DE102005025034B4

DE102005025034B4 - Verfahren zur Herstellung eines Innenmehrkantes in einem Bauteil

Info

Publication number: DE102005025034B4
Application number: DE200510025034
Authority: DE
Inventors: Volker Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: DE102005025034A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Innenmehrkantes mit einer Eintrittsseite, mit einer Grundseite und mehreren Innenseitenflächen (1, 2, 3, 4) in einem Bauteil, wobei sich die Querschnittschnittsfläche von der Eintrittseite in Richtung der Grundseite verjüngt, mit folgenden Schritten:
• Einbringen einer Bohrung in ein Werkstück in einer Z-Achse,
• Ansetzen eines Schneidstempels (9) am Werkstück an einer Ecke (11) einer eintrittseitigen Kante (6) einer zu fertigenden Innenseitenfläche (3),
• gleichzeitiges Verfahren des Schneidstempels in der Z-Achse, in einer X-Achse in Richtung Mittelachse (5) sowie in der Y-Achse in Richtung einer zweiten Ecke (13) der eintrittseitigen Kante (6) der zu fertigenden Innenseitenfläche (3),
• Ansetzen des Schneidstempels (9) an der zweiten Ecke (13),
• gleichzeitiges Verfahren des Stempels in der Z-Achse, in der X-Achse in Richtung Mittelachse (5) sowie in der Y-Achse in Richtung der ersten Ecke (11),
• Indexieren des Werkstücks und/oder des Schneidstempels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenmehrkantes in einem Bauteil, insbesondere ein Kieferimplantat (Zahnimplantat) sowie alle Verbindungen mit einem Innenmehrkant, mit einer Eintrittseite, mit einer Grundseite und mehreren Innenseitenflächen.
Üblicherweise ist in Kiefer- bzw. Zahnimplantaten ein Innenmehrkant mit parallel zur Mittelachse verlaufenden Innenseitenflächen vorgesehen. Der Innenmehrkant dient zur Festlegung eines Aufbaus mit einem Außenmehrkant, wobei der Außenmehrkant formkomplementär zu dem Innenmehrkant des Kiefer- bzw. Zahnimplantats ausgebildet ist und ebenfalls gerade verlaufende Seitenflächen aufweist.
Obwohl die Fertigung sowohl des Innenmehrkantes als auch des Außenmehrkantes äußerst präzise erfolgt, ist mit Toleranzen an jedem Bauteil im Bereich von etwa 0,01 mm zu rechnen. Dies führt im schlechtesten Fall zu einer Gesamttoleranz bei zwei zusammengehörigen Bauteilen im Bereich von 0,02 mm. Hierdurch kann der Außenmehrkant nicht vollständig wackelfrei im Innenmehrkant festgelegt werden – der Aufbau ist in gewissen Grenzen auf dem Kiefer- bzw. Zahnimplantat bewegbar. Diese Bewegbarkeit hat negative Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Kiefer- bzw. Zahnimplantats und des Aufbaus.
Um dieses bekannte Problem zu umgehen, sind Kieferimplantate mit einem konischen Innen-Kreiskegel entwickelt worden, wobei die zugehörigen Aufbauten einen formkomplementären Kreiskegel aufweisen. Durch diese Maßnahmen kann zwar eine wackelfreie Festlegung von dem Aufbau an dem Kieferimplantat erfolgen – nachteilig ist jedoch, dass die exakte Befestigungsposition in Umfangsrichtung durch die kreiskegelförmige Ausgestaltung der Fixiereinrichtung nicht definiert ist.
Als Stand der Technik werden die DE 196 46 307 A1 , DE 41 27 839 A1 und die DE 89 05 146 U1 genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Innenmehrkantes in einem Bauteil vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Nähere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, den Innenmehrkant konisch auszubilden. Anders ausgedrückt verjüngt sich die Querschnittsfläche des Innenmehrkantes von seiner Eintrittseite her in Richtung seiner Grundseite. Durch die erfindungsgemäße Herstellung und Ausgestaltung des Innenmehrkantes ist es möglich, ein weiteres Bauteil mit einem entsprechend formkomplementären Außenmehrkant trotz einer toleranzbehafteten Fertigung in dem Innenmehrkant wackelfrei festzulegen.
Die Erfindung ist nicht auf Kieferimplantate oder Zahnimplantate mit einem Innenmehrkant beschränkt, sondern bezieht sich auf sämtliche Bauteile, insbesondere Schrauben, mit einem Innenmehrkant. Ebenfalls umfasst die Erfindung Bauteile, bei denen der Innenmehrkant nicht über dessen gesamte Tiefe, sondern nur über einen Abschnitt konisch ausgebildet ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sämtliche Innenseitenflächen unter dem gleichen Winkel zur Mittelachse des Innenmehrkants geneigt sind. Hierdurch ergibt sich eine stetige Querschnittsflächenverjüngung in Richtung Grundseite des Innenmehrkantes. Es sind beliebige Neigungswinkel möglich. Insbesondere sind Winkelvariationen von 0,1° bis 45° machbar.
Bei der Herstellung des Innenmehrkantes wird erfindungsgemäß wie folgt verfahren:
Zunächst wird eine Bohrung in ein Werkstück entlang der Z-Achse eingebracht. Daraufhin wird ein Schneidstempel am Werkstück angesetzt, wobei die Schneidkante des Schneidstempels in der Y-Achse liegt. Das Ansetzen erfolgt an einer späteren ersten Ecke einer zu fertigenden Innenseitenfläche außerhalb der Bohrung. Nun wird der Schneidstempel gleichzeitig entlang der Z-Achse in die Bohrung hinein, entlang der X-Achse zur Mittelachse hin sowie entlang der Y-Achse in Richtung einer zweiten, von der ersten Ecke beabstandeten, Ecke der Innenseitenfläche verfahren. Nachdem die gewünschte Tiefe entlang der Z-Achse erreicht ist, wird der Schneidstempel erneut am Werkstück angesetzt. Das Ansetzen erfolgt nun an der späteren zweiten Ecke der zu fertigenden Innenseitenfläche außerhalb der Bohrung. Mit dem Stempel wird nun gleichzeitig entlang der Z-Achse in die Bohrung hinein, entlang der X-Achse in Richtung Mittelachse und entlang der Y-Achse in Richtung der erster Ecke verfahren, bis der Schneidstempel in den Bereich der schon bearbeiteten Innenseitenfläche gelangt.
Wird der Mehrkant in der „Rückseite" der Maschine hergestellt, so steht der Schneidstempel fest und das Werkstück wird gleichzeitig entlang der Z-Achse, der X-Achse und der Y-Achse verfahren, so dass der Schneidstempel die oben beschriebene Relativbewegung gegenüber dem Werkstück ausführt. Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass auch Werkstück und Schneidstempel gleichzeitig bewegt werden können, solange die o.a. Relativbewegung erfolgt.
Nach der Fertigstellung einer Innenseitenfläche wird das Werkstück und/oder der Schneidstempel gedreht und das Verfahren beginnt von Neuem, bis das sämtliche Innenseitenflächen des Innenmehrkantes fertiggestellt sind. Die Fertigung des erfindungsgemäßen Innenmehrkantes erfolgt also Innenseitenfläche für Innenseitenfläche.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die maximale Erstreckung der Schneidkante des Schneidstempels entlang der Y-Achse der maximalen Länge der Innenseitenfläche an deren Grundseite entspricht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Innenmehrkant,
2 eine Innenseitenfläche des Innenmehrkantes,
3 eine weitere Innenseitenfläche des Innenmehrkantes und
4 eine Seitenansicht eines Schneidstempels.
In den Figuren ist beispielhaft ein Innenvierkant dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Innenvierkante beschränkt. Die Erfindung umfasst alle denkbaren Innenmehrkante insbesondere 6-, 8- und 12-Kante. Insbesondere in der Zahnmedizin kommen Innensechskante zur Anwendung. Die Darstellung eines Innenvierkantes trägt zur besseren Verständlichkeit der Erfindung bei.
Der in 1 dargestellte Innenmehrkant weist vier gleichartig ausgebildete Innenseitenflächen 1, 2, 3, 4 auf. Die Innenseitenflächen weisen jeweils eine eintrittsseitige Kante 6 und eine hierzu parallel verlaufende grundseitige Kante 7 auf. Die Innenseitenflächen 1, 2, 3, 4 sind unter einem Winkel α zur Mittelachse 5 des Innenmehrkantes geneigt. Hierdurch ist die Länge L_E der eintrittsseitigen Kanten 6 größer als die Länge LG der grundseitigen Kanten 7 der Innenseitenflächen 1, 2, 3, 4. Demzufolge ist auch die Querschnittsfläche auf der Eintrittsseite größer als die Querschnittsfläche auf der Grundseite des Innenmehrkantes.
Zur Beschreibung der Erfindung wird ein Koordinatensystem mit den Achsen X, Y und Z eingeführt. Alle Achsen weisen zueinander einen Winkel von 90° auf. Die Z-Achse entspricht der Mittelachse des Innenmehrkantes. Die X-Achse verläuft radial zur Mittelachse 5.
Bei der Herstellung des Innenmehrkantes wird wie folgt verfahren: Zunächst wird eine Bohrung 8 in der Z-Achse in ein nicht dargestelltes Werkstück eingebracht. Der Durchmesser der Bohrung 8 entspricht der Länge L_G der grundseitigen Kanten 7. Daraufhin wird ein Schneidstempel 9 mit einer Schneidkante 10 außerhalb der Bohrung 8 an einer ersten Ecke 11 der eintrittsseitigen Kante 6 der zu fertigenden Innenseitenfläche 3 angesetzt. Die Schneidkante 10 liegt in der Y-Achse. Dabei ist die Länge B der Schneidkante kürzer als die Länge L_G der grundseitigen Kante 7 der Innenseitenfläche 3.
Der Schneidstempel 10 wird nun gleichzeitig in der Z-Achse in die Bohrung 8 hinein, in der X-Achse radial zur Mittelachse 5 sowie in der Y-Achse in Richtung einer zweiten, von der ersten Ecke 11 beabstandeten, Ecke 13 der eintrittseitigen Kante 6 der Innenseitenfläche 3, d. h. tangential zur Bohrung 8, bewegt. Dabei sind die Geschwindigkeiten des Schneidstempels 9 in der X-Achse und der Y-Achse derart abzustimmen, dass sich eine schräge Längskante 12 ergibt. Die Längskante 12 ist sowohl in X- als auch in Y-Richtung um den Winkel α zur Mittelachse 5 geneigt. Nachdem der Schneidstempel 9 die Grundseite des Innenmehrkantes erreicht hat, wird er erneut am Werkstück außerhalb der Bohrung 8 angesetzt. Diesmal erfolgt das Ansetzen an der der Ecke 11 gegenüberliegenden Ecke 13 der eintrittsseitigen Kante 6 der Innenseitenfläche 3. Die Ecke 11 der Innenseitenfläche 3 ist zugleich die Ecke der Innenseitenfläche 4. Die Ecke 13 der Innenseitenfläche 4 ist zugleich Ecke der Innenseitenfläche 2. Mit dem Stempel wird nun eine Bewegung entlang einer Längskante 14 vollführt. Mit anderen Worten wird der Schneidstempel 9 zur Bewegung in der Z-Achse und zusätzlich gleichzeitig in der X-Achse in Richtung Mittelachse sowie in der Y-Achse in Richtung erster Ecke 11 bewegt. Die Längskante 14 ist gleichzeitig eine Längskante der Innenseitenfläche 3 und der Innenseitenfläche 2. Die Längskante 12 ist gleichzeitig eine Längskante der Innenseitenfläche 3 und der Innenseitenfläche 4.
Nach Fertigstellung der Innenseitenfläche 3 erfolgt die Indexierung des Werkstücks und/oder des Schneidstempels im Beispiel eines Vierkants um 90° und die nächste Innenseitenfläche kann nach dem gleichen Schema gefertigt werden. Jede Innenseitenfläche wird also in mindestens zwei Stempelbewegungen gefertigt, wobei die Fertigung sämtlicher Innenseitenflächen des Innenmehrkantes nacheinander erfolgt.

1: Innenseitenfläche
2: Innenseitenfläche
3: Innenseitenfläche
4: Innenseitenfläche
5: Mittelachse
6: eintrittsseitige Kante
7: grundseitige Kante
8: Bohrung
9: Schneidstempel
10: Schneidkante des Schneidstempels
11: erste Ecke
12: Längskante
13: zweite Ecke
14: Längskante

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Innenmehrkantes mit einer Eintrittsseite, mit einer Grundseite und mehreren Innenseitenflächen (1, 2, 3, 4) in einem Bauteil, wobei sich die Querschnittschnittsfläche von der Eintrittseite in Richtung der Grundseite verjüngt, mit folgenden Schritten: • Einbringen einer Bohrung in ein Werkstück in einer Z-Achse, • Ansetzen eines Schneidstempels (9) am Werkstück an einer Ecke (11) einer eintrittseitigen Kante (6) einer zu fertigenden Innenseitenfläche (3), • gleichzeitiges Verfahren des Schneidstempels in der Z-Achse, in einer X-Achse in Richtung Mittelachse (5) sowie in der Y-Achse in Richtung einer zweiten Ecke (13) der eintrittseitigen Kante (6) der zu fertigenden Innenseitenfläche (3), • Ansetzen des Schneidstempels (9) an der zweiten Ecke (13), • gleichzeitiges Verfahren des Stempels in der Z-Achse, in der X-Achse in Richtung Mittelachse (5) sowie in der Y-Achse in Richtung der ersten Ecke (11), • Indexieren des Werkstücks und/oder des Schneidstempels.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Erstreckung der Schneidkante (10) des Schneidstempels (9) entlang der Y-Achse der maximalen Erstreckung einer grundseitigen Kante (7) der Innenseitenfläche an entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Innenseitenflächen (1, 2, 3, 4) unter dem gleichen Winkel zur Mittelachse (5) des Innenmehrkants geneigt sind.