Zahnersatzteile, wie Kronen, Brücken oder Implantate, und sonstige
dentale Werkstücke werden üblicherweise so hergestellt, daß die gewünsch
te Form des Werkstücks von einem entsprechenden Modell optisch oder
mechanisch abgetastet und die dabei gewonnenen Daten zur Erzeugung von
Fräsbahnen verwendet werden. Anhand dieser Fräsbahnen wird dann aus
einem Rohling das dentale Werkstück in einer Fräs- oder sonstigen
geeigneten Bearbeitungsmaschine hergestellt.
Aus EP 0 759 728 B 1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der der zur
Herstellung einer Dentalprothese bestimmte Rohling in einen Ring aus
Metall, Keramik oder hartem Kunststoff eingebettet wird. Der Rohling ist
dort aus Kostengründen so bemessen, daß bei der Bearbeitung möglichst
wenig Abfall an teurem Rohlingswerkstoff entsteht. Der generell zylindri
sche Rohling wird dabei in den Ring mittels eines Dentalklebers allseitig
eingebettet und mit dem Ring in einen Tragkörper eingesetzt, der seiner
seits in die Bearbeitungsmaschine eingespannt wird.
Es hat sich gezeigt, daß die allseitige Verklebung - insbesondere bei
größeren Rohlingen zur Herstellung von Brücken - zu Spannungsrissen
beim Fräsen führt, die im Rohling nicht ohne weiteres zu erkennen sind.
Diese Risse können quer zur Längsachse durch den gesamten Rohling füh
ren und das Werkstück damit unbrauchbar machen.
Der Effekt tritt auf, wenn nach dem Fräsen der Oberseite die Unter
seite freigelegt wird und diese beiden Ebenen einander treffen. Da die
Festigkeit des üblicherweise verwendeten Materials in Rohzustand nur ca.
20 bis 30 MPa beträgt und die der gewöhnlich benutzten Epoxidkleber im
gleichen Bereich liegt, wirken auf einen rundum eingeklebten Rohling Kräf
te in einem biaxialen Spannungsfeld, die je nach Klebefläche mehrere 100 N
betragen können. Die beim Fräsen auftretenden Kerbwirkungen verstärken
diesen Effekt, so daß die Festigkeit des Rohlingsmaterials überschritten
wird und es zum Bruch quer zur Längsrichtung kommt.
Eine weitere Schwierigkeit bei der bekannten Vorrichtung besteht
darin, daß bei der Verklebung an den zueinander parallelen Zylinderflächen
von Rohling und Ring der Klebstoff unvermeidbar verläuft und an die zu be
arbeitenden Flächenteile des Rohlings und damit an den Fräskopf gelangt;
dadurch wird der Fräskopf verunreinigt und die Genauigkeit der Fräsung
beeinträchtigt.
Diese Schwierigkeiten bestehen auch bei der aus DE 298 15 486 U1
bekannten, dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Vorrichtung,
sofern der Rohling dort allseitig in die zentrische Öffnung des plattenförmi
gen Tragkörpers eingeklebt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Her
stellung von dentalen Werkstücken anzugeben, die eine bessere Bearbei
tung des Rohlings ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Durch
die nur teilweise Verbindung zwischen Rohling und Tragkörper werden die
beschriebenen Spannungen und Mikrorisse weitgehend vermieden. Überra
schend hat sich herausgestellt, daß die oben erläuterten Brüche nur in
einem bei Rundum-Verklebung vorhandenen biaxialen Spannungsfeld auf
treten.
Bei dem nach Anspruch 2 vorgesehenen Zwischenraum zwischen
Rohling und der ihn umgebenden Ausnehmung im Tragkörper ergibt sich
der Vorteil, daß der Rohling vom Werkzeug der Bearbeitungsmaschine seit
lich angefahren werden kann. In diesem Zwischenraum kann der Fräskopf
seine Arbeit unmittelbar beginnen, ohne zunächst bohrend in das Material
eindringen zu müssen, wie das bei Stand der Technik der Fall ist. Da eine
Bohrbearbeitung den Fräser überverhältnismäßig beansprucht und ver
schleißt, wird seine Standzeit durch die Maßnahme des Anspruchs 2
wesentlich erhöht. Darüberhinaus ist der Fräsvorgang schneller beendet, da
langsame Eintauchbewegungen in das Rohlingsmaterial vermieden oder
mindestens reduziert werden.
Die Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 3 bis 7 ver
bessern die freie seitliche Zugänglichkeit des Rohlings.
Gemäß Anspruch 8 kann die Verbindung zwischen Rohling und Trag
körper in einer Einbettung, Verklebung oder formschlüssigen mechanischen
Halterung bestehen. Im Falle der Verklebung ist die Maßnahme des
Anspruchs 9 von Vorteil, weil sie die Möglichkeit einer Verschmutzung des
Werkzeugs durch den Klebstoff weitgehend beseitigt.
Die Maßnahme des Anspruchs 10 bedeutet einen wirksamen Schutz
des Rohlings gegen mechanische Einflüsse. Da der Tragkörper allein die
äußere Form der aus Rohling und Tragkörper gebildeten Einheit bestimmt,
läßt er sich ohne Beschränkung so gestalten, daß er unabhängig von der
genauen Rohlingsform mit weiteren Einheiten gestapelt werden kann und
ein automatisches Beschicken, Entnehmen und Wenden im Zuge einer auto
matischen Fertigung gestattet.
In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 11 bietet der
Tragkörper genügend Platz zum Anbringen einer Codierung, wobei die
Bearbeitungsmaschine so gesteuert werden kann, daß sie anhand des abge
tasteten Codes automatisch den für den in dem Tragkörper enthaltenen
Rohling richtigen Bearbeitungsvorgang mit dem richtigen Werkzeug durch
führt, beispielsweise den generierten Fräsbahnen folgt, oder bei fehlender
Übereinstimmung den Bearbeitungsvorgang unterdrückt.
Nach Anspruch 12 kann der Code durch die Bearbeitungsmaschine,
beispielsweise durch den Fräser, verändert oder auch entfernt werden. Dies
hat den Vorteil, daß eine versehentliche doppelte Bearbeitung des gleichen
Rohlings verhindert wird. Gleichzeitig läßt sich sicherstellen, daß nur Origi
nal-Rohlinge, wie sie vom Hersteller samt Tragkörper geliefert werden, be
arbeitet werden können, während etwa benutzte, erneut mit Rohlingen be
stückte Tragkörper abgewiesen werden.
Die nach Anspruch 13 vorgesehene Plattenform des Tragkörpers ist
für die automatische Handhabung und Stapelung besonders günstig.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 14 gewährleistet die
ordnungsgemäße Orientierung des Tragkörpers samt Rohling in der Bear
beitungsmaschine.
Das Merkmal des Anspruchs 15 ist vom Standpunkt der Material- und
Herstellkosten für den Tragkörper von Interesse.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Tragkörper;
Fig. 2 bis 4 Varianten des Tragkörpers nach Fig. 1 in schemati
schen Darstellungen;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Tragkörper gemäß einem anderen
Ausführungsbeispiel;
Fig. 6 einen Schnitt durch den Tragkörper gemäß der Linie VI-VI in
Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Variante des Tragkörpers nach Fig.
5; und
Fig. 8 einen Schnitt durch den Tragkörper gemäß Linie VIII-VIII in
Fig. 7.
Der in Fig. 1 gezeigte, als Kunststoff-Spritzteil hergestellte Tragkör
per 10 ist im wesentlichen plattenförmig mit planparallelen rechteckigen
Flächen und gegenüber deren Seiten geringerer Höhe. Ein Eckbereich 11 ist
abgeschrägt, um die Orientierung des Tragkörpers 10 feststellen zu können.
Eine mittige rechteckige Ausnehmung 12 dient zur Aufnahme eines in
diesem Ausführungsbeispiel zylindrischen Rohlings 13 für dentale Werk
stücke. Der Rohling 13 ist an zwei einander gegenüberliegenden Flächen
mit den entsprechenden Wänden der Ausnehmung 12 verklebt.
Zwischen den beiden anderen Wänden der Ausnehmung 12 und den
ihnen zugewandten Stirnflächen des Rohlings 13 besteht ein Zwischenraum,
in den der Fräskopf zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs eingeführt werden
kann.
An seiner Außenseite ist der Tragkörper 10 mit einem umlaufenden
Wulst 14 versehen, der zum Einschieben in Führungsnuten der Bearbei
tungsmaschine dient.
Die größte Dicke hat der Tragkörper 10 im Bereich seiner äußeren
Umfangswand 15. Diese Dicke ist so bemessen, daß sie die Abmessung des
Rohlings 13 überragt, so daß dieser in sämtlichen Richtungen gegen mecha
nische Beschädigung geschützt ist.
Die Umfangswand 15 trägt einen Strichcode 16, der unmittelbar oder
auf einen aufgeklebten Streifen aufgedruckt oder in das Material des Trag
körpers 10 eingeformt sein kann. Der Strichcode 16 dient zur Identifizie
rung von Material, Abmessungen und/oder sonstigen Eigenschaften des in
dem Tragkörper 10 enthaltenen Rohlings 13.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die mit den Wänden
der Ausnehmung 12 verklebten Flächen des Rohlings 13 zylindrisch. Dies
bewirkt, daß der Klebstoff die vom Fräskopf zu bearbeitenden Flächen nicht
oder kaum erreichen kann. Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn die Kle
beflächen des Rohling plan und am Übergang zu den nach oben und unten
freiliegenden Flächen abgeschrägt. Die sich bei dieser Gestaltung ergeben
den definierten rechteckigen Verbindungszonen sind im Hinblick auf eine
Verringerung der eingangs erläuterten Spannungsrisse vorteilhaft.
Anstelle der in Fig. 1 gezeigten rein rechteckigen Gestalt kann die
Ausnehmung auch eine der in Fig. 2 bis 4 gezeigten Formen haben. In
diesen Fällen weisen die einander gegenüberliegenden längeren Flächen der
Ausnehmung 22, 32, 42 jeweils einen erweiterten Bereich 27, 37, 47 auf, in
dem der Rohling 23, 33, 43 befestigt ist. In den übrigen Bereichen 28, 38, 48
der Ausnehmung 22, 32, 42 liegt der Rohling 23, 33, 43 mit entsprechendem
Abstand von den Wänden der jeweiligen Ausnehmung 22, 32, 42 frei und ist
somit für das Bearbeitungswerkzeug gut zugänglich.
Die Gestaltungen nach Fig. 2 bis 4 eignen sich auch für eine kleb
stoff-freie Halterung, etwa durch mechanischen Formschluß. Besonders gut
ist dieser bei der Gestaltung nach Fig. 4, bei der der Rohling 43 an zwei ge
genüberliegenden Flächen pilzförmige Ansätze 49 zum Eingriff in die kom
plementär geformten erweiterten Bereiche 47 der Ausnehmung 42 aufweist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 ist der Tragkörper
50 U-förmig gestaltet, so daß die Ausnehmung 52 an einer Seite nach außen
offen ist. Der (nicht gezeigte) in diesem Fall zylindrisch angenommene Roh
ling wird zwischen den Schenkeln 53 der U-Form befestigt, beispielsweise
eingeklebt. Zur Positionierung und zusätzlichen Halterung sind an den In
nenwänden 54 der Schenkel 53 etwa halbzylindrische Leisten 55 vorgese
hen, in die der Rohling eingelegt wird.
Die gezeigte U-Form verleiht dem Tragkörper 50 trotz seiner insge
samt weitgehend starren Beschaffenheit eine gewisse Flexibilität, die so
wohl für das Einlegen und Herausnehmen des Tragkörpers als auch im
Hinblick auf die Vermeidung von unerwünschten Spannungen am Rohling
günstig ist.
Falls wegen der U-Form an der bei Zuführung zur Bearbeitungsma
schine vorderen Fläche der Umfangswand kein Platz für eine Codierung ist,
kann diese an einem separaten (nicht gezeigten) Trägerstreifen vorgesehen
sein, der die offene Seite der U-Form überbrückend an dem Tragkörper 50
angebracht wird, ohne dessen mechanische oder sonstigen Eigenschaften zu
verändern.
Die Variante nach Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der Gestal
tung nach Fig. 5 und 6 dadurch, daß die stirnseitigen Enden des wiederum
zylindrisch angenommenen (nicht gezeigten) Rohlings in kreisrunde Vertie
fungen 65 eingreifen, die in den Innenwänden 64 der Schenkel 63 des im
übrigen gleich gestalteten Tragkörpers 60 vorgesehen sind. In diesem Fall
läßt sich der Rohling ohne Klebstoff oder sonstige Verbindungsmittel allein
durch den formschlüssigen Eingriff seiner Enden in die Vertiefungen 65
sicher und genau positioniert in dem Tragkörper 60 halten.
Bezugszeichenliste
10
Tragkörper
11
Eckbereich
12
Ausnehmung
13
Rohling
14
Wulst
15
Umfangswand
16
Strichcode
22
Ausnehmung
23
Rohling
27
erweiterte Bereiche
28
Abstandsbereiche
32
Ausnehmung
33
Rohling
37
erweiterte Bereiche
38
Abstandsbereiche
42
Ausnehmung
43
Rohling
47
erweiterte Bereiche
48
Abstandsbereiche
49
Ansätze
50
Tragkörper
52
Ausnehmung
53
Schenkel
54
Innenwände
55
Leisten
60
Tragkörper
63
Schenkel
64
Innenwände
65
Vertiefungen