DE102005017285A1 - Implantatbettbohrer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Implantatbettbohrer oder eine Kegelreibahle mit einem an einem Schaft 1 befestigten Arbeitsteil 2, an welchem mehrere Hauptschneiden 3 ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arbeitsteil 3 zumindest eine die Hauptschneiden 3 unterbrechende und Nebenschneiden 4 bildende Schneidenunterbrechungsnut 5 ausgebildet ist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf einen Implantatbettbohrer gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Es versteht sich, dass sich die Erfindung auch ganz allgemein auf chirurgische Bohrer bezieht, mit welchen passgenaue und maßgenaue Bohrungen im Knochenmaterial eingebracht werden.
• Der Stand der Technik zeigt Implantatbettbohrer unterschiedlicher Ausgestaltungen, bei welchen die Schneiden entweder gerade ausgebildet sind und somit keinen Drall aufweisen oder stark gedrallt sind. Der Drall dient dabei beim Stand der Technik dem Spantransport, so dass die Späne von der Bohrerspitze zum Schaft hin aus dem Bohrloch transportiert werden, weiterhin dazu, eine axiale Vorschubkraft aufzubringen, so dass sich der Implantatbettbohrer ähnlich einer Schraube in das Knochenmaterial einarbeitet. Dies ist insbesondere bei einem Rechtsdrall der Fall. Dieser Effekt kann sehr nachteilig sein, da der Zahnarzt oder Chirurg die Tiefe der Implantatbettbohrung nicht oder nur ungenau steuern kann. Bei einem Linksdrall ergibt sich der Nachteil, dass die Späne in die Bohrung transportiert werden, so dass die Kontrolle des Bohrvorgangs erschwert wird. Zudem kann ein Verklemmen durch die Späne erfolgen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Implantatbettbohrer der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und ein hervorragendes Schneidverhalten aufweist.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass Hauptschneiden unterbrechende und Nebenschneiden bildende Schneidenunterbrechungsnuten vorgesehen sind.
• Durch die Schneidenunterbrechungsnuten wird erreicht, dass die Hauptschneiden unterbrochen werden, so dass die aktive Schneidenlänge geringer ist. Hierdurch ergeben sich geringere Schnittkräfte. Dieses führt zu einem besseren Schneidverhalten und zu einer leichteren Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Implantatbettbohrers.
• Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hauptschneiden und der Nebenschneiden ist es in bevorzugter Ausbildung der Erfindung möglich, bei den Nebenschneiden jeweils einen Freiwinkel und Einstellwinkel auszubilden. Es ergibt sich somit eine optimierte Schnittgeometrie. Die Hauptschneiden schneiden mit ihren durch die Schneidenunterbrechungsnut unterbrochenen Teilbereichen bei Drehung des Implantatbettbohrers in Umfangsrichtung, während die Nebenschneiden einen Schnitt in axialer Vorschubrichtung durchführen. Durch diese Kombination unterschiedlicher Schneiden und unterschiedlicher Schnittgeometrien ergibt sich insgesamt ein sehr gutes Schneid- bzw. Zerspanungsverhalten. Zudem ist der Implantatbettbohrer leicht handhabbar und benötigt, im Vergleich zum Stand der Technik, eine geringere Antriebsleistung und Vorschubkraft.
• In einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Flanke der Schneidenunterbrechungsnut eben ausgebildet ist. Es ist somit möglich, den Nutgrund abzurunden bzw. die axial nach vorne weisende Flanke ebenfalls zu runden. Hierdurch wird die Kerbwirkung herabgesetzt, so dass die Bruchempfindlichkeit sinkt.
• Besonders günstig ist es, wenn die Hauptschneiden in einem leichten Drallwinkel gedrallt sind, beispielsweise in einem Winkel zwischen 1° und 7°. Der leichte Drallwinkel führt zu einer geringen Vorschubkraft in Axialrichtung, ohne dass diese den Bohrvorgang stören oder negativ beeinflussen würde.
• Erfindungsgemäß können die Implantatbettbohrer mit unterschiedlichem Rechtsdrall ausgebildet werden. Dies kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Geometrie, dem Durchmesser des Implantatbettbohrers sowie den jeweiligen Einsatzbedingungen erfolgen.
• Um ein Rattern zu vermeiden und eine hohe Rundheit der Bohrung zu gewährleisten, kann es in günstiger Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft sein, die Hauptschneiden mit einer ungleichen Teilung anzuordnen. Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird auf diesen Aspekt noch im Einzelnen eingegangen werden.
• Der erfindungsgemäße Implantatbettbohrer kann mit oder ohne Innenkühlung ausgebildet sein. Bei einer Kühlung ist bevorzugt ein zentrischer Kühlmittelkanal vorgesehen.
• Der erfindungsgemäße Implantatbettbohrer kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, wobei der Schaft und der Arbeitsteil entweder aus dem gleichen Material gefertigt oder aus unterschiedlichen Materialien gefügt sein kann. Als Materialien kommen beispielsweise nicht-rostender Stahl, Hartmetall oder Keramik in Frage.
• Hinsichtlich der Geometrie des Implantatbettbohrers ist dieser im Rahmen der Erfindung an die unterschiedlichen Ausgestaltungsvarianten der Implantate und der sich hieraus ergebenden Bohrungen anpassbar. Der Arbeitsteil ist bevorzugterweise konisch ausgebildet, es sind jedoch auch abgestufte oder zylindrische Formen möglich. Gleiches gilt für die Anzahl der Schneiden, es können beispielsweise vier, sechs, acht oder zehn Schneiden vorgesehen sein.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
• 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Implantatbettbohrers,
• 2 eine vergrößerte Darstellung des Arbeitsteils des in 1 gezeigten Implantatbettbohrers,
• 3 eine Vergrößerung des vorderen Endbereichs des Arbeitsteils,
• 4 eine vergrößerte Darstellung des vorderen Endbereichs des Arbeitsteils,
• 5 eine Schnittansicht in Radialebene,
• 6 eine vergrößerte Detaildarstellung der Schnittansicht von 5,
• 7 eine Radialschnittansicht eines Ausführungsbeispiels mit vier Hauptschneiden, und
• 8 eine Radialschnittansicht, analog 7, eines Ausführungsbeispiels mit sechs Hauptschneiden.
• Der erfindungsgemäße Implantatbettbohrer umfasst in üblicher Weise einen Schaft 1, welcher so dimensioniert und ausgestaltet ist, dass der Implantatbettbohrer in übliche Antriebseinheiten oder Winkelstücke einsetzbar ist. An dem Schaft 1 ist einstückig oder mittels eines Fügeverfahrens ein Arbeitsteil 2 angeordnet. Dieser kann im Wesentlichen zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Der Arbeitsteil 2 weist mehrere Hauptschneiden 3 auf, welche, wie aus 2 ersichtlich ist, in einem Winkel γ gedrallt sind. Der Drallwinkel γ beträgt zwischen 1° und 7°.
• Wie weiterhin aus 2 ersichtlich ist, ist das Arbeitsteil 2 mit Schneidenunterbrechungsnuten 5 ausgebildet. Die Schneidenunterbrechungsnuten können spiralförmig sein. Die Schneidenunterbrechungsnuten 5 weisen einen im Wesentlichen trapezförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf und bilden, wie nachfolgend erläutert werden wird, Nebenschneiden 4, welche sich durch die Unterbrechung der Hauptschneiden 3 ergeben.
• Die 1 und 2 zeigen, dass die Schneidenunterbrechungsnuten 5 nicht über die gesamte Länge des Arbeitsteils 2 ausgebildet sein müssen. Es ist vielmehr auch möglich, an einem hinteren Bereich 6 des Arbeitsteils 2 keine Schneidenunterbrechungsnuten 5 vorzusehen und diese beispielsweise mit einem größeren Durchmesser auszubilden. Der auslaufende Bereich der Hauptschneiden 3 schneidet dort ebenfalls. Hierdurch ist es möglich, eine Konturierung der Implantatbohrung vorzusehen.
• Die 3 bis 6 zeigen in vergrößerter Darstellung die Geometrien und Winkel der Hauptschneiden 3 und der Nebenschneiden 4. Aus den 3 und 4 ist insbesondere nochmals deutlich ersichtlich, dass die Hauptschneide 3 jeweils durch die Schneidenunterbrechungsnuten 5 unterbrochen wird. Ohne die Unterbrechung würde sich somit eine geradlinige oder bogenförmige Hauptschneide 3 ergeben.
• Die Hauptschneide bzw. die einzelnen Teilbereiche der Hauptschneide führen zu einem Schnittvorgang in Umfangsrichtung, wenn der Implantatbettbohrer sich in Drehung befindet.
• Die durch die Schneidenunterbrechungsnuten 5 ausgebildeten Nebenschneiden 4 führen zu einem Schnittvorgang in Axialrichtung oder Vorschubrichtung. In 3 ist für die Nebenschneiden 4 der Einstellwinkel æ dargestellt, welcher sich nach üblicher Definition des Einstellwinkels als Winkel zwischen Vorschubrichtung und Hauptschneide ergibt.
• Die 4 zeigt einen Freiwinkel α für die Nebenschneide, wobei die Kante der Nebenschneide bei dieser Darstellung senkrecht zur Bildebene angeordnet ist. Es handelt sich somit um den Freiwinkel α in Axialrichtung.
• Die 5 und 6 zeigen Schnitte in einer Radialebene, welche senkrecht zur Längsebene des Implantatbettbohrers angeordnet sind. Die Drehung oder Drehrichtung ist bei den gewählten Darstellung jeweils gegen den Uhrzeigersinn, so dass die gewählte Blickrichtung der Schnittansichten der 5 bis 8 jeweils vom distalen Ende aus Richtung des Schaftes 1 ist. Hierdurch ergibt sich ein Blick auf die einzelnen Nebenschneiden, die sich aus der konischen Ausgestaltung des Arbeitsteils ergeben. Der schraffierte Bereich entspricht jeweils dem geschnittenen Bereich des Arbeitsteils 2. Folglich steht gemäß der Abbildung der 5 und 6 die Hauptschneide 3 senkrecht zur Bildebene, so dass sich deren Freiwinkel αr in der radialen Schnittebene zeigt. Durch den Winkel γ_s wird die Größe und die Ausgestaltung des Spanraums beschrieben.
• Die 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Implantatbettbohrers, bei welchen eine ungleiche Teilung der Schneiden (ungleiche Zahnteilung) vorgesehen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 ist der jeweilige Teilungswinkel um 1° vergrößert bzw. verkleinert, bezogen auf eine gleiche Teilung mit jeweils 90°. Bei dem Ausführungsbeispiel der 8 sind jeweils einzelne Segmente um jeweils 1° vergrößert bzw. verkleinert.
• Es können sich folgende Teilungen ergeben:
• 4-schneidiges Instrument
• Bei einem Instrument mit vier Schneiden führt das minimal zu folgender Varianz:
  89°, 91°, 89°, 91° (4)
  Und maximal: 85°, 95°, 85°, 95°
• 6-schneidiges Instrument
• Bei einem Instrument mit sechs Schneiden führt das minimal zu folgender Varianz:
  59°, 60°, 61°, 59°, 60°, 61° (5)
  Und maximal: 55°, 60°, 65°, 55°, 60°, 65°
• 8-schneidiges Instrument
• Bei einem Instrument mit acht Schneiden führt das zu folgender Varianz:
  Variante 1
  Minimal: 44°, 45°, 46°, 45°, 44°, 45°, 46°, 45°
  Und maximal: 40°, 45°, 50°, 45°, 40°, 45°, 50°, 45°
  Variante 2
  Minimal: 44°, 46°, 44°, 46°, 44°, 46°, 44°, 46°
  Und maximal: 45°, 50°, 45°, 50°, 45°, 50°, 45°, 50°
• 10-schneidiges Instrument
• Bei einem Instrument mit zehn Schneiden führt das zu folgender Varianz:
  Variante 1
  Minimal: 34°, 35°, 36°, 37°, 38°, 34°, 35°, 36°, 37°, 38°
  Und maximal: 26°, 31°, 36°, 41°, 46°, 26°, 31°, 36°, 41°, 46°
  Variante 2
  Minimal: 35°, 37°, 35°, 37°, 35°, 37°, 35°, 37°, 35°, 37°
  Und maximal: 31°, 41°, 31°, 41°, 31°, 41°, 31°, 41°, 31°, 41°
• Der erfindungsgemäße Implantatbettbohrer ist somit sowohl für die Ausbildung einer vollständigen Bohrung als auch für die Aufweitung einer vorhandenen Bohrung einsetzbar. Es handelt sich in jedem Fall um einen Bohrer mit definierter Schneidengeometrie, nicht jedoch um einen Fräser.

1

Schaft

2

Arbeitsteil

3

Hauptschneide

4

Nebenschneide

5

Schneidenunterbrechungsnuten (Spiralnut)

6

Bereich des Arbeitsteils

α

Freiwinkel

γ

Drallwinkel

æ

Einstellwinkel

γ_s

Spanraumwinkel

Claims (10)

1. Implantatbettbohrer mit einem an einem Schaft (1) befestigten Arbeitsteil (2), an welchem mehrere Hauptschneiden (3) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Arbeitsteil (3) zumindest eine die Hauptschneiden (3) unterbrechende und Nebenschneiden (4) bildende Schneidenunterbrechungsnut (5) ausgebildet ist.
2. Implantatbettbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenschneide (4) einen Freiwinkel (α) und einen Einstellwinkel (æ) aufweist.
3. Implantatbettbohrer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flanke der Schneidenunterbrechungsnut (5) eben ausgebildet ist.
4. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (4) in einem Winkel γ von 1° bis 7° gedrallt sind.
5. Implantatbettbohrer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (4) mit einem Rechtsdrall versehen sind.
6. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschneiden (4) mit einer ungleichen Teilung angeordnet sind.
7. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kühlmittelkanal für eine Innenkühlung vorgesehen ist.
8. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Arbeitsteil (2) aus Stahl gefertigt ist.
9. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Arbeitsteil (2) aus Hartmetall gefertigt ist.
10. Implantatbettbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Arbeitsteil (2) aus Keramik gefertigt ist.