至少一个或多个 -至少一个分配筒,优选含有牙科原料或其组分;
-至少一个柱塞,适用于进入筒的开口端并排出牙科原料或其组
分;
-混合尖端,用于当牙科原料或者组分从筒中排出时混合牙科原料 或者合并和混合组分;
-第一驱动系,用于由第一输出驱动轴推进柱塞; -第二驱动系,用于由第二输出驱动轴驱动混合尖端;以及 -电气或电子单元,用于驱动和控制系统。
在第九个方面,本发明涉及根据本发明的齿轮箱、系统的使用和/ 或方法,用于分配和/或混合高粘性牙科产品和/或原料。
本发明的更进一步特征和实施例将在权利要求中进行描述。
可以提供第二电机,在柱塞到达第二位置之前或之时启动。优选 地,两个电机可以同时工作并能彼此独立地进一步开始和/或停止。
可以提供当柱塞到达第二位置时,第一电机被关闭(deactivate)。
可以提供第一位置,是其中筒能插入室中和/或从室中移走的位置。
可以提供第二位置,是柱塞接触原料的位置。
所述方法可包括以下步骤第一电机的负载被监测以检测柱塞是
否己经到达第二位置。通过这个信息,可以自动启动和/或关闭第二电 机的步骤。
所述方法可包括以下步骤当分配完成时,第二电机关闭。
所述方法可包括以下步骤在原料已经分配之后,第二电机关闭 以当完组分配例如已经最初由使用者设定给定量时停止分配。
所述方法可包括以下步骤当分配完成时,第一电机和/或第二电 机反向启动。这种启动导致柱塞向后运动和可以持续给定时间,例如1 秒,从而去除在筒中的组分上的压力,或直到柱塞到达第一位置,例 如用于更换筒。
可以提供第二电机可以用于混合原料。
齿轮箱可以包括第一输出驱动轴,其中所述第一驱动轴当第一齿 轮适用于由第二电机驱动时连接到托架,或当托架适用于由第二电机驱 动时连接到第一齿轮。
齿轮箱可以包括第二输出驱动轴。优选地,第二输出驱动轴适用 于连接到混合尖端。
齿轮箱可以适用于当连结到齿轮箱时,第一和第二电机能驱动第 一输出驱动轴。
齿轮箱可以适用于以当用第二电机驱动比用第一电机驱动时高的 转矩驱动第一输出驱动轴。
齿轮箱可以适用于以当用第一电机驱动比用第二电机驱动时的每 分钟高的转数驱动第一输出驱动轴。
齿轮箱可以适用于通过第一电机和第二电机同时驱动第一输出驱动轴。
齿轮箱可以适用于第一输出驱动轴的速度是第一电机提供的速度 和第一传输比的乘积以及第二电机提供的速度和第二传输比的乘积的 总和。第一和第二传输比由齿轮箱及其齿轮的特别结构限定,而第一 传输比是在当第二电机保持静止时的第一输出驱动轴和第一电机的速 度之间的比率,而第二传输比是在当第一电机保持静止时的第一输出 驱动轴和第二电机的速度之间的比率。
齿轮箱可以适用于当第一输出驱动轴由第一电机和第二电机同时 驱动时,第一输出驱动轴的速度由第一电机支配,而高速施加到所述 第一输出驱动轴。可以发生这种情况,例如如果柱塞以低阻抗定位, 以便使电机上的负载比较低。
齿轮箱可以适用于当第一输出驱动轴被第一电机和第二电机同时 驱动时,第一输出驱动轴的速度由第二电机支配,而高转矩施加到所 述第一输出驱动轴。可以发生这种情况,例如如果柱塞对着筒中的组 分挤压,以便使电机上的负载比较高。
可以提供,第二输出驱动轴相对于第一输出驱动轴和/或相对于第 二电机有固定速度比。
可以提供,第一输出驱动轴适用于移动柱塞。
可以提供第二输出驱动轴,适用于在第一输出驱动轴用高转矩分 配高粘性原料,接着该第一输出驱动轴在第一输出驱动轴处快速变化 的旋转方向,以便避免进一步不期望的分配高粘性原料。
齿轮箱可以适用于在只用第一电机驱动所述输出驱动轴和只用第 二电机驱动所述输出驱动轴之间的第一输出驱动轴处的速度比,优选
范围在30到200,更优选范围在50到150,更优选地在80到120,和 更优选地100。
齿轮箱可以适用于只在第二电机正在旋转时,第二输出驱动轴旋转。
齿轮箱可以适用于第一输出驱动轴是用于高速移动活塞。
叠加齿轮驱动可以是锥齿轮驱动、差动齿轮驱动和行星齿轮驱动 组的其中之一。
齿轮箱可以用于执行根据本发明的方法和/或用于分配和/或混合 高粘性牙科原料。
驱动单元可以适用于在第一输出驱动轴处提供0.5到10Nm范围内 的转矩,更优选地在5到10Nm范围内,而更优选地在8到10Nm范 围内。
可以提供驱动单元和齿轮箱,适用于驱动轴在第二输出处提供每 分钟200到700转。可以提供当柱塞到达第二位置时,齿轮箱、驱动 单元或者系统包括产生信号的传感器。
可以提供一种齿轮箱、驱动单元或者系统,包括 -传感器,监测第一输出驱动轴的速度和/或第一电机的速度; -控制单元,连接到传感器并当速度达到给定最小值和/或比给定比 率更快地减小时产生信号。
可以提供一种齿轮箱、驱动单元或者系统,包括 -传感器,监测供给到第一电机的电流;
-控制单元,连接到传感器并当电流达到给定最大值和/或比给定的
比率更快地增加时产生信号。
控制单元可以连接到第一和/或第二电机,且由控制单元产生的信 号可以使得关闭第一电机和/或启动第二电机。
齿轮箱可以驱动单元或者系统,包括连接到控制单元的开关,其

-当开关处于第一模式时,第一输出驱动轴用高速驱动,以将柱塞 从第一位置移动到第二位置,并在筒内从第二位置进一步优选向第三 位置移动,并且原料被分配;以及
-当开关处于第二模式时,分配停止和/或第一输出驱动轴用高速反 向驱动,以在给定的时间或距离将柱塞从第二位置移动回来或向第二 位置移动。
当开关处在第三模式时,第一输出驱动轴可以用高速驱动,以将 柱塞向第二位置移动。
开关可以是推动开关,当推动时是在第一模式中,当释放时是在 第二模式中,以及当在给定时期内推动两次时是在第三模式中。开关 也可以是滑动或旋转开关,其具有用于三个模式的三个切换位置。


下面参考只以例子的方式的附图更详细地描述了本发明的优选实 施例,其中
图1是根据第一实施例的包括齿轮箱的驱动单元的透视图2是图1的驱动单元的齿轮箱的横截图3是根据第二实施例的齿轮箱的横截图4是图1和2的驱动单元的齿轮箱内的透视图5是具有根据本发明的齿轮箱的分配装置的透视图;以及
图6是根据图5的分配装置的示意侧视图。
具体实施例方式
根据本发明的原理构造的驱动单元的例子例示在图1到4中。每
个示出的驱动单元包括第一电机1、第二电机2、齿轮箱42和第一输 出驱动轴。如在图2和3中可以看出,齿轮箱42是叠加齿轮驱动,包 括至少一个第一齿轮3, 3'、至少一个第二齿轮5, 5',至少一个第三齿 轮4, 4',和承载齿轮4, 4'的第三托架6。
图2和4示出驱动单元的第一实施例,其中叠加齿轮驱动是行星 齿轮驱动。在这种情况下,上述的第一、第二和第三齿轮分别对应于 恒星或内齿轮3,内齿轮或外齿轮5以及行星齿轮4。
如图2所示,在这个第一实施例中,齿轮箱42更还包括通过齿轮 11连接到第二电机的2第二输出驱动轴20。第二输出驱动轴20还与 内齿轮3相连。因此,内齿轮3由第二电机2驱动,由适当的第二传 输比在第一输出驱动轴处提供高转矩。第一输出驱动轴IO直接或通过 移动装置连接(未示出)到至少一个柱塞(未示出),用于推进在筒35(图 5)中的活塞(未示出),或用于反方向向后面的位置驱动柱塞。在柱塞处 的高转矩是必要的以提供足够的力以通过筒的出口开口挤出高粘性原 料。例如,对于标准分配速度22.5mm/min,需要挤出在牙科原料的领 域中度粘性的材料,例如3MTMESPETMPosition PentaTM, Quick Vinyl Polysiloxane Prelinary Impression Material(3M ESPETM产品号29063)的 力大约1500牛顿(N)。力可以根据22.5mm/min和45mm/min之间优选 的分配速度和将被挤出的原料而在大约800N和大约7000N之间提供。 对于大多数常用的牙科原料,用于在22.5mm/min和45mm/min之间的 分配速度所必需的力在1000N和3000N之间。
第一电机1连接到环形齿轮5并由于适当的第一传输比,在第一 输出驱动轴10处提供与第二电机2相比每分钟更高的转数,用于将柱 塞快速向前或向后移动进入期望的位置内。第一输出驱动轴10的高速
是有利的,例如在筒已经排空之后,且柱塞必须向第一或后面的位置 移动。在用新的筒更换用过的筒之后,柱塞用高速向第二或者初始位 置驱动柱塞,其中柱塞优选与高粘性原料接触。
为了再填满的高粘性原料的分配操作,齿轮箱42从第一电机1切 换到第二电机2,并提供期望的高转矩用于分配高粘性糊剂或其它原 料。
此外,可以用两个电机l、 2同时驱动第一输出驱动轴。在第一输
出驱动轴io的速度是各自分别与传输比相乘的两个速度的总和,其中
不同的驱动方向具有不同的代数符号,如现有技术已知。因此可以用
高速驱动柱塞,意味着在第一输出驱动轴IO处每分钟有高的转数,同
时两个电机从后面的位置向其中柱塞接触高粘性原料的初始位置移
动。在快速推进柱塞期间,由第一和第二电机l、 2提供的两个速度的 总和由第一电机l支配。当柱塞接触组分时,两个电机l、 2的阻抗以 及由此的负载增加,但是第一电机1不能处理这种增加的负载。这会 造成能由传感器检测的第一电机1的电流逐渐增加。接着第一电机1 可以关闭,而柱塞的低推进速度可以专由第二电机2提供。因为当第 一电机1关闭时,第二电机2已经开始运行,所以柱塞的高速定位运 动不会瞬时中断,而是平滑降低到低速、由第二电机2提供的高转矩 分配运动。这会造成称为"逐渐消失"的在速度方面减小,或在相反 的情形中,"逐渐出现"的在输出轴的速度方面增加。
因为第一输出驱动轴10提供当用第二电机2驱动比当用第一电机 l驱动时高的转矩驱动,所以柱塞用高转矩缓慢推进,并将高高粘性原 料分配出筒。此外,因为第二输出驱动轴20连接到具有固定比的第二 电机2,而第二输出驱动轴20只在第二电机2运行时旋转。分配的原 料的输出量与柱塞的推进速度成比例,并因此与第一输出驱动轴10的 旋转速度成比例。当第一电机l关闭时,连接到第二输出驱动轴20的 混合尖端30(图5)的混合速度,因此由于在第二输出驱动轴20和第二
电机2之间的固定比而自动调整至分配速度。
图3示出其中叠加齿轮驱动是锥齿轮驱动的驱动单元的第二实施
例。在这种情况下,上述第一、第二和第三齿轮分别用数字3'、 5'和4'表示。
在这个第二实施例中,第一电机1再次驱动第二齿轮5',而第二 电机2驱动托架6。第一齿轮3'连接到第一输出驱动轴10并且由于锥 齿轮设计而有与第二齿轮5'相似的大小和设计。
根据本发明的上述内容和其它实施例,不必变换需要的齿轮以实 现大速度比率或范围,即在输出驱动轴IO处的高速和低速之间的比率 和范围,其优选用于提供用于分配的快速定位速度或高转矩的分配柱 塞。这导致噪音降低、机构高度可靠和处理时间最小。
图4示出适用于如图5和6所示的分配装置的驱动单元的齿轮箱 内的透视图。在图5和6中示出的分配装置包括,适用于容纳将要分 配的一定量的合成物或原料。分配装置有至少一个筒35。在根据图5 和6的实施例中,只有第一筒35可见。第二筒位于第一筒35后部并 且根据组分属性,其尺寸比第一个筒小。这种类型的分配装置包括由 驱动单元推进的两个柱塞。在图5和6中,只有用于第一筒35的第一 柱塞40可见。第一柱塞40容纳在第一筒35的开口端中并且能靠着筒 内的活塞41承载(在图6中示出)。当柱塞40推进以移动活塞时,活塞 通过筒的前面出口开始排出一定量的原料。
柱塞40能由第一输出驱动轴和第一驱动系推进。驱动系能包括齿 轮和链齿12-15、牵引装置16, 17,例如用于引导链17的导轨16,以 及用于柱塞40的支撑18。尤其,第一锥齿轮12能布置在第一输出上, 其与第二锥齿轮13合并从而驱动具有至少一个链齿的链齿轴14。优选 地,第一链齿15和第二链齿15'设在两边上,如图5所示,以通过驱
动或移动链接在支撑18两边上的第一链17和第二链(未示出)来提 供支撑18的更均匀的移动。链可以在导轨中引导并进一步由闲置链齿 引导。还可以使用任一其它的驱动系,能够转移来自第一输出驱动轴
10的移动用于轴向移动柱塞40,例如齿轮和齿轮杆。
柱塞40可以由具有第二驱动系的第二输出驱动轴20更进一步推 进。第二驱动系能包括连结到第二输出驱动轴20的第一滑轮21驱动 的推进带22。带子22能驱动旋转推进第一柱塞40的滑轮轴24的第二 滑轮23,例如通过在滑轮轴24和连接到柱塞40的柱塞支持18内的柱 塞驱动轴之间的螺丝钉配置(未示出)。优选地,配置是使得当柱塞被 第二输出驱动轴20推进时,柱塞40不旋转。这能通过避免柱塞驱动 轴旋转但允许轴向移动的结构实现,例如在柱塞驱动轴和支持18之间 的舌部和凹槽结构。还可以使用任一其它的驱动系,能够转移来自第 二输出驱动轴20的移动用于轴向移动柱塞40,例如多个齿轮和单个齿 轮以及齿轮杆。
在图5中示出的分配装置的实施例包括两个筒,用于混合和分配 两种组分的牙科合成物。这两种组分从它们各自的筒35排出进入混合 必需的牙科原料的混合尖端30内。混合尖端30可以是动态和可以耦 接到齿轮筒的第二驱动轴20用于旋转混合尖端30的内部主体。
第二驱动系21-24能用在尖端传送处的旋转螺丝钉驱动动态混合 尖端30,并进一步混合两种组分,并在其它的实施例中,更多的组分 可以从不同的筒排出。驱动能通过由滑轮轴24和在滑轮轴和尖端旋转 轴之间的齿轮结构驱动尖端驱动轴(未示出)实现。这种齿轮结构的齿轮 传动比适用于对应于由筒排出并接着在混合尖端30合并的不同的组分
优选地,第一驱动系12-17和第二驱动系21-24被布置成彼此独立 操作,如在图5和6中所示的实施例。但是,还能提供驱动系,叠加
第一输出驱动轴IO和第二输出驱动轴20的移动。
在适当装置中使用的齿轮箱允许牙科医生在显著减少的时间内用 例如牙科压印原料将盘子装满,结合自动和快速的筒更换,对牙科医 生增加了益处。
本发明己经参考其中的一些实施例进行了描述。对本领域技术人 员显而易见的是,可以在描述的实施例中进行多种变化而不会背离本 发明的范围。因此,本发明的范围不应限于在本申请中描述的结构, 而是只由权利要求的语言和那些结构的等同物所限定。
权利要求
1.一种混合和分配粘性原料的方法,包括以下步骤a)将包括一种或多种粘性原料的筒插入一个室中;b)启动第一电机以在筒内将柱塞通过输出驱动轴从第一位置移动到第二位置;c)启动第二电机以在筒内将柱塞通过所述输出驱动轴从第二位置进一步移动以分配原料;其中,所述输出驱动轴的速度是第一电机和第二电机的驱动速度的总和或之差。
2. 根据权利要求l所述的方法,其中所述第二电机在柱塞到达第 二位置之前或之时启动。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述两个电机同 时工作。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一电机在 柱塞到达第二位置之前或之时关闭。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一位置是 筒能够在该第一位置上插入室中和/或从室中移走的位置。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二位置是 柱塞接触原料的位置。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括以下步骤监测 第一电机的负载以检测柱塞是否已经到达第二位置。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括在已经分配原料 后关闭第二电机的步骤。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括关闭第二电机以 停止分配的步骤。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括当分配完成时 反向启动第一电机和/或第二电机的步骤。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二电机 用于混合原料。
12. —种齿轮箱,所述齿轮箱适用于由至少第一电机和第二电机 驱动且至少包括第一输出驱动轴,其中所述齿轮箱适用于以当用第二 电机驱动比第一电机驱动时高的转矩驱动第一输出驱动轴并适用于以 当第一电机驱动比以第二电机驱动时高的速度或每分钟更多的转数驱 动第一输出驱动轴。
13. 根据权利要求12所述的齿轮箱,其中所述第一输出驱动轴的 速度是第一电机和第二电机的总和或之差。
14. 根据权利要求12或13所述的齿轮箱,包括叠加齿轮驱动,包括托架、第一齿轮、第二齿轮以及由托架支撑 的至少一个第三齿轮;第二齿轮,适用于由第一电机驱动,而第一齿轮或托架适用于由 第二电机驱动。
15. 根据权利要求12、 13或14所述的齿轮箱,包括第一输出驱 动轴,其中当第一齿轮适用于由第二电机驱动时所述第一输出驱动轴 连接到托架,或者当托架适用于由第二电机驱动时所述第一输出驱动 轴连接到第一齿轮。
16. 根据权利要求12到15中任一项所述的齿轮箱,还包括第二输出驱动轴。
17. 根据权利要求12到6中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 二输出驱动轴适用于连接到混合尖端。
18. 根据权利要求12到17中任一项所述的齿轮箱,其中所述齿 轮箱适用于使得第一电机和第二电机驱动第一输出驱动轴。
19. 根据权利要求12到18中任一项所述的齿轮箱,其中所述齿 轮箱适用于使得第一电机和第二电机能同时驱动第一输出轴。
20. 根据权利要求12到19中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 一输出驱动轴的速度是(a)第一电机的速度和第一传输比的乘积以及 (b)第二电机的速度和第二传输比的乘积的总和。
21. 根据权利要求12到20中任一项所述的齿轮箱,其中当第一 输出驱动轴由第一电机和第二电机同时驱动时,第一输出驱动轴的速 度主要由第一电机提供。
22. 根据权利要求12到21中任一项所述的齿轮箱,其中当第一 输出驱动轴由第一电机和第二电机同时驱动时,第一输出驱动轴的速 度主要由第二电机提供。
23. 根据权利要求12到22中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 二输出驱动轴相对于第一输出驱动轴有固定的速度比。
24. 根据权利要求12到23中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 二输出驱动轴相对于第二电机有固定的速度比。
25. 根据权利要求12到24中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 一输出驱动轴适用于移动柱塞。
26. 根据权利要求12到25中任一项所述的齿轮箱,其中所述齿 轮箱适用于在第一输出驱动轴处以高转矩分配高粘性原料,接着在第 一输出驱动轴处快速改变旋转方向,以便避免进一步分配该高粘性原 料。
27. 根据权利要求12到26中任一项所述的齿轮箱,其中在只用 第一电机驱动所述输出驱动轴和只用第二电机驱动所述输出驱动轴之 间的第一输出驱动轴的速度比,优选范围在30-200,更优选地为100。
28. 根据权利要求12到27中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 二输出驱动轴只在第二电机旋转时旋转。
29. 根据权利要求12到28中任一项所述的齿轮箱,其中所述第 一输出驱动轴用于高速移动活塞。
30. 根据权利要求12到29中任一项所述的齿轮箱,其中所述叠 加齿轮驱动是以下其中之一锥齿轮驱动、差动齿轮驱动、和行星齿 轮驱动。
31. 根据权利要求12到30中任一项所述的齿轮箱,用于执行根 据权利要求1到11中任一项所述的方法。
32. —种驱动单元,包括根据权利要求12到31中任一项所述的齿轮筒;以及 第一电机和第二电机。
33. 根据权利要求32所述的驱动单元,其中所述驱动单元适用于 在第一输出驱动轴提供范围在0.5到10Nm的转矩。
34. 根据权利要求32或者33所述的驱动单元,其中所述驱动单 元适用于在第二输出驱动轴提供每分钟200到700转的转速。
35. —种用于分配和/或混合高粘性牙科产品和/或原料的系统,包括根据权利要求32到34中任一项所述的驱动单元,和下列特征中 的至少一个或多个至少一个分配筒,优选含有牙科原料或其组分; 至少一个柱塞,适用于进入筒的幵口端和排出牙科原料或其组分; 混合尖端,用于当牙科原料或者组分从筒排出时混合牙科原料或 者合并和混合组分;第一驱动系,用于通过第一输出驱动轴推进柱塞; 第二驱动系,用于通过第二输出驱动轴推进柱塞;以及 用于驱动和控制该系统的电驱动单元。
36. —种用于分配和/或混合高粘性的牙科产品和/或原料的系统, 包括根据权利要求32到34中任一项所述的驱动单元,和下列特征中 的至少一个或多个至少一个分配筒,优选地含有牙科原料或其组分; 至少一个柱塞,适用于进入筒的开口端并且排出牙科原料或其组分;混合尖端,用于当牙科原料或者组分从筒排出时混合牙科原料或 者合并和混合组分;第一驱动系,用于由第一输出驱动轴推进柱塞; 第二驱动系,用于由第二输出驱动轴驱动混合尖端;以及 用于驱动和控制该系统的电子驱动单元。
37. 根据权利要求12到36中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或 系统,包括传感器,该传感器当柱塞到达第二位置时产生信号。
38. 根据权利要求12到36中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或 系统,包括传感器,该传感器监测所述第一输出驱动轴的速度和/或第一电机 的速度;控制单元,该控制单元连接到所述传感器并当速度达到给定最小 值和/或比给定比率更快地减小时产生信号。
39. 根据权利要求12到36中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或 系统,包括传感器,该传感器监测供给到所述第一电机的电流;以及控制单元,该控制单元连接到所述传感器并当电流达到给定最大 值和/或比给定的比率更快地增加时产生信号。
40. 根据权利要求12到36中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或 系统,包括连接于控制单元的开关,其中当开关处于第一模式时,所述第一输出驱动轴用高速驱动,以将 柱塞从第一位置移动到第二位置,并在筒内从第二位置进一步移动,并且所述原料被分配;以及当开关处于第二模式时,分配停止和/或第一输出驱动轴用高速反 向驱动,以在给定的时间或距离将柱塞移动回来或向第二位置移动。
41. 根据权利要求12到36中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或 系统,当开关处在第三模式时,第一输出驱动轴用高速驱动,以将柱塞向第二位置移动。
42. 根据权利要求1到11中任一项所述的方法或用于控制根据权 利要求12到41中任一项所述的齿轮箱、驱动单元或系统的方法,包括以下步骤al)驱动第一电机或第二电机中的一个;以及bl)启动第一电机或第二电机的另一个以将驱动轴加速到高速;和/或a2)同时驱动第一电机和第二电机;以及b2)关闭第一电机或第二电机中的一个以将驱动轴减速至低速。
43.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮箱、驱动单元和系统 的使用或方法,用于分配和/或混合高粘性牙科产品和/或原料。
全文摘要
本发明涉及一种混合和分配粘性原料的方法,包括以下步骤将包括一种或多种粘性原料的筒插入一个室中;启动第一电机(1)以在筒内将柱塞从第一位置移动到第二位置,并启动第二电机(2)以在筒内将活塞从第二位置进一步移动以分配原料。
文档编号B60W10/02GK101099284SQ200580045982
公开日2008年1月2日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年11月9日
发明者曼弗雷德·哈雷, 汉斯约尔格·斯皮特尚, 英戈·瓦格纳 申请人:3M埃斯佩股份公司
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