DE3716580C2 - - Google Patents
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- B24—GRINDING; POLISHING
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Dentalzerspanungswerkzeug zum Schneiden
oder Bearbeiten von Kavitäten von Zähnen oder Zahnersatzmaterial
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der GB 7 32 124 ist ein Dentalzerspanungswerkzeug mit einem
konisch sich vergrößernden vorderen Ende bekannt, das eine Vielzahl
von Nuten in Dextral-Spiralform als Ausflußkanäle für das
Bohrklein oder dergleichen trägt. Dabei sind die Nuten auf dem
Außenflächenteil des Arbeitsabschnitts ausgebildet. Des weiteren
umfaßt das Dentalzerspanungswerkzeug einen Abschnitt, auf dem
harte abrasive Körner auf der Außenfläche des Arbeitsabschnitts
abgeschieden sind, und zwar abgesehen von den Bereichen der Nuten.
Als besonders nachteilig bei diesem Dentalzerspanungswerkzeug
hat sich dessen verhältnismäßig kleiner Schneidwirkungsgrad
für den Fall herausgestellt, daß der Kopf des Schaftes einen nur
kleinen Außendurchmesser aufweist. Hierdurch ist nämlich das
Flächenverhältnis des Abschnitts mit dem Kopf des Schaftes, der
mit den harten abrasiven Körnern versehen ist, aufgrund des Vorhandenseins
von der Vielzahl der Nuten derart vermindert, daß
die Kontaktfläche dieses Abschnitts mit den Zähnen oder den wiederhergestellten
Zähnen oder dem Zahnersatz zwangsläufig abnimmt.
Dies aber wiederum führt zu einem Absinken des Schneidwirkungsgrades
insgesamt. Dies wird bei niedrigen Drehzahlen
umso bedeutsamer.
Des weiteren geht aus der DE-Z: Dental-Echo, Band 32, 1962, Heft
2, Seiten 63-65, ein Dentalzerspanungswerkzeug hervor, dessen Arbeitsabschnitt
mit einer nahezu achsparallelen Nut zum Abführen
des Bohrkleins sowie mit harten abrasiven Körnern, ausgenommen
des Bereiches der Nut, versehen ist. Dieses Dentalzerspanungswerkzeug
hat den Nachteil einer nur ungenügenden Entfernung von
Bohrklein bzw. Bohrtrümmern sowie einer schlechten Wärmeabführung,
die jeweils durch das Schneiden von Zähnen oder wiederhergestellten
Zähnen bzw. Zahnersatz auftreten.
Schließlich ist in der US 35 10 990 eine Reibahle zur Bearbeitung
von Oberflächen aus Glas oder glasartigen Materialien beschrieben.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein Dentalzerspanungswerkzeug zum Schneiden
oder Bearbeiten von Kavitäten von Zähnen oder Zahnersatzmaterial
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 weiterzubilden,
welches einen hohen Schneidwirkungsgrad aufweist und eine
verbesserte Entfernung von Bohrklein bzw. Bohrtrümmern sowie Abfuhr
von Wärme ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Patentanspruches
1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Dentalzerspanungswerkzeuges
ist einerseits ein zufriedenstellender Schneidwirkungsgrad
in den jeweiligen Abschnitten sichergestellt und andererseits
eine zufriedenstellende Entfernung von Bohrklein bzw.
Bohrtrümmern sowie eine ausreichende Abfuhr von Wärme gewährleistet.
Einerseits verhindert die Dimensionierung des Dentalzerspanungswerkzeugs
nach der Erfindung ein Absinken im Schneidwirkungsgrad.
Dementsprechend bleibt der hohe Schneidwirkungsgrad
selbst für den Fall erhalten, daß der Kopf des Schaftes von dem
Dentalzerspanungswerkzeug nach der Erfindung einen verkleinerten
Außendurchmesser besitzt und möglicherweise noch zusätzlich unter
niedriger Last verwendet wird. Unter hoher Last wird der
Schneidwirkungsgrad des Dentalzerspanungswerkzeuges nach der Erfindung
sogar noch weiter gesteigert. Andererseits wird die Entfernung
von Bohrklein bzw. Bohrtrümmern die Abfuhr von Wärme
aufgrund des kontinuierlichen wechselseitigen Kontakts der oder
jeder Nut mit dem mit harten abrasiven Körnern besetzten Abschnitt
und der Wahl der Gesamtsumme der Breite der oder jeder
Nut durchgeführt, und zwar ohne nachteilige Beeinflussung des
Schneidwirkungsgrades des Dentalzerspanungswerkzeuges nach der
Erfindung. Zusätzlich sind die auf die Zähne oder wiederhergestellten
Zähne oder Zahnersatz ausgeübten Schläge auf ein niedriges
Niveau eingestellt, was zu einer schmerzfreien Behandlung
der Patienten insgesamt führt.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen mit Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese
zeigen in
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des
Schneidwerkzeugs nach der Erfindung;
Fig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie A-A
in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungs
form des Schneidwerkzeugs nach der Erfindung;
Fig. 4 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie B-B
der Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungs
form des Schneidwerkzeugs nach der Erfindung; und
Fig. 6 ist ein vergrößerter Schnitt (Stirnansicht) längs
der Linie C-C der Fig. 5.
Ein Schaft 1 wird durch einen Stahldraht guter mechanischer
Bearbeitbarkeit gebildet, der eine Festigkeit hat, die
beständig bei Hochgeschwindigkeitsbohren oder -schneiden
ist. Ein rostfreier Stahldraht guter Korrosionsbeständig
keit wird zu diesem Zweck bevorzugt. Der Schaft 1 umfaßt
einen Kopf 2, der in der Grundform konisch, zylindrisch
oder kugelförmig ist. Der Kopf 2 kann aus einer Kombination
einer solchen Gestalt bestehen. Der Kopf 2 des Schaftes 1
ist auf seinem Außenflächenteil mit einer oder zwei oder
mehr dextralspiralförmigen Nuten 3 versehen, die von ver
schiedenen Querschnittsgestalten sein können, einschließ
lich halbkreisförmig, von V-Gestalt, von U-Gestalt, wenn
der Schneidwirkungsgrad und die wirksame Entfernung von
Bohrtrümmern und Wärme sichergestellt sind.
Die harten
abrasiven Körner 4 sind ebenfalls fest auf diesem Außen
flächenteil, abgesehen von der oder den Nuten 3, vorgesehen
und weisen natürliche oder künstlichen Diamant, Aluminiumoxid,
Carborundum, kubisches Bornitrid, TiC Keramiken, ZrO2 Keramiken,
Si3N4 Keramiken und dergleichen auf. Im allgemeinen läßt sich
die Befestigung harter abrasiver Körner dadurch erreichen,
daß man ein Elektroplattieren oder Galvanisieren mittels
Nickels oder Chroms vornimmt, wie bezüglich der ersten Aus
führungsform der Fig. 1 und 2 sowie bezüglich der Fig.
5 und 6 gegeben. Alternativ kann ein Hartlöten, wie nach
der dritten Ausführungsform der Fig. 3 und 4 zur Anwendung
kommen, das allein oder in Kombination mit dem Elektro
plattieren bzw. Galvanisieren angewendet werden kann. Ein
Hals 5 ist zwischen dem Kopf 2 und dem Schaft 1 vorgesehen.
Für die Herstellung gemäß der Erfindung gibt es mehrere
Wege.
Der erste Weg ist der beste. Jede Spiralnut 3 wird mechanisch
geformt, bevor die Befestigung harter abrasiver Körner am
Kopf 2 des Schaftes 1 erfolgt. Nachdem jede Nut 3 isoliert
wurde, werden harte abrasive Körner auf dem Außenflächenteil
des Kopfes 2, abgesehen von jeder Nut 3, durch Elektro
plattieren oder Galvanisieren befestigt. Die zweite Mög
lichkeit ist die folgende: Eine dextral Spiralisolierung
kann auf dem Außenflächenteil des Kopfes 2 des Schaftes 1
vor der Befestigung harter abrasiver Körner hieran erfolgen;
die harten abrasiven Körner können dann am Außenflächenteil,
abgesehen von dieser Isolierung, mittels Elektrogalvanisierens
oder Elektroplattierens, befestigt sein. Der dritte Weg ist
der folgende: Man kann auch harte abrasive Körner am Kopf 2
des Schaftes 1 durch Elektroplattieren oder Hartlöten befesti
gen und hernach dextral die Spiralbearbeitung an dem Außen
flächenteil des Kopfes 2 zur Bildung jeder Nut 3 vornehmen.
Grundsätzlich sollte jede Nut 3 vorzugsweise die gleiche
Breite w über ihre gesamte Länge haben; die Erfindung ist
jedoch nicht ausschließlich auf solch eine Anordnung be
schränkt. Hat beispielsweise der Kopf 2 des Schaftes 1
konische Gestalt, so ist es notwendig, graduell die Breite
w jeder Nut gegen diesen am weitesten stirnseitig befind
lichen Teil zu vermindern, da es schwer ist, sie auf diesem
am weitesten stirnseitig gelegenen Teil auszubilden, und
zwar wegen den Schwierigkeiten bei der Verarbeitung und
weil dies zu einem Absenken des Schneidwirkungsgrades Anlaß
gibt. Wirksam ist dies auch zur Entfernung der Bohrtrümmer.
Wenn der Kopf des Schaftes von Kugelgestalt ist, bevorzugt
man andererseits allmählich die Breite w der oder jeder Nut
3 zu vermindern, da die Umfangsgeschwindigkeit des Kopfes
so in der Nachbarschaft des am weitesten stirnseitig befind
lichen Teils vermindert wird, daß nur ein geringer oder kein
Schneidwirkungsgrad in diesem Teil erhalten wird. Was die
Breite w des oder jeder Nut 3 angeht, befreit von jedem
Besatz mit irgendwelchen abrasiven Körnern, so ist die
Summe W der Breite w der oder jeder Nut 3 im Abschnitt normal
zur Achse des Kopfes 2 des Schaftes 1 in der Größenordnung
von (1/50 bis 2/5)×πD, was gleich oder geringer als die
halbe Länge des Außenumfangs des Querschnitts des Kopfes
2 des Schaftes 1 bis auf den am weitesten stirnseitig be
findlichen Endabschnitt ist, wobei D der Außendurchmesser
des Abschnitts senkrecht zur Achse des Kopfes 2 des Schaftes
1 ist. Wenn die Gesamtsumme W der Breite w der oder jeder
Nut 3 kleiner als (1/50) ×πD ist, so erzeugt der konti
nuierlich abwechselnde Kontakt der oder jeder Nut 3 mit dem
mit abrasiven Körnern besetzten Teil nicht seinen eigenen
Effekt, was zu einem Absinken des Schneidwirkungsgrads und
zu Schwierigkeiten führt, die bei der Entfernung von Bohr
trümmern und Wärme auftreten. Ist die Gesamtsumme W der
Breite w der oder jeder Nut 3 größer als (2/5)×πD, so
ist das Flächenverhältnis des mit abrasiven Körnern 4 be
setzten Teiles im Kopf 2 des Schaftes 1 so reduziert, daß
die Entfernung von Bohrtrümmern und Wärme leicht vorgenommen
werden kann, ein Abfall im Schneidwirkungsgrad ist jedoch
gegeben.
Ein Winkel R , der bezüglich der Achse des Kopfes 2
des Schaftes 1 geneigt ist, ist ein besonderer Faktor mit
einem Einfluß auf den Schneidwirkungsgrad. Ein besonders aus
gezeichneter Schneidwirkungsgrad wird erhalten, wenn der
Winkel R gerade oder etwa 0° beträgt. Da große Stöße dann
auf die Zähne oder Zahnersatz bzw. wiederhergestellte Zähne
ausgeübt werden, leidet der Patient leicht an Schmerzen.
Diese Tendenz nimmt ab, sowie der Neigungswinkel von 0° bis
zu 5° sich vergrößert. Wenn jedoch der Neigungswinkel R
im Bereich von 5° bis 60° liegt, wird ein ausgezeichneter
Schneidwirkungsgrad sichergestellt, während die auf die Zähne
oder den Zahnersatz hiervon ausgeübten Schläge in der Größe
vermindert werden. Ein Neigungswinkel R , der jedoch 60°
überschreitet, führt zu einem Absinken im Schneidwirkungsgrad.
Man bevorzugt daher, daß der Neigungswinkel R bezüglich
der Längsachse des Schaftes 1 im Bereich zwischen 5° und 60°
beträgt. Der Neigungswinkel R sollte vorzugsweise über die
Gesamtlänge des Kopfes 2 konstant bleiben. Die Länge des
Halses 5 kann jedoch nicht aufgrund der großen Länge des
Kopfes 2 gesteigert werden, wie dies der Fall bei der Aus
führungsform der Fig. 5 ist, mit dem Ergebnis, daß dort,
wo es wahrscheinlich ist, daß jede dextralspiralförmige Nut
3 sich gegenüber dem Schaft 1 so erstreckt, daß sie mechanisch
auf dem Außenflächenteil des Kopfes 2 des Schaftes 1 geformt
wird, wobei der Neigungswinkel R im Bereich bis zu 60° nur
auf der Schaftseite des Kopfes 2 vergrößert werden kann.
Die Anzahl der nicht mit harten abrasiven Körnern gefüllten
Nuten 3 ist auch ein Faktor, der einen großen Einfluß auf
den Schneidwirkungsgrad und die Entfernung von Bohrklein und
Wärme hat. Im Falle des in Fig. 1 gezeigten Dentalzerspanungswerkzeugs
sind zwei Nuten 3 vorgesehen. Drei oder mehr Nuten vorzusehen,
bringt Verbesserungen bei der Entfernung von Bohrtrümmern
und Wärme. Wo jedoch der Kopf 2 des Schaftes 1 einen kurzen
Durchmesser und Umfangslänge aufweist, ist die Fläche des
Teils 4, auf dem die abrasiven Körner im Kopf 2 des Schaftes
1 befestigt sind, so vermindert, daß seine Kontaktfläche zu
den Zähnen oder dem Zahnersatz hierfür reduziert wird,
was zu einem Absinken im Schneidwirkungsgrad führt.
Diese Tendenz wird insbesondere bei der Anwendung geringer
Last deutlich. Es ist daher wünschenswert, daß die Anzahl
der Nuten 3 im Grunde bei 2 liegt. Im Falle des in den Fig.
3 und 5 dargestellten Dentalzerspanungswerkzeugs, wo der Kopf 2
des Schaftes 1 länger als der des Dentalzerspanungswerkzeugs der
Fig. 1 ist und von grundsätzlich konischer Gestalt ist,
ist jedoch zu bevorzugen, daß die Anzahl der im Bereich
des Kopfes 2 zu bildenden Nuten, die sich von dem Mittel
teil zu den Endbereichen erstreckt, gleich 1 ist.
Die Gründe hierfür sind, daß dann, wenn zwei Nuten 3 vor
gesehen sind, der Außendurchmesser des Bereiches des Kopfes 2
vom Mittel zu den Endbereichen so vermindert ist, daß eine
Verminderung in der Fläche des mit Abrasivkörnern besetzten
Abschnitts 4 im Kopf 2 des Schaftes 1 und dann die Kontakt
fläche hiervon zu einem Zahn oder Zahnersatz ist, was zu
einem Absinken in dem Schneidwirkungsgrad des Kopfes 2
von seinem mittigen zu seinen stirnseitigsten Teilen
führt.
Das Dentalzerspanungswerkzeug nach der Erfindung ist auch zum
Schneiden von Zähnen oder Zahnersatz oder wiederhergestellten
Zähnen ausgelegt. Deswegen ist keine besondere Begrenzung
hinsichtlich der zu verwendenden abrasiven Körner gegeben,
wenn sie die Festigkeit haben, die das Schneiden von Emaille
mit einer Knoophärte von etwa 340 und Dentalwiederher
stellungen bzw. Zahnersatz mit einer Härte von 30 bis 150
haben. Es ist jedoch wünschenswert, daß natürlicher oder
künstlicher Diamant verwendet wird, da dieser insbesondere
hinsichtlich Schneidwirkungsgrad und Haltbarkeit besser ist.
Was nun das in Fig. 1 gezeigte Dentalzerspanungswerkzeug angeht, so
umfaßt der Schaft 1 den Kopf 2, auf dessen Außenflächenteil
zwei dextral Spiralnuten 3 von halbkreisförmiger Gestalt
ausgebildet sind, die jeweils einen Neigungswinkel R
von 30°, bezogen auf die Achse des Schaftes 1, haben und
über eine Breite w von 0,35 mm im Bereich senkrecht zu die
ser Achse verfügen, eine Breite entsprechend 1/10 bis 1/5
der Umfangslänge (Gesamtsumme W der Breite w der Nuten 3=
(1/5 bis 2/5)×πD) des Kopfes 2 haben, abgesehen für
seinen stirnseitigsten Endabschnitt. Der Außenflächenteil
des Kopfes 2 bis auf die Nuten 3 ist fest mit natürlichen
abrasiven Körnern durch Elektroplattieren oder Galvanisieren
zur Bildung des Abschnitts 4, der mit den harten abrasiven
Körnern besetzt ist.
Bezüglich des in Fig. 3 gezeigten Dentalzerspanungswerkzeugs ist zu
sagen, daß der Schaft 1 auf dem Außenflächenteil des
Kopfes 2 mit zwei dextral Spiralnuten 3 von V-Gestalt
im Querschnitt versehen ist, die je einen Neigungswinkel R
von 10°, bezogen auf die Achse des Schaftes 1, eine Breite w
von 0,25 mm im Abschnitt normal zur Achse sowie eine Breite
von 3/50 bis 7/50 der Umfangslänge des Kopfes 2, abgesehen
vom stirnseitigsten Endabschnitt haben (die Gesamtsumme W
der Breite w der Nuten 3 = (6/50 bis 14/50)× π D).
Eine der Nuten 3 erstreckt sich von der Mitte zu den stirn
seitigsten Teilen des Kopfes 2, während die beiden Nuten 3
sich von der Mitte zur Schaftseite auf dem Kopf 2 erstrecken.
Der Außenflächenteil des Kopfes 2 - bis auf die Nuten 3 -
ist fest mit Körnern künstlichen Diamants durch Hartlöten
unter Bildung des harten mit abrasiven Körnern besetzten
Abschnitts 4 verbunden.
Was das in Fig. 5 gezeigte Dentalzerspanungswerkzeug angeht, so ist
der Schaft 1 auf dem Außenflächenteil des Kopfes 2 mit
zwei dextral Spiralnuten 3 versehen, von denen jede
Neigungswinkel von 30° in ihrem Bereich vom stirnseitigsten
Teil zu einem Teil hat, der 1 mm vom Hals 5 fort ist und
50° im Bereich zum Hals 5, bezogen auf die Achse des
Schaftes 1. Die Breite w liegt bei 0,45 mm im Abschnitt
normal zu dieser Achse und eine Breite von 0,45 mm im
Abschnitt normal zu dieser Achse sowie eine Breite von 4/50
bis 9/50 der Umfangslänge des Kopfes 2 abgesehen von dem
stirnseitigsten Teil (die Gesamtsumme W der Breite w der
Nuten 3 = (8/50 bis 18/50)×π D). Eine der Nuten 3 erstreckt
sich von dem stirnseitigsten Teil bis in die Nachbarschaft
der stirnseitigsten Teile des Kopfes 2, während die beiden
Nuten 3 sich aus der Nachbarschaft des stirnseitigsten Teils
zur Schaftseite auf dem Kopf 2 erstrecken. Der Außenflächen
teil des Kopfes 2 - bis auf die Nuten 3 - ist fest mit
abrasiven Kunstdiamantkörnern durch Elektroplattieren oder
Galvanisieren zur Bildung des mit harten Abrasivkörnern
besetzten Abschnitts 4 verbunden.
Die Dentalzerspanungswerkzeuge der oben beschriebenen Art
werden an einer Zahnarztturbine oder einer Bohrmaschine
zur Herstellung einer Präparierung gelagert. So umfaßt das
Dentalzerspanungswerkzeug nach der Erfindung den Schaft 1 mit Kopf 2
mit Nut oder Nuten 3, die auf dem Außenflächenteil des
Kopfes 2 allein in dextral spiralförmiger Gestalt ausge
bildet sind; den mit harten Abrasivkörnern besetzten Ab
schnitt 4, der auf dem Außenflächenteil des Kopfes 2
- bis auf die Nut oder Nuten 3 - ausgebildet ist und, auf
grund ihrer Spiralstruktur ist das Schneidverhalten im
Betrieb ähnlich dem einer sog. (rauhen) Zahnarztklette als
einem Schleifstein oder einer Schleifscheibe.
Im Falle einer Dentalturbine oder Bohrturbine, die es nicht
erlaubt, daß das Dentalzerspanungswerkzeug hinsichtlich seiner Dreh
richtung eingestellt wird, ist daher, daß die Spiral
richtung des Dentalzerspanungswerkzeugs dextral die gleiche wie beim
üblichen Dentalbohrer, insbesondere einem Carbidbohrer, ist,
extrem wichtig für Zahnärzte, die mit den üblichen Verfahren
vertraut sind. Mit dem Dentalzerspanungswerkzeug nach der
Erfindung besteht keine Gefahr, daß Zähne oder wieder her
gestellte Zähne bzw. Zahnersatz zu tief geschnitten werden
und den Zahn beeinträchtigen oder behindern wegen eines Unter
schiedes in der Spiralrichtung. Es ist auch nicht notwendig,
daß die Dentisten oder Zahnärzte die verschiedenen Verfahren
lernen. Daher kann das Dentalzerspanungswerkzeug
nach der Erfindung in der gleichen Weise wie vorher
angewendet Verwendung finden.
Claims (4)
1. Dentalzerspanungswerkzeug zum Schneiden oder Bearbeiten
von Kavitäten von Zähnen oder Zahnersatzmaterial, das
wenigstens eine Nut in Dextral-Spiralform trägt, die
auf dem Außenflächenteil des Arbeitsabschnitts ausgebildet
ist und das mit wenigstens einem Abschnitt, auf
dem harte abrasive Körner auf der Außenfläche des
Arbeitsabschnitts, abgesehen von der Nut, abgeschieden
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtsumme der Breite
dieser Nuten (3) in dem Abschnitt normal zur Achse dieses
Kopfes (2) dieses Schaftes (1) im Bereich von (1/50 bis
2/5)×πD, abgesehen von dem am weitesten stirnseitig
befindlichen Abschnitt des Kopfes dieses Schaftes, liegt,
wobei D der Außendurchmesser des Abschnitts normal zur
Achse des Kopfes (2) dieses Schaftes (1) ist und die Nut
einen Neigungswinkel von 5° bis 60°, bezogen auf die
Achse des Kopfes (2) dieses Schaftes (1) hat
und die Nut gleiche Breite über ihre Gesamtlänge aufweist.
2. Dentalzerspanungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Nuten vorgesehen sind.
3. Dentalzerspanungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die harten abrasiven
Körner auf der Basis natürlicher Diamanten vorgesehen
sind.
4. Dentalzerspanungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die harten abrasiven
Körner auf der Basis von künstlichen Diamanten vorgesehen
sind.
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