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Die
Erfindung betrifft eine Steckhülse
für eine Steckverbindung
zur Befestigung von Zahnkranz- oder Kiefersegmenten auf einer Modellbasis
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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In
der
EP 1 028 669 B1 wird
eine Steckverbindung beschrieben, die dazu dient, Zahnkranz- oder
Kiefersegmente mit einer Modellbasis zu verbinden. Die Steckverbindung
umfasst einen Verbindungsstift und eine Steckhülse, die zur Aufnahme des Verbindungsstiftes
ausgebildet und fest in die Modellbasis integriert ist. Der Verbindungsstift
ist dagegen fest mit den Zahnkranz- bzw. Kiefersegmenten verbunden.
Zur Bearbeitung der Arbeitsmodelle wird der die Segmente tragende
Verbindungsstift in die Steckhülse,
welche sich in der Modellbasis befindet, eingesteckt. Bei eingestecktem
Verbindungsstift ist ein fester Halt der Arbeitsmodelle auf der
Modellbasis gegeben, wodurch eine präzise Bearbeitung ermöglicht wird.
Durch Herausziehen des Verbindungsstiftes kann die Verbindung wieder
gelöst
werden, wobei die gewünschte
Arbeitsposition auch nach dem Entnehmen der Segmente durch Wiedereinstecken
der Verbindungsstifte in die Steckhülsen jederzeit wieder eingenommen
werden kann.
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Die
Steckhülse
weist eine zylindrische Mantelfläche
auf und besitzt eine Ausnehmung, die über zwei axial beabstandete
Abschnitte konisch ausgebildet ist. Auch der Außenmantel des einzusteckenden
Verbindungsstiftes weist zwei entsprechende, konusförmige Abschnitte
auf, die im eingesteckten Zustand flächig in der Ausnehmung der
Steckhülse anliegen.
Die konusförmigen,
zueinander beabstandeten Abschnitte in der Steckhülse sind über einen zylindrischen
Abschnitt miteinander verbunden, welcher dafür sorgt, dass der Schaft des
Verbindungsstiftes zur Reduzierung von Reibung nicht über seine gesamte
axiale Länge,
sondern nur mit seinen konischen Abschnitten an der Innenwandung
der Steckhülse
flächig
anliegt.
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Aus
der
DE 77 09 640 U1 ist
es bekannt, Zahnkranz- oder Kiefersegmente mittels einer Steckverbindung
mit einer Modellbasis zu verbinden, wobei die Steckverbindung einen
Verbindungsstift und eine Steckhülse
umfasst. Gemäß einer
in dieser Druckschrift dargestellten Ausführungsvariante ist der Verbindungsstift
mit zwei parallel angeordneten Steckschäften versehen, die in die Steckhülse einzuführen sind.
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Von
diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine konstruktiv einfach aufgebaute und leicht herzustellende Steckhülse für eine Steckverbindung
zur Befestigung von Zahnkranz- oder Kiefersegmenten auf einer Modellbasis
zu schaffen, die die Verwendung eines verhältnismäßig weichen, nachgiebigen Materials
für die Steckhülse bei
einer zugleich sicheren und festen Verbindung mit dem einzusteckenden
Verbindungsstift erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Die
Steckhülse
ist aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt, zweckmäßig aus
Kunststoff, insbesondere einem Spritzguss-Kunststoff, oder aus Keramik
oder einem sonstigen nichtmetallischen Werkstoff, der in der Regel
weicher ist als Metall. Die Steckhülse weist zwei Steckausnehmungen zur
Aufnahme von zwei parallel angeordneten Steckschäften eines Verbindungsstiftes
auf, wobei die Steckausnehmungen über einen Verbindungsabschnitt
miteinander verbunden sind, der sich zumindest über einen Teil der axialen
Länge der
Steckausnehmungen erstreckt. Der Verbindungsabschnitt stellt eine
ausreichende Nachgiebigkeit der Stückhülse in Radialrichtung sicher,
er setzt die Steifigkeit der Steckhülse herab und erlaubt in gewissen
Grenzen ein radiales Aufweiten der Steckhülse, wenn die Steckschäfte des
Verbindungsstiftes eingesteckt werden. Aufgrund dieses Aufweitens
passt sich die Mantelfläche
in den Steckausnehmungen an den Außenmantel der eingesteckten
Steckschäfte
an, wodurch eine zumindest teilweise flächige Verbindung zwischen Ausnehmungen
und Steckschäften
erreicht wird, was eine feste, reibschlüssige Steckverbindung zur Folge
hat. über
das Aufweiten der Steckhülse können insbesondere
Abweichungen vom vorgegebenen Maß bei der Herstellung der Steckhülse ausgeglichen
werden, was zu einer hohen Fehlertoleranz führt. Fertigungstoleranzen,
die bei der Herstellung der Steckhülse auftreten, können ausgeglichen werden. Über das
Aufweiten erfolgt eine automatische Anpassung an die einzusteckenden
Steckschäfte.
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In
einer bevorzugten Ausführung
verläuft zwischen
den Steckausnehmungen ein Steg in der Steckhülse, wobei der Verbindungsabschnitt
als ein die beiden Steckausnehmungen verbindender Schlitz im Steg
ausgeführt
ist. Der die beiden Steckausnehmungen jeweils begrenzende Steg sorgt
einerseits für
eine sichere und präzise
Führung
der einzusteckenden Steckschäfte
des Verbindungsstiftes, da jede Ausnehmung eine sich annähernd um
360° erstreckende
Mantelfläche
aufweist, die nur im Bereich des schmalen Schlitzes durchbrochen
ist. Andererseits sorgt der Schlitz zwischen den Steckausnehmungen
für ein
Mindestmaß an
Nachgiebigkeit und ermöglicht
das radiale Aufweiten der Steckhülse.
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Es
kann zweckmäßig sein,
an der Innenwandung der Steckhülse
nockenförmige
Erhebungen vorzusehen, die vorteilhafterweise linienförmig ausgebildet
sind und sich insbesondere axial über einen Teilabschnitt der
Steckhülse
erstrecken können.
An diesen nockenförmigen
Erhebungen liegt der Außenmantel
des eingesteckten Verbindungsstiftes an, wodurch zumindest im Bereich
der Erhebungen ein flächiger
Kontakt zwischen Innenmantel der Steckhülse und Außenmantel des Verbindungsstiftes
und eine damit einhergehend hohe Reibung vermieden wird. Dieser
Kontakt an den nockenförmigen
Erhebungen wird auch bei einem geringfügigen Verformen der Steckhülse während des
Einführens
des Verbindungsstiftes aufrecht erhalten. Bei einer Ausführung der
Erhebungen als Längskörper besteht
ein linienförmiger
Kontakt, bei einer kreisförmigen
oder punktförmigen
Ausführung
der Erhebungen ein punktförmiger
Kontakt. Aus Gründen
einer verbesserten Führung
und Stabilität
wird jedoch ein linienförmiger
Kontakt mit sich in Achsrichtung der Steckhülse erstreckenden, länglichen
nockenförmigen
Erhebungen bevorzugt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführung
kann die Steckhülse
axial in zwei verschiedene Abschnitte unterteilt werden: eine benachbart
zur Einstecköffnung
vorgesehene, im oberen Teil der Steckhülse angeordnete Sockelaufnahme,
welche zur Aufnahme eines die beiden Steckschäfte verbindenden Stiftsockels
des Verbindungsstifts ausgebildet ist, sowie die sich an die Sockelaufnahme
axial anschließenden
zwei Steckausnehmungen, in die die beiden Steckschäfte des
Verbindungsstifts eingesteckt werden. Der Steg erstreckt sich nur
zwischen den Steckausnehmungen, die nockenförmigen Erhebungen sind gemäß einer
bevorzugten Ausführung nur
an der Innenfläche
der Sockelaufnahme angeordnet. Der in die Steckhülse eingesteckte Verbindungsstift
ragt mit seinen beiden Steckschäften
in die Steckausnehmungen ein, wobei ein flächiger Kontakt zwischen der äußeren Mantelfläche der
Steckschäfte und
der Innenseite der Steckausnehmungen gegeben ist.
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Gegebenenfalls
ist der flächige
Kontakt auf axiale Teilbereiche der Steckausnehmungen beschränkt. Der
Stiftsockel des Verbindungsstifts liegt in der Sockelaufnahme in
der Steckhülse,
die äußere Mantelfläche des
Stiftsockels hat lediglich einen linienförmigen – gegebenenfalls punktförmigen – Kontakt
zu den nockenförmigen
Erhebungen auf der Innenseite der Sockelaufnahme in der Steckhülse.
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Es
kann zweckmäßig sein,
den sich in Achsrichtung zwischen den beiden Steckausnehmungen erstreckenden
Steg an der der Einstecköffnung
der Steckhülse
gegenüberliegenden
Stirnseite durchgehend auszubilden, so dass an dieser Stirnseite
der Steg geschlossen ist. Der Schlitz, der in den Steg eingebracht
ist, erstreckt sich in dieser Ausführung nicht vollständig bis
zu der Stirnseite der Steghülse
und nimmt somit in Achsrichtung gesehen nur eine Teillänge des
Stegs ein. Die die beiden Steghälften verbindende
Brücke
im Bereich der unteren, axialen Stirnseite der Steckhülse verbessert
zum einen die Stabilität,
zum anderen wird beim Einsetzen der Steckhülse in die Modellbasis ein
unerwünschtes Eindringen
des Werkstoffes der Modellbasis, in der Regel Gips, in das Innere
der Hülse
vermieden. Da sich zugleich aber der Schlitz über einen Großteil der axialen
Länge des
Stegs erstreckt, bleibt der Vorteil bestehen, dass sich die Steckhülse beim
Einstecken des Verbindungsstiftes radial aufweiten kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
ist es auch möglich,
dass die nockenförmigen
Erhebungen sich nicht nur im Bereich der Sockelaufnahme, sondern
zumindest über
Teilabschnitte auch in den Steckausnehmungen befinden. Gemäß einer
weiteren Alternative können
die nockenförmigen
Erhebungen auch ausschließlich
in den Steckausnehmungen und nicht im Bereich der Sockelaufnahme
vorgesehen sein.
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In
die äußere Mantelfläche der
Steckhülse
ist zweckmäßig über die
axiale Länge
des Stegs eine Einkerbung eingebracht, wodurch die Wandstärke der
Steckhülse
reduziert und die Dehnfähigkeit
in Radialrichtung verbessert wird.
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Die
beiden Steckausnehmungen in der Steckhülse sind vorteilhaft konusförmig ausgebildet und
besitzen insbesondere unterschiedliche Konusdurchmesser, wodurch
die Einsteckposition eindeutig festgelegt wird.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Verbindungsstiftes, der zur Herstellung einer
Steckverbindung mit einer Steckhülse
herangezogen wird, wobei über
die Steckverbindung ein Zahnkranz- oder Kiefersegment mit einer
Modellbasis zu verbinden ist,
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2 der
Verbindungsstift in einer zweiten Seitenansicht,
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3 der
Verbindungsstift in einer Draufsicht,
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4 der
Verbindungsstift in perspektivischer Darstellung,
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5 eine
Steckhülse
mit eingestecktem Verbindungsstift in Seitenansicht,
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6 Steckhülse und
Verbindungsstift in einer zweiten Seitenansicht,
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7 Steckhülse und
Verbindungsstift in Draufsicht,
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8 die
Steckhülse
ohne Verbindungsstift in Draufsicht und
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9 einen
Längsschnitt
durch die Verbindungshülse.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der
in den 1 bis 4 dargestellte Verbindungsstift 1 wird
für Steckverbindungen
zur Befestigung von Zahnkranz- oder Kiefersegmenten aus Gips oder ähnlichem
Werkstoff auf einer Modellbasis eingesetzt, die in der Regel ebenfalls
aus Gips hergestellt wird. Der Verbindungsstift 1 wirkt
in der Steckverbindung mit einer Steckhülse zusammen, so wie dies in
den 5 bis 7 dargestellt ist. Der obere Teil
des Verbindungsstiftes 1 ist als zylindrischer Fixierschaft 2 ausgeführt, der
in ein vorgefertigtes Bohrloch des Zahnkranz- oder Kiefersegments eingesetzt und
mit diesem fest verbunden wird, beispielsweise durch Kleben. Der
untere Teil des Verbindungsstiftes 1 besteht aus zwei Steckschäften 3a und 3b,
die jeweils konusförmig
ausgebildet sind, jedoch einen unterschiedlichen Konusdurchmesser aufweisen.
Im Ausführungsbeispiel
ist der größte Durchmesser
des kleineren Steckschaftes 3a kleiner ausgeführt als
der größte Durchmesser
des größeren Steckschaftes 3b.
In entsprechender Weise ist auch der kleinste Durchmesser an der
Stirnseite des Steckschaftes 3a kleiner ausgebildet als
der kleinste Durchmesser an der Stirnseite des größeren Steckschaftes 3b.
In vorteilhafter Ausführung
besitzen beide Steckschäfte 3a, 3b die
gleiche Konizität.
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Der
Fixierschaft 2 ist fest an einem Stiftsockel 4 gehalten,
der scheibenförmig
ausgebildet ist und der an der dem Fixierschaft 2 abgewandten
Seite die beiden Steckschäfte 3a, 3b trägt. Der
Fixierschaft 2 weist umlaufende Einkerbungen auf, die die
Verbindung mit dem Zahnkranz- bzw. Kiefersegment unterstützen. Der
Verbindungsstift 1 ist zweckmäßig aus einem metallischen
Werkstoff hergestellt.
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Wie
insbesondere der Draufsicht nach 3 und der
perspektivischen Ansicht nach 4 zu entnehmen,
ist der Umriss des Stiftsockels 4 an die Durchmesser der
unterschiedlich großen
Steckschäfte 3a und 3b angepasst.
Der Durchmesser des nach oben ragenden Fixierschaftes 2 ist
näherungsweise
so groß wie
der Durchmesser des kleineren Steckschaftes 3a.
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Die 5 bis 7 zeigen
die Steckverbindung mit in eine Steckhülse 5 eingestecktem
Verbindungsstift 1. Die Steckhülse 5 ist fest in
eine Modellbasis 6 integriert, die beispielsweise aus Gips
hergestellt wird und Träger
des Zahnkranz- oder Kiefersegments 7 ist, in die der Fixierschaft 2 des
Verbindungsstiftes 1 fest eingebettet ist. Über die
Steckverbindung von Verbindungsstift 1 und Steckhülse 5 ist
somit das Zahnkranz- bzw. Kiefersegment 7 lösbar mit der
Modellbasis 6 zu verbinden.
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Die
Steckhülse 5 weist
einen oberen Abschnitt 8a auf, der eine Sockelaufnahme
für den Stiftsockel
des Verbindungsstiftes besitzt, und einen unteren Abschnitt 8b,
in den zwei parallel verlaufende Steckausnehmungen 9a und 9b eingebracht
sind (8), in die die beiden Steckschäfte 3a und 3b des Verbindungsstiftes
einzustecken sind. Die Steckschäfte 3a und 3b ragen
aus der unteren Stirnseite 10 der Steckhülse 5 hervor.
Zwischen der äußeren Mantelfläche der
Steckschäfte 3a und 3b und
der Innenseite der Steckausnehmungen 9a und 9b besteht ein
flächiger
Kontakt, der sich über
die gesamte axiale Länge
oder auch nur über
einen axialen Teilbereich erstrecken kann. Wie 5 zu
entnehmen, kann sich der flächige
Kontakt auf axiale Teilbereiche a und b, die zueinander beabstandet
sind, beschränken,
wohingegen im zwischen den Teilbereichen a und b liegenden Abschnitt
kein flächiger
Kontakt besteht. Im Ausführungsbeispiel
sind die Teilbereiche a und b, in denen Kontakt besteht, im oberen
bzw. unteren Abschnitt der Steckausnehmung platziert, wobei gemäß einer
alternativen Ausführung
auch nur im mittleren Bereich flächiger
Kontakt möglich
ist und im oberen und unteren Bereich ein flächiger Kontakt vermieden wird.
Des Weiteren ist auch flächiger
Kontakt in unterschiedlichen axialen Abschnitten in der linken und
rechten Steckausnehmung möglich,
beispielsweise in einem oberen Teilbereich c der ersten Steckausnehmung
und in einem unteren Teilbereich d der zweiten Steckausnehmung.
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Am
Außenmantel
des unteren Abschnittes 8b der Steckhülse 5, in den die
Steckschäfte
des Verbindungsstiftes einzustecken sind, sind Querrillen eingebracht,
die für
eine bessere Verankerung der Steckhülse in der Modellbasis 6 sorgen.
Der obere Abschnitt 8a weist in Achsrichtung einen gleich
bleibenden Durchmesser auf, der untere Abschnitt 8b verläuft dagegen
geringfügig
konisch.
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In
den Draufsichten nach 7 und 8 – gemäß 7 die
Draufsicht auf die Steckverbindung mit Steckhülse 5 und Verbindungsstift 1,
gemäß 8 die
Draufsicht auf die Steckhülse 5 ohne
Verbindungsstift – ist
die Sockelaufnahme 11 in der Steckhülse 5 dargestellt,
die den Stiftsockel 4 des Verbindungsstiftes 1 aufnimmt.
Der Umriss der Sockelaufnahme 11 ist an den Umriss des
Stiftsockels 4 angepasst, jedoch sind am Innenmantel der
Sockelaufnahme 11 nockenförmige Erhebungen 12 angeordnet,
die in die Steckausnehmungen 9a bzw. 9b einragen
und an denen die glatte Mantelfläche
des Stiftsockels 4 anliegt. Die nockenförmigen Erhebungen sind längsförmig ausgeprägt und erstrecken
sich in Achsrichtung, wie insbesondere 9 zu entnehmen
ist. Dadurch ergibt sich ein linienförmiger Kontakt zwischen jeder
nockenförmigen
Erhebung und der berührend
anliegenden Mantelfläche
am Stiftsockel 4. Die nockenförmigen Erhebungen 12 befinden sich
ausschließlich
in der Sockelaufnahme 11 der Steckhülse 5, nicht jedoch
in den Steckausnehmungen 9a und 9b. Gemäß einer
alternativen Ausführung kann
es aber auch zweckmäßig sein,
auch in den Steckausnehmungen zusätzlich zur Sockelaufnahme oder
auch ausschließlich
in den Steckausnehmungen derartige nockenförmige Erhebungen vorzusehen.
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Wie 5 zu
entnehmen, ist in die äußere Mantelfläche der
Steckhülse
eine in Achsrichtung verlaufende Einkerbung 14 eingebracht.
Diese Einkerbung 14 befindet sich auf Höhe eine Steges 13, der
sich axial über
die Höhe
des unteren Abschnittes 8b in der Steckhülse 5 erstreckt
und die Wandstärke der
Steckhülse
reduziert. Die Einkerbung 14 befindet sich gegenüberliegend
zu einem Steg 13, der im Inneren der Steckhülse 5 im
unteren Abschnitt 8b axial verläuft und sich zwischen den beiden
Steckausnehmungen 9a und 9b befindet. Wie insbesondere
der Draufsicht nach 8 zu entnehmen, ist der Steg 13 zweigeteilt
und besitzt zwei über
einen Schlitz 15 getrennte Steghälften 13a und 13b,
die jeweils Bestandteil der Innenwandung der Steckhülse 5 sind. Die
Steghälften 13a und 13b ergänzen die
Mantelfläche
der Steckausnehmungen 9a und 9b zu einem annähernd sich über 360° erstreckenden
Innenmantel, der lediglich von dem schmalen Schlitz 15 durchbrochen
ist. Aufgrund dieses Schlitzes 15 besitzt die Steckhülse 5 in
Radialrichtung eine verbesserte Dehnbarkeit, wobei diese Dehnbarkeit
bezogen auf die Längsachse
der Steckhülse
in beiden radialen Querrichtungen besteht. Aufgrund dieser Dehnbarkeit
können
Fertigungstoleranzen, die bei der Herstellung der insbesondere aus
einem Spritzguss-Kunststoff hergestellten Steckhülse entstehen können, ausgeglichen
werden.
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Wie
den 8 und 9 des Weiteren zu entnehmen,
befindet sich an der Sockelaufnahme 11 unmittelbar oberhalb
des Steges 13, der sich axial nur über die Höhe der Steckausnehmungen 9a und 9b erstreckt,
ein Begrenzungsanschlag 16, der eine geringere Höhe als der
obere Abschnitt 8a der Steckhülse aufweist und die Einschubtiefe
des einzusteckenden Verbindungsstiftes begrenzt. An diesem Begrenzungsanschlag 16 gelangt
der Stiftsockel 4 des Verbindungsstiftes 1 in
Anschlag.
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9 ist
weiters zu entnehmen, dass die beiden Steghälften des Steges 13 im
Bereich der unteren Stirnseite 10 der Steckhülse über eine
Brücke 17 miteinander
verbunden sind. In diesem Bereich sind die beiden Steghälften demnach
nicht über
den Schlitz separiert. Diese Brücke 17 verbessert
zum einen die Stabilität
der Steckhülse,
zum anderen verhindert sie ein unerwünschtes Eindringen von Gips, wenn
die Steckhülse
in eine hierfür
vorgesehene Bohrung der Modellbasis eingesetzt wird.
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An
der unteren Stirnseite 10 der Steckhülse 5 sind die Bohrungen
für die
Steckausnehmungen 9a und 9b von kleinen, den unteren
Durchmesser einschränkenden
Vorsprüngen 18 begrenzt.
Diese den Durchmesser reduzierenden Vorsprünge ermöglichen eine sichere Führung der
in die Steckausnehmungen 9a und 9b einzuführenden
Steckschäfte 3a und 3b des
Verbindungsstiftes 1.