混合及擠壓粘性原料的方法以及分配該粘性原料的齒輪箱的製作方法

2023-05-10 01:26:21 3

專利名稱：混合及擠壓粘性原料的方法以及分配該粘性原料的齒輪箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種混合和擠壓粘性原料的方法，並尤其涉及相對高 粘性或糊狀原料，並涉及一種齒輪箱，尤其涉及一種疊加齒輪驅動， 用於將每分鐘高轉矩和/或高轉數傳送到輸出驅動軸，而不變換齒輪。 齒輪箱尤其可以與用於混合和分配多組分牙科壓印原料的分配筒以及 混合器元件一起使用。
背景技術：
具有筒的分配裝置常用於牙科領域，用於混合和分配兩個或多組 分的牙用合成物，例如壓印原料、恢復劑、膠粘劑、水泥、蝕刻凝膠、 密封劑等。
在一類分配裝置中，其包括塗藥器和筒，在分配操作期間，塗藥 器具有通過由使用者手動或機器自動推進的柱塞(plunger)。通常， 柱塞容納在筒內開口端處並靠著筒內的活塞支撐。當柱塞推進以移動 活塞時，活塞通過筒的前面出口開口擠出或者分配一定量的原料。
這種裝置的分配筒通常包括兩個分室，其通過彼此平行布置的兩 個圓筒形主體形成。每個分室包括特定組分，通常或者是基本糊劑或 者是催化劑糊劑。這兩個組分從它們各自的分室向外壓進組分混合以 形成所需牙科原料的混合區域或尖端。壓力進一步迫使混合物壓出混 合尖端，以便牙科專業人員能根據需要使用。
一種類型的這種分配裝置是包括可再用、手動操作的塗藥器和可 棄筒的裝配(例如，可從3MESPEAG買得到的GarantTM分配器)。另一 種類型的這種分配裝置是包括電機驅動混合單元以及可再用和可換筒的自動分配系統(例如，可從3M ESPE AG買得到的Pentamix 2)。
混合單元包括用於保持筒的一個室，以及兩個平行、電機驅動的柱塞， 設計成衝壓進入筒的兩個分別的分室並在含在其中的粘性組分上施加 高壓力。柱塞的電機驅動提供高轉矩以在高壓力下將粘性或高粘性組 分擠壓進入混合尖端。此外，當粘性組分沒有被擠壓時，電機還提供 適當高速以在筒內快速地向前和向後移動柱塞。直流電機通常用於這 種裝置。例如，電機將柱塞驅動進入第一或"後部"位置，用於將新 組分填充到筒中和/或將組分的新筒插入機器中。在再填滿之後，柱塞 被驅動進入第二或者"初始"位置，其中該柱塞與組分直接或間接接 觸。當柱塞各自接觸一個組分時，到驅動的阻抗以及因此的負載增加， 而高負載在分配操作期間施加到驅動齒輪箱和電機。
很難既在低速獲得高轉矩又在高速獲得低轉矩，而不變換齒輪。 還很難獲得很不同的速度，例如，通過100量級區分，使用任一種線 性驅動而不變換齒輪或使用鉤形裝置。變換齒輪通常需要複雜的驅動。 此外，在載有負載時很難或者有時甚至不可能改變齒輪。能執行這些 功能的裝置的結果是結構複雜且價格昂貴。
此外，高粘性、多組分混合物，諸如牙科壓印原料，使用混合裝 置生產，其中混合物的各個組分從獨立的筒圓柱體同時供應到混合器。
從混合區域，混合物接著從前端分配。混合器可以是靜態混合器或， 優選為具有旋轉混合器元件的動態混合器。已知動態混合器在其後端 (入口側)具有用於耦接到驅動軸的中心六邊形開口,其軸旋轉混合器 的混合物，且該驅動軸優選連接到電機。因此，期望使用除了移動柱 塞之外還能驅動動態混合器的驅動單元。
期望克服已知齒輪箱的這些和/或其它缺點，並期望混合和擠壓粘 性原料的方法
發明內容
根據本發明的齒輪箱適用於由至少兩個電機驅動(以下分別稱作 第一電機和第二電機，當然也不排除另外的電機)。齒輪箱包括第一輸 出驅動軸，其中所述第一輸出驅動軸提供至少兩個不同的驅動速度； 以下稱作低速和高速。高速範圍優選比低速快30到200倍，而更優選
是比低速快80到120倍。甚至更優選地，比低速快100倍。以低速驅 動柱塞將會導致22.5mm/min的分配速度。當以IOO的速度變比的高速 驅動電機時，這會導致2.250m/min的柱塞速度，如上所述。可以提供 的分配速度大約是標準速度兩倍，即45mm/min或在中間的任何其它的 值，例如33mm/min。在低速期間，當擠壓原料時通常施加正常負載， 而在高速期間施加負載，該負載是僅移動柱塞而不推動原料所需的負 載。第一輸出驅動軸可以由第一電機驅動和/或由第二電機驅動，以提 供至少兩個不同速度。此外，如果第一輸出驅動軸由第一和第二電機 同時驅動，根據齒輪箱的齒輪傳動比和電機的旋轉方向，輸出驅動軸 的速度將會是電機的兩個速度的總和或之差。例如，如果齒輪箱在第 二電機保持靜止時的第一輸出驅動軸和第一電機的速度之間有第一傳 輸比，以及在第一電機保持靜止時的第一輸出驅動軸和第二電機的速 度之間有第二傳輸比，那麼第一輸出驅動軸速度是第一電機的傳輸速 度和第二電機的傳輸速度的總和(或之差，取決於電機的旋轉方向)。在 這種情況下，第一和第二傳輸速度分別是第一和第二傳輸比和第一或 第二電機速度的乘積。每個電機可以是變速電機或等速電機。因此， 可以提供兩個電機通過齒輪箱與輸出驅動軸永久連接在一起。萬一只 有一個電機被驅動，即一個輸入軸正在旋轉，則另一電機阻止第二輸 入軸旋轉使得力能從第一輸入軸傳輸到輸出軸。
本發明的齒輪箱優選包括疊加齒輪驅動。使用的疊加齒輪驅動的 例子包括錐齒輪驅動、差動齒輪驅動和行星齒輪驅動。
疊加齒輪驅動大體包括至少三種不同類型或者組的齒輪，以下稱 為第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪。第三齒輪與第一和第二齒輪嚙合 布置，其中託架優選承載第三齒輪。假設行星齒輪驅動第一齒輪，第
二和第三齒輪則會分別對應於內齒輪、外齒輪和行星齒輪。在行星齒 輪驅動中，以下託架還稱為行星託架。通常，行星齒輪驅動包括至少 一個行星齒輪，而優選為多個行星齒輪，其可以通過行星託架彼此連 接。行星(第三)齒輪與內齒輪和外齒輪嚙合布置。內部(第一)齒輪、外 部(第二)齒輪和行星託架可以連接到驅動連接部，其可以是輸入驅動連 接部或輸出驅動連接部。
本發明的疊加齒輪驅動使用兩個驅動連接部作為輸入驅動，各自 連接到電機，且一個驅動連接部連接到第一輸出驅動軸。兩個輸入驅 動連接部的轉矩和速度疊加在疊加齒輪驅動中。如上所述的三種類型 或組的齒輪的疊加齒輪驅動可動。第一輸出驅動軸的可變輸出速度可 通過垂直增加或減去由第一和第二電機提供的速度獲得。
行星齒輪驅動的一個實施例包括至少一個通常稱作恆星齒輪的內 部行星齒輪，稱作內齒輪或者內齒圈和至少一個行星齒輪的外部行星 齒輪，其中行星託架支撐至少一個行星齒輪。因此，行星齒輪驅動提 供至少三個驅動連接部， 一個與內齒輪連接， 一個與外齒輪連接，以 及一個與行星託架連接。在錐齒輪的實施例中，大部分齒輪被斜切，
且內齒輪可以有與外齒輪相同的大小或相似的形狀。
根據本發明的第一方面，齒輪箱適用於由至少第一電機和第二電 機驅動且包括至少一個第一輸出驅動軸。齒輪箱適用於以當用第二電 機驅動比用第一電機驅動時高的轉矩驅動第一輸出驅動軸。而且，齒 輪箱適用於以當第一電機驅動比用第二電機驅動時的更高的速度或每 分鐘更多的轉數驅動第一輸出驅動軸。
可以提供第一輸出驅動軸的速度是第一電機和第二電機的總和或 之差。
動連接部，其分別連接到第二電機和第一電機。託架的驅動連接部選 擇作為第一輸出驅動軸，其根據驅動在兩個輸入驅動連接部處的齒輪 箱的兩個電機提供不同的速度和不同的轉矩。第二電機適用於驅動第 一齒輪，而第一電機適用於驅動第二齒輪。由於從第一電機和第二電 機到託架以及由此到第一輸出驅動軸的齒輪傳輸比不同，通過用第二 電機驅動齒輪驅動的第一齒輪,第一輸出驅動軸被驅動，以提供高轉矩。 另一方面，當每分鐘需要高轉數而較少的轉矩足以時，則第二齒輪由 第一電機驅動，其在第一輸出驅動軸處提供每分鐘高的轉數。
根據本發明的第二方面，託架的驅動連接部和第二齒輪被選擇作 為兩個輸入驅動連接部。託架的驅動連接部連接到第二電機，而第二 齒輪的驅動連接部連接到第一電機。第一輸出驅動軸連接到第一齒輪 並根據在兩個輸入驅動連接部驅動齒輪箱的兩個電機提供不同的速度 和不同的轉矩。第二電機適用於驅動託架，而第一電機適用於驅動第 二齒輪。由於不同的齒輪傳輸比，通過用第二電機驅動齒輪箱的託架， 第一輸出驅動軸被驅動，以提供高的轉矩。另一方面，當每分鐘需要 高的轉數而較少的轉矩足以時，第二齒輪由第一電機驅動，其在第一 輸出驅動軸每分鐘提供高的轉數。
根據第三方面，本發明的齒輪箱在第二輸出驅動軸提供進一步的 速度，其不同於兩個另外的速度，而不變換齒輪，也不需要另外的電 機。該第二輸出驅動軸可以用來驅動另一混合元件。第二驅動軸相對
於第一輸出驅動軸和/或第二電機優選有固定速度比，即第二驅動軸的 速度與第一輸出驅動軸的速度和/或與第二電機的速度成比例。優選地，
當柱塞推進用於分配漿糊原料時，只需要(和使用)驅動混合元件。更 優選的是，混合速度根據依賴柱塞的推進速度的高粘性原料的輸出速 度進行調整。當第二電機驅動第一輸出驅動軸時，第二輸出驅動軸由 此只能旋轉。這可以通過將第二輸出驅動軸直接連接到第二電機輸出
而完成。第二輸出驅動軸優選每分鐘提供200到700轉，但是可以針
對適用於將被混合的原料的任何速度進行設計。
本發明優選提供在低速時具有高轉矩的齒輪箱，例如用於擠壓出 這些組分，以及在相對低轉矩時的高速，該低轉矩可以在輸出驅動軸 處提供，例如，為了快速放置柱塞，而不使用離合器，也不變換齒輪。
本發明提供的進一步的益處是在第一輸出驅動軸處提供低速時的 高轉矩和高速時的低轉矩，且第三速度設在第二輸出驅動軸處，而不 使用離合器，也不變換齒輪。這通過使用疊加齒輪驅動使能，該疊加 齒輪在第一輸出驅動軸和兩個電機之間提供永久連接並在第二電機和 第二輸出驅動軸之間提供永久連接。
本發明的齒輪箱是由於一種設計，其包括疊加齒輪驅動，例如錐 齒輪驅動或者行星齒輪驅動，其優選小和緊湊而且能在第一輸出驅動 軸的旋轉方向發生安靜和快速變化。旋轉方向的安靜和快速變化通過 控制兩個電機提供，其中避免了齒輪的噪音和緩慢變化。旋轉方向的 這種快速變化有利於分配漿糊。用第一輸出驅動軸以高轉矩分配高粘 性原料被停止，通過在第一輸出驅動軸處的旋轉方向快速變化的下列 步驟，這避免由於在漿糊原料上壓力減小的更進一步不期望的高粘性 材料的分配。
本發明對於現有技術獨特而不同，並在多個方面有利，其中兩個 電機用於三個目的。第一，第一電機在第一輸出驅動軸處提供高速用 於在短時間內在雙方向上將柱塞放置到期望的位置，其中只在第一輸 出驅動軸處有相對低的轉矩足以。第二，低速但具有高轉矩由第二電 機在第一輸出驅動軸處提供。這對在高壓力下驅動柱塞或活塞以及分 配具有高粘性原料是有益的。最後，優選由第二電機在第二輸出驅動 軸處提供第三速度，其中當第一輸出軸只用第二電機驅動時，第二驅 動軸的速度對第一輸出驅動軸的速度有一個固定比。第三速度還優選 在低速，用於只在分配漿糊原料期間驅動混合器中的混合元件。第三 速度對低速的固定比是有利的，因為低速用特定的速度分配原料，因
此混合尖端的速度應該與分配速度有關。
在第四個方面，本發明涉及混合和擠壓粘性原料的方法，包括以 下步驟
a) 將含有一個或多個粘性原料的筒插入一間室中；
b) 啟動第一電機以在筒內將柱塞從第一位置移動到第二位置； C)啟動第二電機以在筒內將柱塞從第二位置進一步移動以分配原料。
在步驟C)中，柱塞優選向第三位置移動，以便分配原料。
在第五個方面，本發明涉及一種齒輪箱，包括
-疊加齒輪去冬，包括託架、第一齒輪、第二齒輪以及由託架支撐 的至少一個第三齒輪；
-第二齒輪，適用於由第一電機驅動，而第一齒輪或託架適用於由 第二電機驅動。
在第六個方面，本發明涉及一種驅動單元，包括:
-根據本發明的齒輪箱；
-第一電機和第二電機。
在第七個方面，本發明涉及用於分配和/或混合高粘性牙科產品和 /或原料的系統，包括驅動單元以及下列特徵中的至少一個或多個 -至少一個分配筒，優選含有牙科原料或其組分；
-至少一個柱塞，適用於進入筒的開口端並排出牙科原料或其組
分；
-混合尖端，用於當牙科原料或者組分從筒中排出時混合牙科原料
或者合併和混合組分；
-第一驅動系，用於由第一輸出驅動軸推進柱塞； -第二驅動系，用於由第二輸出驅動軸推進柱塞；以及
-電氣或電子單元，用於驅動和控制系統。
在第八個方面，本發明涉及用於分配和/或混合高粘性牙科產品和 /或原料的系統，包括驅動單元以及下列特徵中的至少一個或多個 -至少一個分配筒，優選含有牙科原料或其組分；
-至少一個柱塞，適用於進入筒的開口端並排出牙科原料或其組
分；
-混合尖端，用於當牙科原料或者組分從筒中排出時混合牙科原料 或者合併和混合組分；
-第一驅動系，用於由第一輸出驅動軸推進柱塞； -第二驅動系，用於由第二輸出驅動軸驅動混合尖端；以及 -電氣或電子單元，用於驅動和控制系統。
在第九個方面，本發明涉及根據本發明的齒輪箱、系統的使用和/ 或方法，用於分配和/或混合高粘性牙科產品和/或原料。
本發明的更進一步特徵和實施例將在權利要求中進行描述。
可以提供第二電機，在柱塞到達第二位置之前或之時啟動。優選 地，兩個電機可以同時工作並能彼此獨立地進一步開始和/或停止。
可以提供當柱塞到達第二位置時，第一電機被關閉(deactivate)。
可以提供第一位置,是其中筒能插入室中和/或從室中移走的位置。
可以提供第二位置,是柱塞接觸原料的位置。
所述方法可包括以下步驟第一電機的負載被監測以檢測柱塞是
否己經到達第二位置。通過這個信息，可以自動啟動和/或關閉第二電 機的步驟。
所述方法可包括以下步驟當分配完成時，第二電機關閉。
所述方法可包括以下步驟在原料已經分配之後，第二電機關閉 以當完組分配例如已經最初由使用者設定給定量時停止分配。
所述方法可包括以下步驟當分配完成時，第一電機和/或第二電 機反向啟動。這種啟動導致柱塞向後運動和可以持續給定時間，例如1 秒，從而去除在筒中的組分上的壓力，或直到柱塞到達第一位置，例 如用於更換筒。
可以提供第二電機可以用於混合原料。
齒輪箱可以包括第一輸出驅動軸，其中所述第一驅動軸當第一齒 輪適用於由第二電機驅動時連接到託架,或當託架適用於由第二電機驅 動時連接到第一齒輪。
齒輪箱可以包括第二輸出驅動軸。優選地，第二輸出驅動軸適用 於連接到混合尖端。
齒輪箱可以適用於當連結到齒輪箱時，第一和第二電機能驅動第 一輸出驅動軸。
齒輪箱可以適用於以當用第二電機驅動比用第一電機驅動時高的 轉矩驅動第一輸出驅動軸。
齒輪箱可以適用於以當用第一電機驅動比用第二電機驅動時的每 分鐘高的轉數驅動第一輸出驅動軸。
齒輪箱可以適用於通過第一電機和第二電機同時驅動第一輸出驅動軸。
齒輪箱可以適用於第一輸出驅動軸的速度是第一電機提供的速度 和第一傳輸比的乘積以及第二電機提供的速度和第二傳輸比的乘積的 總和。第一和第二傳輸比由齒輪箱及其齒輪的特別結構限定，而第一 傳輸比是在當第二電機保持靜止時的第一輸出驅動軸和第一電機的速 度之間的比率，而第二傳輸比是在當第一電機保持靜止時的第一輸出 驅動軸和第二電機的速度之間的比率。
齒輪箱可以適用於當第一輸出驅動軸由第一電機和第二電機同時 驅動時，第一輸出驅動軸的速度由第一電機支配，而高速施加到所述 第一輸出驅動軸。可以發生這種情況，例如如果柱塞以低阻抗定位， 以便使電機上的負載比較低。
齒輪箱可以適用於當第一輸出驅動軸被第一電機和第二電機同時 驅動時，第一輸出驅動軸的速度由第二電機支配，而高轉矩施加到所 述第一輸出驅動軸。可以發生這種情況，例如如果柱塞對著筒中的組 分擠壓，以便使電機上的負載比較高。
可以提供，第二輸出驅動軸相對於第一輸出驅動軸和/或相對於第 二電機有固定速度比。
可以提供，第一輸出驅動軸適用於移動柱塞。
可以提供第二輸出驅動軸，適用於在第一輸出驅動軸用高轉矩分 配高粘性原料，接著該第一輸出驅動軸在第一輸出驅動軸處快速變化 的旋轉方向，以便避免進一步不期望的分配高粘性原料。
齒輪箱可以適用於在只用第一電機驅動所述輸出驅動軸和只用第 二電機驅動所述輸出驅動軸之間的第一輸出驅動軸處的速度比，優選
範圍在30到200，更優選範圍在50到150，更優選地在80到120，和 更優選地100。
齒輪箱可以適用於只在第二電機正在旋轉時，第二輸出驅動軸旋轉。
齒輪箱可以適用於第一輸出驅動軸是用於高速移動活塞。
疊加齒輪驅動可以是錐齒輪驅動、差動齒輪驅動和行星齒輪驅動 組的其中之一。
齒輪箱可以用於執行根據本發明的方法和/或用於分配和/或混合 高粘性牙科原料。
驅動單元可以適用於在第一輸出驅動軸處提供0.5到10Nm範圍內 的轉矩，更優選地在5到10Nm範圍內，而更優選地在8到10Nm範 圍內。
可以提供驅動單元和齒輪箱，適用於驅動軸在第二輸出處提供每 分鐘200到700轉。可以提供當柱塞到達第二位置時，齒輪箱、驅動 單元或者系統包括產生信號的傳感器。
可以提供一種齒輪箱、驅動單元或者系統，包括 -傳感器，監測第一輸出驅動軸的速度和/或第一電機的速度； -控制單元，連接到傳感器並當速度達到給定最小值和/或比給定比 率更快地減小時產生信號。
可以提供一種齒輪箱、驅動單元或者系統，包括 -傳感器，監測供給到第一電機的電流；
-控制單元，連接到傳感器並當電流達到給定最大值和/或比給定的
比率更快地增加時產生信號。
控制單元可以連接到第一和/或第二電機，且由控制單元產生的信 號可以使得關閉第一電機和/或啟動第二電機。
齒輪箱可以驅動單元或者系統，包括連接到控制單元的開關，其
中
-當開關處於第一模式時，第一輸出驅動軸用高速驅動，以將柱塞 從第一位置移動到第二位置，並在筒內從第二位置進一步優選向第三 位置移動，並且原料被分配；以及
-當開關處於第二模式時，分配停止和/或第一輸出驅動軸用高速反 向驅動，以在給定的時間或距離將柱塞從第二位置移動回來或向第二 位置移動。
當開關處在第三模式時，第一輸出驅動軸可以用高速驅動，以將 柱塞向第二位置移動。
開關可以是推動開關，當推動時是在第一模式中，當釋放時是在 第二模式中，以及當在給定時期內推動兩次時是在第三模式中。開關 也可以是滑動或旋轉開關，其具有用於三個模式的三個切換位置。


下面參考只以例子的方式的附圖更詳細地描述了本發明的優選實 施例，其中
圖1是根據第一實施例的包括齒輪箱的驅動單元的透視圖2是圖1的驅動單元的齒輪箱的橫截圖3是根據第二實施例的齒輪箱的橫截圖4是圖1和2的驅動單元的齒輪箱內的透視圖5是具有根據本發明的齒輪箱的分配裝置的透視圖；以及
圖6是根據圖5的分配裝置的示意側視圖。
具體實施例方式
根據本發明的原理構造的驅動單元的例子例示在圖1到4中。每
個示出的驅動單元包括第一電機1、第二電機2、齒輪箱42和第一輸 出驅動軸。如在圖2和3中可以看出，齒輪箱42是疊加齒輪驅動，包 括至少一個第一齒輪3， 3'、至少一個第二齒輪5， 5'，至少一個第三齒 輪4， 4'，和承載齒輪4， 4'的第三託架6。
圖2和4示出驅動單元的第一實施例，其中疊加齒輪驅動是行星 齒輪驅動。在這種情況下，上述的第一、第二和第三齒輪分別對應於 恆星或內齒輪3，內齒輪或外齒輪5以及行星齒輪4。
如圖2所示，在這個第一實施例中，齒輪箱42更還包括通過齒輪 11連接到第二電機的2第二輸出驅動軸20。第二輸出驅動軸20還與 內齒輪3相連。因此，內齒輪3由第二電機2驅動，由適當的第二傳 輸比在第一輸出驅動軸處提供高轉矩。第一輸出驅動軸IO直接或通過 移動裝置連接(未示出)到至少一個柱塞(未示出)，用於推進在筒35(圖 5)中的活塞(未示出)，或用於反方向向後面的位置驅動柱塞。在柱塞處 的高轉矩是必要的以提供足夠的力以通過筒的出口開口擠出高粘性原 料。例如，對於標準分配速度22.5mm/min，需要擠出在牙科原料的領 域中度粘性的材料，例如3MTMESPETMPosition PentaTM， Quick Vinyl Polysiloxane Prelinary Impression Material(3M ESPETM產品號29063)的 力大約1500牛頓(N)。力可以根據22.5mm/min和45mm/min之間優選 的分配速度和將被擠出的原料而在大約800N和大約7000N之間提供。 對於大多數常用的牙科原料，用於在22.5mm/min和45mm/min之間的 分配速度所必需的力在1000N和3000N之間。
第一電機1連接到環形齒輪5並由於適當的第一傳輸比，在第一 輸出驅動軸10處提供與第二電機2相比每分鐘更高的轉數，用於將柱 塞快速向前或向後移動進入期望的位置內。第一輸出驅動軸10的高速
是有利的，例如在筒已經排空之後，且柱塞必須向第一或後面的位置 移動。在用新的筒更換用過的筒之後，柱塞用高速向第二或者初始位 置驅動柱塞，其中柱塞優選與高粘性原料接觸。
為了再填滿的高粘性原料的分配操作，齒輪箱42從第一電機1切 換到第二電機2，並提供期望的高轉矩用於分配高粘性糊劑或其它原 料。
此外，可以用兩個電機l、 2同時驅動第一輸出驅動軸。在第一輸
出驅動軸io的速度是各自分別與傳輸比相乘的兩個速度的總和，其中
不同的驅動方向具有不同的代數符號，如現有技術已知。因此可以用
高速驅動柱塞，意味著在第一輸出驅動軸IO處每分鐘有高的轉數，同
時兩個電機從後面的位置向其中柱塞接觸高粘性原料的初始位置移
動。在快速推進柱塞期間，由第一和第二電機l、 2提供的兩個速度的 總和由第一電機l支配。當柱塞接觸組分時，兩個電機l、 2的阻抗以 及由此的負載增加，但是第一電機1不能處理這種增加的負載。這會 造成能由傳感器檢測的第一電機1的電流逐漸增加。接著第一電機1 可以關閉，而柱塞的低推進速度可以專由第二電機2提供。因為當第 一電機1關閉時，第二電機2已經開始運行，所以柱塞的高速定位運 動不會瞬時中斷，而是平滑降低到低速、由第二電機2提供的高轉矩 分配運動。這會造成稱為"逐漸消失"的在速度方面減小，或在相反 的情形中，"逐漸出現"的在輸出軸的速度方面增加。
因為第一輸出驅動軸10提供當用第二電機2驅動比當用第一電機 l驅動時高的轉矩驅動，所以柱塞用高轉矩緩慢推進，並將高高粘性原 料分配出筒。此外，因為第二輸出驅動軸20連接到具有固定比的第二 電機2，而第二輸出驅動軸20隻在第二電機2運行時旋轉。分配的原 料的輸出量與柱塞的推進速度成比例，並因此與第一輸出驅動軸10的 旋轉速度成比例。當第一電機l關閉時，連接到第二輸出驅動軸20的 混合尖端30(圖5)的混合速度，因此由於在第二輸出驅動軸20和第二
電機2之間的固定比而自動調整至分配速度。
圖3示出其中疊加齒輪驅動是錐齒輪驅動的驅動單元的第二實施
例。在這種情況下，上述第一、第二和第三齒輪分別用數字3'、 5'和4'表示。
在這個第二實施例中，第一電機1再次驅動第二齒輪5'，而第二 電機2驅動託架6。第一齒輪3'連接到第一輸出驅動軸10並且由於錐 齒輪設計而有與第二齒輪5'相似的大小和設計。
根據本發明的上述內容和其它實施例，不必變換需要的齒輪以實 現大速度比率或範圍，即在輸出驅動軸IO處的高速和低速之間的比率 和範圍，其優選用於提供用於分配的快速定位速度或高轉矩的分配柱 塞。這導致噪音降低、機構高度可靠和處理時間最小。
圖4示出適用於如圖5和6所示的分配裝置的驅動單元的齒輪箱 內的透視圖。在圖5和6中示出的分配裝置包括，適用於容納將要分 配的一定量的合成物或原料。分配裝置有至少一個筒35。在根據圖5 和6的實施例中，只有第一筒35可見。第二筒位於第一筒35後部並 且根據組分屬性，其尺寸比第一個筒小。這種類型的分配裝置包括由 驅動單元推進的兩個柱塞。在圖5和6中，只有用於第一筒35的第一 柱塞40可見。第一柱塞40容納在第一筒35的開口端中並且能靠著筒 內的活塞41承載(在圖6中示出)。當柱塞40推進以移動活塞時，活塞 通過筒的前面出口開始排出一定量的原料。
柱塞40能由第一輸出驅動軸和第一驅動系推進。驅動系能包括齒 輪和鏈齒12-15、牽引裝置16， 17，例如用於引導鏈17的導軌16，以 及用於柱塞40的支撐18。尤其，第一錐齒輪12能布置在第一輸出上， 其與第二錐齒輪13合併從而驅動具有至少一個鏈齒的鏈齒軸14。優選 地，第一鏈齒15和第二鏈齒15'設在兩邊上，如圖5所示，以通過驅
動或移動連結在支撐18兩邊上的第一鏈17和第二鏈(未示出)來提 供支撐18的更均勻的移動。鏈可以在導軌中引導並進一步由閒置鏈齒 引導。還可以使用任一其它的驅動系，能夠轉移來自第一輸出驅動軸
10的移動用於軸向移動柱塞40，例如齒輪和齒輪杆。
柱塞40可以由具有第二驅動系的第二輸出驅動軸20更進一步推 進。第二驅動系能包括連結到第二輸出驅動軸20的第一滑輪21驅動 的推進帶22。帶子22能驅動旋轉推進第一柱塞40的滑輪軸24的第二 滑輪23，例如通過在滑輪軸24和連接到柱塞40的柱塞支持18內的柱 塞驅動軸之間的螺絲釘配置(未示出)。優選地，配置是使得當柱塞被 第二輸出驅動軸20推進時，柱塞40不旋轉。這能通過避免柱塞驅動 軸旋轉但允許軸向移動的結構實現，例如在柱塞驅動軸和支持18之間 的舌部和凹槽結構。還可以使用任一其它的驅動系，能夠轉移來自第 二輸出驅動軸20的移動用於軸向移動柱塞40，例如多個齒輪和單個齒 輪以及齒輪杆。
在圖5中示出的分配裝置的實施例包括兩個筒，用於混合和分配 兩種組分的牙科合成物。這兩種組分從它們各自的筒35排出進入混合 必需的牙科原料的混合尖端30內。混合尖端30可以是動態和可以耦 接到齒輪筒的第二驅動軸20用於旋轉混合尖端30的內部主體。
第二驅動系21-24能用在尖端傳送處的旋轉螺絲釘驅動動態混合 尖端30，並進一步混合兩種組分，並在其它的實施例中，更多的組分 可以從不同的筒排出。驅動能通過由滑輪軸24和在滑輪軸和尖端旋轉 軸之間的齒輪結構驅動尖端驅動軸(未示出)實現。這種齒輪結構的齒輪 傳動比適用於對應於由筒排出並接著在混合尖端30合併的不同的組分
優選地，第一驅動系12-17和第二驅動系21-24被布置成彼此獨立 操作，如在圖5和6中所示的實施例。但是，還能提供驅動系，疊加
第一輸出驅動軸IO和第二輸出驅動軸20的移動。
在適當裝置中使用的齒輪箱允許牙科醫生在顯著減少的時間內用 例如牙科壓印原料將盤子裝滿，結合自動和快速的筒更換，對牙科醫 生增加了益處。
本發明己經參考其中的一些實施例進行了描述。對本領域技術人 員顯而易見的是，可以在描述的實施例中進行多種變化而不會背離本 發明的範圍。因此，本發明的範圍不應限於在本申請中描述的結構， 而是只由權利要求的語言和那些結構的等同物所限定。
權利要求
1.一種混合和分配粘性原料的方法，包括以下步驟a)將包括一種或多種粘性原料的筒插入一個室中；b)啟動第一電機以在筒內將柱塞通過輸出驅動軸從第一位置移動到第二位置；c)啟動第二電機以在筒內將柱塞通過所述輸出驅動軸從第二位置進一步移動以分配原料；其中，所述輸出驅動軸的速度是第一電機和第二電機的驅動速度的總和或之差。
2. 根據權利要求l所述的方法，其中所述第二電機在柱塞到達第 二位置之前或之時啟動。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述兩個電機同 時工作。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述第一電機在 柱塞到達第二位置之前或之時關閉。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述第一位置是 筒能夠在該第一位置上插入室中和/或從室中移走的位置。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述第二位置是 柱塞接觸原料的位置。
7. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，包括以下步驟監測 第一電機的負載以檢測柱塞是否已經到達第二位置。
8. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，包括在已經分配原料 後關閉第二電機的步驟。
9. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，包括關閉第二電機以 停止分配的步驟。
10. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，包括當分配完成時 反向啟動第一電機和/或第二電機的步驟。
11. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述第二電機 用於混合原料。
12. —種齒輪箱，所述齒輪箱適用於由至少第一電機和第二電機 驅動且至少包括第一輸出驅動軸，其中所述齒輪箱適用於以當用第二 電機驅動比第一電機驅動時高的轉矩驅動第一輸出驅動軸並適用於以 當第一電機驅動比以第二電機驅動時高的速度或每分鐘更多的轉數驅 動第一輸出驅動軸。
13. 根據權利要求12所述的齒輪箱，其中所述第一輸出驅動軸的 速度是第一電機和第二電機的總和或之差。
14. 根據權利要求12或13所述的齒輪箱，包括疊加齒輪驅動，包括託架、第一齒輪、第二齒輪以及由託架支撐 的至少一個第三齒輪；第二齒輪，適用於由第一電機驅動，而第一齒輪或託架適用於由 第二電機驅動。
15. 根據權利要求12、 13或14所述的齒輪箱，包括第一輸出驅 動軸，其中當第一齒輪適用於由第二電機驅動時所述第一輸出驅動軸 連接到託架，或者當託架適用於由第二電機驅動時所述第一輸出驅動 軸連接到第一齒輪。
16. 根據權利要求12到15中任一項所述的齒輪箱，還包括第二輸出驅動軸。
17. 根據權利要求12到6中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 二輸出驅動軸適用於連接到混合尖端。
18. 根據權利要求12到17中任一項所述的齒輪箱，其中所述齒 輪箱適用於使得第一電機和第二電機驅動第一輸出驅動軸。
19. 根據權利要求12到18中任一項所述的齒輪箱，其中所述齒 輪箱適用於使得第一電機和第二電機能同時驅動第一輸出軸。
20. 根據權利要求12到19中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 一輸出驅動軸的速度是(a)第一電機的速度和第一傳輸比的乘積以及 (b)第二電機的速度和第二傳輸比的乘積的總和。
21. 根據權利要求12到20中任一項所述的齒輪箱，其中當第一 輸出驅動軸由第一電機和第二電機同時驅動時，第一輸出驅動軸的速 度主要由第一電機提供。
22. 根據權利要求12到21中任一項所述的齒輪箱，其中當第一 輸出驅動軸由第一電機和第二電機同時驅動時，第一輸出驅動軸的速 度主要由第二電機提供。
23. 根據權利要求12到22中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 二輸出驅動軸相對於第一輸出驅動軸有固定的速度比。
24. 根據權利要求12到23中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 二輸出驅動軸相對於第二電機有固定的速度比。
25. 根據權利要求12到24中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 一輸出驅動軸適用於移動柱塞。
26. 根據權利要求12到25中任一項所述的齒輪箱，其中所述齒 輪箱適用於在第一輸出驅動軸處以高轉矩分配高粘性原料，接著在第 一輸出驅動軸處快速改變旋轉方向，以便避免進一步分配該高粘性原 料。
27. 根據權利要求12到26中任一項所述的齒輪箱，其中在只用 第一電機驅動所述輸出驅動軸和只用第二電機驅動所述輸出驅動軸之 間的第一輸出驅動軸的速度比，優選範圍在30-200，更優選地為100。
28. 根據權利要求12到27中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 二輸出驅動軸只在第二電機旋轉時旋轉。
29. 根據權利要求12到28中任一項所述的齒輪箱，其中所述第 一輸出驅動軸用於高速移動活塞。
30. 根據權利要求12到29中任一項所述的齒輪箱，其中所述疊 加齒輪驅動是以下其中之一錐齒輪驅動、差動齒輪驅動、和行星齒 輪驅動。
31. 根據權利要求12到30中任一項所述的齒輪箱，用於執行根 據權利要求1到11中任一項所述的方法。
32. —種驅動單元，包括根據權利要求12到31中任一項所述的齒輪筒；以及 第一電機和第二電機。
33. 根據權利要求32所述的驅動單元，其中所述驅動單元適用於 在第一輸出驅動軸提供範圍在0.5到10Nm的轉矩。
34. 根據權利要求32或者33所述的驅動單元，其中所述驅動單 元適用於在第二輸出驅動軸提供每分鐘200到700轉的轉速。
35. —種用於分配和/或混合高粘性牙科產品和/或原料的系統，包括根據權利要求32到34中任一項所述的驅動單元，和下列特徵中 的至少一個或多個至少一個分配筒，優選含有牙科原料或其組分； 至少一個柱塞，適用於進入筒的幵口端和排出牙科原料或其組分； 混合尖端，用於當牙科原料或者組分從筒排出時混合牙科原料或 者合併和混合組分；第一驅動系，用於通過第一輸出驅動軸推進柱塞； 第二驅動系，用於通過第二輸出驅動軸推進柱塞；以及 用於驅動和控制該系統的電驅動單元。
36. —種用於分配和/或混合高粘性的牙科產品和/或原料的系統， 包括根據權利要求32到34中任一項所述的驅動單元，和下列特徵中 的至少一個或多個至少一個分配筒，優選地含有牙科原料或其組分； 至少一個柱塞，適用於進入筒的開口端並且排出牙科原料或其組分；混合尖端，用於當牙科原料或者組分從筒排出時混合牙科原料或 者合併和混合組分；第一驅動系，用於由第一輸出驅動軸推進柱塞； 第二驅動系，用於由第二輸出驅動軸驅動混合尖端；以及 用於驅動和控制該系統的電子驅動單元。
37. 根據權利要求12到36中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或 系統，包括傳感器，該傳感器當柱塞到達第二位置時產生信號。
38. 根據權利要求12到36中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或 系統，包括傳感器，該傳感器監測所述第一輸出驅動軸的速度和/或第一電機 的速度；控制單元，該控制單元連接到所述傳感器並當速度達到給定最小 值和/或比給定比率更快地減小時產生信號。
39. 根據權利要求12到36中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或 系統，包括傳感器，該傳感器監測供給到所述第一電機的電流；以及控制單元，該控制單元連接到所述傳感器並當電流達到給定最大 值和/或比給定的比率更快地增加時產生信號。
40. 根據權利要求12到36中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或 系統，包括連接於控制單元的開關，其中當開關處於第一模式時，所述第一輸出驅動軸用高速驅動，以將 柱塞從第一位置移動到第二位置，並在筒內從第二位置進一步移動，並且所述原料被分配；以及當開關處於第二模式時，分配停止和/或第一輸出驅動軸用高速反 向驅動，以在給定的時間或距離將柱塞移動回來或向第二位置移動。
41. 根據權利要求12到36中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或 系統，當開關處在第三模式時，第一輸出驅動軸用高速驅動，以將柱塞向第二位置移動。
42. 根據權利要求1到11中任一項所述的方法或用於控制根據權 利要求12到41中任一項所述的齒輪箱、驅動單元或系統的方法，包括以下步驟al)驅動第一電機或第二電機中的一個；以及bl)啟動第一電機或第二電機的另一個以將驅動軸加速到高速；和/或a2)同時驅動第一電機和第二電機；以及b2)關閉第一電機或第二電機中的一個以將驅動軸減速至低速。
43.根據前述權利要求中任一項所述的齒輪箱、驅動單元和系統 的使用或方法，用於分配和/或混合高粘性牙科產品和/或原料。
全文摘要
本發明涉及一種混合和分配粘性原料的方法，包括以下步驟將包括一種或多種粘性原料的筒插入一個室中；啟動第一電機(1)以在筒內將柱塞從第一位置移動到第二位置，並啟動第二電機(2)以在筒內將活塞從第二位置進一步移動以分配原料。
文檔編號B60W10/02GK101099284SQ200580045982
公開日2008年1月2日 申請日期2005年11月8日 優先權日2004年11月9日
發明者曼弗雷德·哈雷, 漢斯約爾格·斯皮特尚, 英戈·華格納 申請人:3M埃斯佩股份公司