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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vorrichtungen zum Erstellen
eines Modells eines Patientengebisses, insbesondere zur Anfertigung
von auf Implantaten befestigbarem Zahnersatz.
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Bei
der Erstellung von Zahnersatz im Allgemeinen durch Zahntechniker
modelliert dieser über einen
vom Zahnarzt geschliffenen Zahnstumpf oder Implantatstumpf im zuvor
zu erstellenden Gipsmodell ein originalgetreues Wachsmodell des
herzustellenden Zahns. Die Genauigkeit der Abformung des Patientengebisses
sind jedoch gewisse Grenzen gesetzt. So ist zum Beispiel bereits
der Abdruck, d. h. die Negativform des Patientengebisses auf Basis
von Silikon, Polyether oder Alginatmaterialien mit Fehlern behaftet.
Die vorgenannten Materialien unterliegen u. a. thermischen Reaktionen
beim Abbinden, die zu Eigenspannungen führen. Nach dem Abheben führen diese
Eigenspannungen naturgemäß zu Verformungen
in dem Negativabdruck. Ferner entstehen beim Abheben des gerade
abgebundenen Abdrucks vom Kiefer geringe aber irreversible Stauchungen
im Abformmaterial, die beim Abziehen vom Kiefer des Patienten für weitere
Ungenauigkeiten sorgen, insbesondere da beim Abziehen auch Hinterschneidungen zu überwinden
sind. Die dabei auftretenden Ungenauigkeiten sind in weiten Bereichen
der Zahntechnik unkritisch, da nach Einbringen des Zahnersatzes, z.
B. der Krone, der Brücke
etc., die damit in Kontakt tretenden Zähne in gewissen Grenzen nachgeben können.
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Besonders
problematisch sind die oben genannten Ungenauigkeiten jedoch bei
Implantaten. Implantierter Zahnersatz besteht aus bis zu drei Komponenten:
einer künstlichen
Wurzel (Implantat) die vom Zahnarzt in den Kieferknochen eingesetzt wird,
einem Verbindungsstück (Implantatpfosten) und
einer künstlichen
Zahnkrone bzw. der Brücke oder
Prothese, die im zahntechnischen Labor gefertigt wird. Das Implantat
besteht in der Regel aus dem Metall Titan und wird in Form einer
Schraube oder eines Zylinders hergestellt und ist zwischen 8 und
16 mm lang. Auf dieser Zahnwurzel wird ein Verbindungsstück, also
der Implantatpfosten mit der Zahnkrone bzw. Brücke oder Prothese gefestigt.
Das Verbindungsstück
ist ebenfalls aus Titan oder Keramik, die Zahnkrone oder -brücke wird
wie eine herkömmliche
Krone aus Metall oder einer Keramikverblendung oder Keramik gefertigt.
Nachteilig ist dabei, dass das im Kiefer eingesetzte Implantat nicht
bei Belastungen nachzugeben bzw. auszuweichen vermag, sondern starr
im Knochen befestigt ist. Daher können Ungenauigkeiten bei der – notwendigerweise zweifachen – Abformung
des Patientengebisses nicht kompensiert werden und führen dazu,
dass die Prothese unbrauchbar ist.
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Zum
Erstellen des Negativabdrucks (1. Abformung) vom Patientengebiss
sind folgende Schritte notwendig:
- – Aufsetzen
eines Übertragungspfostens
auf das im Knochen implantierte Implantat mittels einer durch den Übertragungspfosten
geführten
Fixierschraube;
- – Anpassen
eines individuellen Abdrucklöffels
mit Ausnehmungen, so dass die freien Enden des Übertragungspfostens mit der
Fixierschraube nach erfolgtem Abdruck zugänglich sind;
- – Befüllen des
individuellen Abdrucklöffels
mit Abdruckmaterial (meist Silikon).
- – Pressen
des mit Abdruckmaterial gefüllten
individuellen Abdrucklöffels
gegen den Kiefer, so dass die Übertragungspfosten
in das Abdruckmaterial einbettet werden.
- – Freilegen
von Fixierschrauben durch Entfernen von überschüssigem Abdruckmaterial;
- – Aushärten des
Abdruckmaterials.
- – Lösen der
Fixierschraube, so dass der Übertragungspfosten
nicht mehr mit dem Implantat verbunden ist; und
- – Abziehen
des Übertragungslöffels mit
Abdruckmaterial und darin eingebetteten Übertragungspfosten.
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Durch
die oben genannten Schritte wurde der Abdruck oder auch Negativform
geschaffen.
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Zum
Erstellen des Gipsmodells aus der Negativform sind folgende weitere
Schritte (2. Abformung) erforderlich:
- – Verbinden
eines sog. Modellanaloges, also einem Implantatersatz, der im Gipsmodell
das Originalimplantat ersetzen soll und über identische Anschlüsse für den Übertragungspfosten
und die Fixierschraube wie ein Original verfügt, mit dem Übertragungspfosten
mittels Fixierschraube;
- – Aufbauen
einer Zahnfleischmaske, z. B. mittels Silikonmaterial als Zahnfleischersatz
in der Negativform, gegebenenfalls nach vorsorglischer Isolierung
der Abformmasse;
- – Ausgießen der
Negativform, so dass die Zahnfleischmaske und das Modellanalog (Implantatersatz)
im Gips eingebettet werden;
- – Aushärten des
Gipses und dabei Fixierung der Modellanaloge; und
- – Lösen der
Fixierschraube und Abziehen des Löffels zusammen mit Abdruckmaterial
und eingebetteten Übertragungspfosten.
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Das
Gipsmodell weist nun die eingebetteten Modellanaloge auf, die in
Ausnehmungen in der Zahnfleischmaske sichtbar werden. Der Zahntechniker
kann nun die Aufbaupfosten/Implantatspfosten einsetzen und den Zahn
bzw. Prothese bzw. Brücke modellieren.
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Es
existieren eine Reihe weiterer analoger Anwendungsgebiete mit vergleichbaren
Genauigkeitsproblemen, auf die die Erfindung sinngemäß übertragen
werden kann. Im Einzelnen:
Die Erfindung betrifft im Speziellen
auch ein Verfahren sowie Vorrichtungen zum Erstellen eines Meistermodells
von der Kiefersituation eines Patienten zur Anfertigung von Zahnersatz
mit Doppelkronen/Suprakonstruktionen auf Implantaten.
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Für die Anfertigung
eines hochpräzisen
Arbeitsmodells mittels Elastomeren (Thiokolen, Siloxanen, Polyethergummi
und Vinyl-Polysiloxanen)
wird ein sogenannter individueller Löffel empfohlen. Mit ihm werden
Volumenveränderungen,
verursacht durch thermische Expansionskoeffizienten und Abbindeschrumpfung,
wirksam entgegentreten.
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Bei
der Präzisionsabformung
mit konfektionierten und verwindungssteif individuell angefertigten,
dem Abformobjekt angepassten Löffel,
führen endogene
Spannungen in der Schichtdicke des Abformmaterials zu Dimensionsveränderungen
in der Abformung. Dieses führt
zum Übertragen
verfälschter
Informationen der Kiefersituation auf das Meistermodell, die somit
nicht mehr übereinstimmen,
d. h. nicht mehr in Relation sind. Das Modell ist nicht verzugsfrei
und stellt keine dimensionsgetreue Abbildung der Kiefersituation
dar.
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Diese
Diskrepanz ist besonders bei der Abformung von Implantaten entsprechend
problematisch, da die Implantat-Positionen durch eine fehlerhafte
Abformung nicht mehr der Kiefersituation entsprechen und mit der Übertragung
eine falsche Positionierung auf dem Meistermodell einnehmen. Es
ergeben sich nicht stimmig korrespondierende Modellanaloge mit den
Implantaten im Kiefer.
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Abformmassen
schrumpfen konzentrisch, sofern sie sich frei im Raum befinden,
z. B. wenn sie nicht am Abformlöffel
durch adhäsive
Mittel oder mechanisch haften. Dies hat eine Verkleinerung der Negativform
zur Folge. Ist das Abformmaterial am Abformlöffel fixiert, schrumpft es
exzentrisch zu diesem hin und führt
zur Vergrößerung der
Negativform; das Modell wird überdimensioniert.
Je größer die
Schichtdicke und Menge des Abformmaterials gegenüber dem Volumen des abzuformenden
Körpers
sind, umso größer ist
auch die absolute Zunahme des Modellvolumens.
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Die
Präzisionsabformung
stellt die Vorgabe für
die Arbeitsunterlage, auf der Zahnersatz hergestellt wird. Die Passgenauigkeit
einer Suprakonstruktion steht in Relation zur Vorgabe, die jedoch
Endoge Spannungen der Abformung nicht ausschließt. Somit wird die Übertragung
und Fixierung einer auf dem Modell passgenauen Suprakonstruktion
auf die Implantate im Kiefer nur durch Manipulation der Konstruktion,
Abdruck oder Modell möglich.
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Zahnersatz
wird individuell nach Bedürfnissen
und Verwendungszweck des Patienten manuell oder heute auch mehr
mit Einsatz von Maschinen und CAD-CAM in sehr unterschiedlichen
Bauarten und Produktionsmethoden erstellt, Zahnersatz wird als festsitzende-,
herausnehmbare-, und bedingt abnehmbare Konstruktionen gefertigt.
Bekannt sind: Krone, Brücke
und Totalprothese. Diese sind entweder aus nur einem Material gefertigt
oder werden in Kombination aus mehreren Materialien zusammengesetzt.
Hierzu werden biokompatible Materialien bevorzugt eingesetzt, wie
spezielle Kunststoffe, Edel-, und Nichtedelmetalle, in Legierung
oder als Reinmetall sowie Keramik und Zirkondioxyd. Bei der Herstellung
kommen sehr unterschiedliche Produktionspraktiken und Verfahren
und Spezialgeräte
in Einsatz, wobei die konventionelle Zahnersatzerstellung von maschineller
Produktion zunehmend abgelöst
wird.
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Bei
der Zahnersatzherstellung, z. B. Krone, wird über einen geschliffenen Zahnstumpf
oder Implantat-Abutment auf einem zuvor erstellten Gips- oder Kunststoffmodell
ein originalgetreues Zahnmodell aus Wachs oder Kunststoff des herzustellenden Zahns
manuell in 1:1 modelliert und anschließend in Metall gusstechnisch,
oder aus Keramik presstechnisch, auch schichttechnisch, oder aus
Kunststoff press-, guss-, oder schichttechnisch umgesetzt. Nachteilig
führen
zahlreiche Produktionsfaktoren zu nicht konstante Ergebnisse beim
Zahnersatz in allen Bereichen der zahntechnischen Laborproduktionen. Besondere
Fertigkeiten und umfassende Materialkenntnisse sind neben allgemeinem
Fachwissen zur Herstellung von Zahnersatz erforderlich. Physikalisch
bedingte negative Prozessentwicklungen sowie chemische Beeinflussungen
führen
trotz langjähriger Erfahrungen
immer wieder zu Fehlern beim manuell erstellten Zahnersatz. Die
manuelle Produktion ist im zeitlichen Rahmen begrenzt und nicht
zuletzt ist qualifiziertes Fachpersonal auch kostspielig. Die computerunterstützte Herstellung
ist kostengünstiger
und sehr weit fortgeschritten. Sie bietet für sämtliche Indikationen der restaurativen
Zahnheilkunde variable interne und externe Systeme zur Herstellung
von modernen Zahnersatzprodukten für nahezu sämtliche Lösungsmöglichkeiten in allen erdenklichen
Materialien an.
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CAD-CAM
Verfahren verdrängen
zunehmend die fehlerbehaftete manuelle Fertigung ab. Trendartige
Produktionsmethoden ermöglichen
heute zudem den Einsatz spezieller Materialien mit vorteilhaften
Eigenschaften, wie das Reintitan, welches industriell als Block
für die
CNC Produktion gefertigt keinerlei Gussverunreinigungen und Porositäten aufweist
und mit identischer Beschaffenheit mit inserierten Titanimplantaten
gut harmoniert. Zudem kommt es nicht zur negativen Ionenwanderung
und Knochenzerstörung
durch Elektrolyse.
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Metallfreier
Zahnersatz ist ein angestrebtes Ziel in der Zahnheilkunde. Dies
setzt spezielle, bruchfeste stabile Keramiken voraus, die mit dem
Zirkondioxyd Material bestens zu bewerkstelligen ist. Seid ihrer
Einführung
1998 ermöglichen
stetig verbesserte Computersysteme und Software neuartige Lösungen mit
sinnvollen Konstruktionen und erweitern das Zahnersatzspektrum.
Die bekannten Vorzüge
von Zirkondioxyd wurden aufgrund bereits bewährter Hüftimplantate, die klinisch
völlig
unbedenklich seit Jahren erfolgreich im Einsatz sind, in den Dentalbereich übernommen.
Die relativ kurze Erprobungsphase prognostiziert dennoch wie bei
den grazilen Gerüsten
gute zu erwartende Ergebnisse mit metallfreiem Zahnersatz.
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Insbesondere
im Einsatzgebiet der Implantologie bietet dieser keramische Werkstoff
entscheidende ästhetische
Vorteile gegenüber
metallischen, licht absorbierenden Konstruktionen. Zirkondioxyd hat
ausgezeichnete Materialeigenschaften und erlaubt stabile relativ
grazile Konstruktionen wegen enormer Festigkeit. Die CNC Fertigung
ermöglicht weitspannige
Vollkeramische Konstruktionen, die passgenau auf dem Modell sitzen.
In der Implantologie ist es daher auch Mittel der Wahl geworden,
da es zudem im Gegensatz zu Titan plaqueunanfällig ist.
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Dazu
kommen die aus dem Metall erzeugten konfektionierten Bauelemente
und neuartige Materialien mit speziell hierfür geeigneten Materialeigenschaften,
die im Labor nur sehr schwierig oder gar nicht herstellbar sind.
Von entscheidenden Vorteilen sind die reproduzierbaren Resultate
mit exzellenten Passungsergebnissen und exakten Erzeugnissen gleich
bleibender Qualität.
Diese Produktionsmethoden sind durch externe Produktionsauslagerungen kostengünstiger.
Da auch hierbei ebenfalls Gipse und Kunststoffe für nahezu
alle systembedingte Modellmaterialien nach gewohnter Abformungspraktiken
entstehen, ist das eigentliche Problem von nicht korrespondierenden
Modellanalogen und Implantaten nach wie vor präsent.
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Unabhängig von
der Art und Weise der Zahnersatzproduktion sitzt dieser aber passgenau nur
auf dem Modell. Bei der Erstellung von Zahnersatz im CAD-CAM, z.
B. auch im Rapid Prototyping, wird von dem vom Zahnarzt geschliffenen
Zahnstumpf oder Implantatabutment auf einem zuvor erstellten Modell
aus Gips, Kunststoff oder für
das jeweilige angewandte System entsprechenden Material nach virtueller
digitaler Erfassung durch Scannen mit Laborscanner oder extern beim
Einsatz einer 3D Planung mit Computertomographien eine Übertragung
für ein
originalgetreues Modell des herzustellenden Zahns mit entsprechender
Computer Soft- und Hardware konstruiert.
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Die
digitale Datenerfassung und Übertragung
auf das Arbeitsmodell stellt nicht die Abformungsart in Frage, sondern
vielmehr die Deformationsreaktionen aus der Arbeitsmodellserstellung,
da durch Kontraktionen wie Expansionen im Material die erzeugte
Passgenauigkeit beim Zahnersatz nicht auf dem Kiefer wiedergegeben
ist. Beim Kopierverfahren erfolgt die Übertragung mittels manueller
Abtastung oder wie bei CEREC System Sirona mit entsprechender Hard-
und Software. Auch hierbei erfolgt die Fertigung vom Zahnersatz
nach einer Abformung und Arbeitsmodellherstellung.
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Der
Genauigkeit der Abformung eines Patientengebisses sind jedoch gewisse
Grenzen gesetzt. So ist zum Beispiel bereits der Abdruck d. h. die
Negativform eines Patientengebisses, der auf irreversiblen elastomeren
Abformmaterialien wie, A-Silikone und Polyether basiert, sowie auch
bei reversiblen Hydrokolloide und Alginate, die auf Wasserbasis
aufbauen, mit Fehlern behaftet. Die vorgenannten Materialien und
nahezu alle bekannten Abformungsmaterialien unterliegen thermischen
Reaktionen, die beim Abbindeprozess zu Eigenspannungen führen. Während des
Abbindprozesses sowie nach dem Abheben führen diese Eigenspannungen
naturgemäß zu Verformungen
in dem Negativabdruck. Ferner entstehen beim Abheben des gerade
abgebundenen Abdrucks vom Kiefer geringe aber ebenso irreversible
Stauchungen im Abformmaterial, die beim Abziehen vom Kiefer des
Patienten für
weitere Ungenauigkeiten sorgen. Insbesondere da beim Abziehen auch
Hinterschneidungen und Unparallelitäten zu überwinden sind, die auch bei
bestmöglicher
Einhaltung der empfohlenen 4 mm Platzverhältnisse zwischen Zähne und
Abdrucklöffelwand
dieses ebenso nicht verhindern können.
Die Deformation des Abformmaterials darf nicht mehr als 30% betragen.
Es kommt sonst zu einer irreversiblen Kompression. Das aus der Literatur
entnommene spricht für
sich.
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Auch
wenn die maximal erzielte Rückstellung
von Abformmaterial mit bis zu 98% angegeben wird so stellen die
2% Nichtrückstellung
ebenso eine Dimensionveränderung
dar, die dreidimensional sich auswirken und in der Implantatprothetik
zu allergrößten Schwierigkeiten
bei der Übertragung
von Passungen führt.
Die dabei auftretenden Ungenauigkeiten sind auch bei natürlichen
Zähnen
in der Zahntechnik nicht unkritisch, auch wenn nach Einbringen des
Zahnersatzes, z. B. einer Krone, Brücke etc., die damit in Kontakt
tretenden Zähne
in gewissen Grenzen wegen des elastischen Zahnhalteapparats nachgeben
können.
So können
auch zu kurze und zu lange Kronen, wie zu enger oder zu breiter
Randschluss aus der oben genannten 2%-igen Nichtrückstellung resultieren.
Problematisch sind die oben genannten Ungenauigkeiten besonders
in der Implantsprothetik.
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Auf
Implantaten getragener Zahnersatz, sogenannte Suprakonstruktion
besteht aus mehreren Bauelementen. Eine Suprakonstruktion lagert
auf dem Implantat. Die Anzahl der Implantate bestimmt Ausmaß und Konstruktionstyp,
die ebenso in Verbindung mit natürlichen
Zahnwurzeln, bzw. vorbereitete natürliche Zahnpfeilern entsprechende
Bauweise erfordert. Das Implantat wird vom Zahnarzt oder Chirurgen
in den Kieferknochen eingesetzt, operativ inseriert bzw. implantiert.
Mehrteilige Implantate werden über
ein Verbindungsstück
(Implantatpfosten oder Abutment) mit der Zahnkrone, Brücke oder
Prothese verbunden.
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Implantate
bestehen in der Regel aus dem Metall Titan, welches sich hierfür besonders
gut eignet und sich klinisch gut bewährte. Ästhetische Vorteile bieten
aus Zirkonoxyd hergestellte Implantate, die technisch bedingt mit
dem Implantataufbau in einem Stück
gefertigt sind. Man unterscheidet bei Implantaten einteilige und
mehrteilige Bauelemente, wobei einteilige sogenante einphasige Implantate
aus einem Teil bestehen, nämlich
der künstlichen
Zahnwurzel mit Zahnstumpf. Mehrteilige oder mehrphasige Implantate
bestehen aus mehreren Komponenten und werden zum Teil in Kombination
mit Titan und Zirkondioxid oder anderen Kombinationen mit biokompatiblen
Materialkomponenten zusammengesetzt.
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Bei
den Implantatbauformen existieren mehrere Systeme, die sehr unterschiedlich
gestaltet sind; diese können
in Form einer Schraube oder eines Zylinders hergestellt werden und
sind zwischen 4 bis 16 mm lang.
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Bei
mehrphasigen Implantaten wird die Zahnwurzel über eine Titanschraube im Inneren über ein
Verbindungsstück
mit dem Implantatpfosten fixiert. Andere Systeme fixieren per Schnappverschluss. Über das
Abutment wird der Zahnersatz die Krone, Brücke oder Prothese fest, bzw.
selbst vom Patienten abnehmbar oder auch nur bedingt in der Zahnarztpraxis
abnehmbar befestigt.
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Das
Verbindungsstück
kann ebenfalls aus Titan oder Zirkondioxyd gefertigt werden. Der
Zahnersatz Krone, Brücke
oder Prothese wird in herkömmlicher
Art und Weise angefertigt und auf das Implantat bzw. Implantaten
montiert.
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Nachteilig
ist jedoch, dass dabei das im Kiefer eingesetzte Implantat nicht
bei Belastungen nachzugeben bzw. auszuweichen vermag, sondern starr im
Knochen lagert. Daher können
Ungenauigkeiten bei der – notwendigerweise
zweifachen – Abformung des
Patientengebisses nicht kompensiert werden.
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Es
ist nicht möglich,
passgenaue Konstruktionen, die auf dem Modell oder über CNC
exakt gefertigt sind mit nicht korrespondierenden Modellanalogen
und Implantate eines Patientenkiefers problemlos einzugliedern.
Die Implantatsysteme führen
zur Überwindung
der Passungsproblematik spezielle, sehr präzise Ausgleichteile, die mit
Komposite auf dem Modell oder im Mund die Einzelelemente verklebt
verbinden. Prothesen und Brückenkonstruktionen
werden hierzu durch entsprechende Berücksichtigung in der Herstellung
für diese
Fügung
vorbereitet.
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Zur
Lösung
der bekannten Passungsproblematik werden in der Implantattechnik
auch sehr aufwendige Verfahren, wie das SAE-Secotec-Funkenerosion Verfahren
im Dentallabor eingesetzt. Die Funkenerosion dient der Eliminierung
von metallischen Störkontakten
beim Zahnersatz. Einsatzgebiet des Verfahrens sind in erster Linie
die Suprakonstruktionen und Stege für Implantatverblockung. Dieses
und das Cresco Verfahren, bei dem die passungenauen Basalflächen der
Konstruktion abgetrennt werden und nach Neufixierung mittels Laser
korrigiert wieder angefügt
werden verdeutlichen das Thema der Passungsschwierigkeiten. Dieser
Aufwand kann wie alle anderen Techniken nicht über das eigentliche Problem
der Ungenauigkeit zwischen Modell und Kiefersituation, die Relation
helfen. Wenn auch auf dem Modell Zahnersatz passgenau entsteht,
so passt er dennoch nicht im Mund, wenn eben nicht identische Vorgaben
zur Verfügung
stehen.
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So
stellt die orale Fügung
seit Jahren die einzige Alternative dar zum Erzielen komplikationslos brauchbarer
Resultate. Die etablierte Methode stammt ursprünglich aus der Galvanotechnik
und ermöglicht
das Fügen
der Konstruktionselemente oral. Dazu wird die Suprakonstruktion
mit verkantungsfreier Spielpassung gebaut die sogenannten Sekundärteile mit
der Tertiärstruktur
im Patientenmund mit speziellen Klebemitteln, Kompositekleber verklebt.
Die Verklebung und das Komposite dichten die Klebefugen ab. Der
sogenannte Tricoloreffekt im Bereich der Klebeverbindung ist je
nach Bauausführung
unvermeidbar.
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Ebenso
haben sich sogenannte Übertragungsschlüssel zur
Verhinderung der oralen Fügung bewährt, die
im Patientenmund zur Verbindung und Übertragung von fixierten Einzelbauteilen
einer Suprakonstruktion dienen. Diese aus der Doppelkronentechnik
bekannte Übertragungsmethode
wird ebenso mit Fügungsmaterial
Kunststoff oral angewendet und im Labor wird die aktuelle Situation
auf ein neu erstelltes Modell wiedergeben. Diese, vom Prinzip her
richtige Vorgehensweise kann ebenso wenig brauchbare Modelle liefern,
da auch hierbei durch Kontraktion und oder Expansion, der jeweils eingesetzten
Modellmaterialien es zu Deformationen kommt und damit zur Positionsveränderung.
Im Mund sind Spannungen der Konstruktionen spürbar.
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Ziel
eines Meistermodells ist es, präzise Zahnersatzherstellung
zu ermöglichen.
Dazu müssen
die Bedingungen einer korrekten Abformung und exakte Modellherstellung
den Anforderungen entsprechen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
sowie Vorrichtungen zum Erstellen eines Modells eines Patientengebisses
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren bzw. Vorrichtungen mit dem Merkmalen
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird zur
Vermeidung auftretender Eigenspannungen beim Abformen bzw. Ausgießen der
abzuformenden Formen vorgeschlagen, dass das Objekt, dessen Position
und Orientierung besonders genau übertragen werden soll, zunächst durch
einen weichen Platzhalter von der aus dem Stand der Technik bekannten
Abformung bzw. Ausgießung
ausgenommen wird. Somit ermöglicht man
der Abform- bzw.
Ausgießmasse
ein Aushärten, ohne
dass sich im Bereich des Objekts Eigenspannungen aufbauen können, da
das Objekt nicht mit der Abform- bzw.
Ausgießmasse
in Kontakt kommt. Erfindungsgemäß ist also
Sorge dafür
zu tragen, dass während
des Aushärtens
des Abdrucks bzw. Ausgussmaterials ein Freiraum um das Objekt bleibt.
Der um das Objekt herum verbleibende Freiraum wird in einem weiteren
Schritt ausgesteift, zum Beispiel durch Ausgießen des Freiraums nach Entfernung des
Platzhalters oder durch Aushärten
des Platzhalters. Dadurch, dass das Volumen des Freiraums sehr klein
im Verhältnis
zum Volumen des Gesamtabdrucks bzw. Ausgusses ist, können sich
lediglich vergleichsweise geringe Eigenspannungen und damit potentielle
Ungenauigkeiten aufbauen. Die unweigerlich mit jedem Aushärten einhergehenden
auf das Objekt wirkenden Verformungen sind dadurch kleiner, als
bei einem Abdruck bzw. Ausguss der bekannten Art. Es können mehrere
Objekte gleichzeitig an einer abzuformenden Form ausgewählt und
verfahrensgemäß übertragen
werden.
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Zur
Durchführung
des Verfahrens kann es notwendig sein, dass das Objekt fest aber
lösbar
mit der abzuformenden Form verbunden ist, da es nach dem Aussteifen
des Freiraums im Abdruck bzw. Ausgussmaterial fixiert ist. Daher
ist das erfindungsgemäße Verfahren
besonders geeignet für
die Erstellung eines Modells eines Patientengebisses zur Anfertigung
von auf Implantaten befestigbarem Zahnersatz. Dabei werden zwei
Abformungen vorgenommen, nämlich
- – eine
erste Abformung, bei der das Patientengebiss die abzuformende Form
bildet und ein Übertragungspfosten
als Objekt vorgesehen ist, welcher auf einem Knochen des Patientengebisses fixierten
Implantat lösbar
befestigt ist, und
- – eine
zweiten Abformung, bei der die in der ersten Abformung abgeformte
Negativform die abzuformende Form bildet und ein sogenanntes Modellanalog
als Objekt vorgesehen ist, welches auf einem in der Negativform
fixierten Übertragungspfosten
lösbar
befestigt ist.
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Diese
Schritte haben zum Ziel, dass das Implantat im Kiefer dieselbe Position
und Ausrichtung wie das Modellanalog im Modell hat, bzw. identisch korrespondieren.
Dementsprechend lässt
sich die erfindungsgemäße Lehre
auch auf andere Situationsabformungen zur Erstellung von Zahnersatz,
z. B. Kronen, Doppel- und Mehrfachkronen übertragen. Dabei bildet das
Patientengebiss mit Gerüst
die abzuformende Form und die damit lösbar verbundene Gerüstkrone
das Objekt.
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Die
im Ausführungsbeispiel
beschriebene Fixierung mittels Fixierschrauben (bei der sogenannten offenen
Mundabformung mittels Löffel
mit Ausnehmung) ist lediglich eine Möglichkeit der Ausgestaltung
eines lösbaren
Befestigungsmittels zwischen abzuformender Form und Objekt. Es können auch Einklick-,
Aufsteck-, oder Einrastverbindungen gewählt werden. Diese ermöglichen
eine sogenannte geschlossene Mundabformung, bei der auf die Form aufsteckbare Übertragungskappen
in der Abdruckmasse eingebettet werden unter Verwendung eines konventionellen
Abformlöffels.
Dieser benötigt
keine Ausnehmungen.
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Wenn
als Platzhalter ein reaktives Material verwendet wird, welches erst
dann aushärtet,
wenn das Abdruck- bzw. Ausgussmaterial schon ausgehärtet ist,
muss der Abformlöffel
keine Ausnehmungen enthalten, d. h. der Platzhalter muss nicht zugänglich sein.
Es entfallen somit Arbeitsschritte. Das reaktive Material ist vorzugsweise
derart aktivierbar, dass es beim Kontakt mit dem Abdruck- bzw. Ausgussmaterial
beginnt zeitverzögert
auszuhärten.
Die Zeitverzögerung
ist derart auszuwählen,
dass nach Kontakt zuerst das Abdruck- bzw. Ausgussmaterial aushärtet und
der Platzhalter erst danach aushärtet.
Dadurch ist jede Primärstruktur
durch den erfindungsgemäßen Abdruck
passgenau einbettbar:
Das Verfahren eignet sich für das Einbetten
jedes Objekts oder Primärstruktur,
welches fest aber lösbar mit
der abzuformenden Form verbunden ist.
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Es
sind auch sogenannte Funktionsabdrücke durchführbar. Dabei wird eine Primärstruktur,
z. B. ein Kronengerüst,
zunächst
im Mund auf den Zahnstumpf oder das Implantat gesetzt und ein erster Abdruck
genommen. Dabei dient die Primarstruktur als Objekt, welches vor
dem Abdruck mit einem Platzhalter versehen wird. Da es sich um eine
geschlossene Abformung handelt, muss der unzugängliche Platzhalter aus dem
oben beschriebenen reaktiven Material bestehen. Er bleibt weich
während
der Abdruck aushärtet
und härtet
erst danach selber aus. Bei dem zweiten Ausguss der soeben entstandenen Negativform,
in der die Primärstruktur
eingebettet ist, wird die Primärstruktur
zunächst
mit einer geeigneten Fixierung z. B. dem verbreiteten Doublepin,
versehen. Letzterer dient hier als Objekt und wird in erfindungsgemäßer Wiese
mit einem entsprechenden Platzhalter versehen.
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Zum
besseren Verständnis
werden die einzelnen Verfahrensschritte und vorteilhaften Ausgestaltungen
später
anhand der 1 bis 4 beispielhaft
mit Implantaten erläutert.
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Das
Verfahren kann auch durchgeführt
werden, wenn das Objekt fest und unlösbar mit der abzuformenden
Form verbunden ist. Ein präparierter Zahnstumpf
oder auf Implantat befestigtes Abutment kann ein solches Objekt
sein. Nach dem Aussteifen des Freiraums kann dann der Abdruck zusammen mit
dem ausgesteiften Freiraum abgezogen werden.
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Erfindungsgemäß werden
ferner die zur Durchführung
des Verfahrens notwendigen Vorrichtungen beansprucht. Die Verwendung
einer elastischen Hülse
als Platzhalter ermöglicht
es dem Zahnarzt bzw. Zahntechniker schnell und ohne großen Arbeitsaufwand
den Platzhalter auf das Objekt, also in der Regel den Übertragungspfosten
oder das Modellanalog aufzubringen. Eine industriell hergestellte vorgefertigte
Hülse als
Platzhalter bietet darüber
hinaus den Vorteil großer
Regelmäßigkeit,
so dass das später
auszuhärtende
Volumen sehr gleichmäßig, insbesondere
rotationssymmetrisch ist. Der Ausguss hat somit um das Objekt herum
eine im Wesentlichen gleiche Wandstärke.
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Die
geringen noch verbleibenden Eigenspannungen bzw. Schrumpfungen durch
Kontraktion oder Ausdehnungen bei Expansion treten daher im Wesentlichen
symmetrisch aus, so dass die durch Schrumpfung oder Ausdehnung verursachten
Ungenauigkeiten sehr klein bleiben. Dies ist ein Vorteil gegenüber dem
individuellen Modellieren einer Wachshülse auf das Objekt. Die elastische
Ausgestaltung der Hülse
ermöglicht
ein leichtes Aufschieben auf das Objekt und ferner das unproblematische
Herausziehen des eingegossenen Platzhalters. Dieser muss nämlich zwischen
dem Objekt und der Vergussmasse herausgezogen werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Platzhalter selbstzentrierend
in Bezug auf das Objekt ausgestaltet. Dadurch kompensieren sich
die beim Aushärten
auftretenden Eigenspannungen. Eine selbstzentrierende Hülse kann
zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass sich nach innen Lamellen,
insbesondere nach Innen spitz zulaufende Lammellen, z. B. in Dreieckform,
erstrecken. Nach dem Aufstecken auf das Objekt, zum Beispiel ein Übertragungspfosten,
Modellanalog oder einem Gerüst
bei Kronentechnik, und kurzem Verdrehen der Hülse, liegt diese symmetrisch
an dem Objekt an. Lamellen ermöglichen
bei entsprechend nachgiebigen Außenwänden der Hülse auch ein derartiges Aufsetzen
auf Objekte mit unregelmäßigem Querschnitt
(z. B. Oval, Rechteck, Dreieck, beliebiger Querschnitt). Die Außenwände folgen
der Form.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht eine Verdrehsicherung in
Bezug auf die Außenfläche des
Platzhalters vor. Dies verhindert, dass sich die Hülse versehentlich
verdreht. Eine Verdrehsicherung kann auch darin bestehen, dass der
Querschnitt des aufgebrachten Platzhalters von der Kreisform abweicht,
also bzw. dreieckig oder oval ist. Der Querschnitt kann eine Eigenschaft
des Platzhalters sein oder sich erst nach dem Aufsetzen ergeben.
Dadurch hat der Ausguss somit um das Objekt herum eine im Wesentlichen
gleiche Wandstärke
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Vorteilhafterweise
ist der Platzhalter als Endlosschlauch gefertigt, das heißt alle
Elemente, wie zum Beispiel Lamellen, Ausnehmungen oder Einkerbungen
verlaufen gleichmäßig parallel
zur Längsachse.
Dies ermöglicht
ein wirtschaftliches Herstellen als Endlosschlauch z. B. mittels
Extruder. Auch ist eine wirtschaftliche Herstellung im Spritzgussverfahren möglich, so
dass der beim Extrudieren notwendige Schnitt entfällt.
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Aus
Sicht des Zahnarztes bzw. Zahntechnikers ändert sich vergleichsweise
wenig am bekannten Ablauf beim Abformen, wenn die Objekte, zum Beispiel Übertragungspfosten
und Modellanaloge bereits mit Platzhalter vorliegen, also werkseitig
mit denselben angefertigt werden. Dies hat auch den Vorteil, dass
durch geeignete Maßnahmen,
zum Beispiel lösbare
Verklebungen, etc., der Platzhalter besonders genau symmetrisch
zum Objekt ausgerichtet ist.
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Eine
besonders anwenderfreundliche Ausgestaltung sieht einen aushärtbaren
Platzhalter vor. Dieser ist im Grundzustand derartig weich, dass
beim Aushärten
des Abdrucks- bzw. Ausgießmaterials kaum,
bzw. keine Spannungen an das vom Platzhalter umgebene Objekt übertragen
werden können. Erst
nach dem Aushärten
des Abdruck- bzw. Ausgussmaterials wird der aushärtbare Platzhalter aktiviert
und härtet
aus. Bekannte Aktivierungen sind insbesondere chemische Aktivierung
und UV-Bestrahlung.
Der große
anwendungstechnische Vorteil liegt dabei darin, dass sich für den Zahnarzt
bzw. Zahntechniker bei der Implantatsabformung kaum etwas ändert. Es
ist lediglich nach dem Aushärten
der Abdruck- bzw. Ausgussmasse der Zwischenschritt „Aushärten durch
UV-Bestrahlung" nötig. Auch
für den
Patienten verlängert
sich das bisher praktizierte Verfahren lediglich um die Zeiten für die Aushärtung des
Platzhalters. Der Zahnarzt bzw. Zahntechniker verwendet die mit
dem aushärtbaren
Platzhalter versehenen Übertragungspfosten
bzw. Modellanaloge wie gewohnt. Der aushärtbare Platzhalter muss, wenn
er werksseitig mit dem Objekt verbunden worden ist, natürlich nicht
mehr aufschiebbar sein, sondern kann innen am Objekt anliegen. Der
Platzhalter umschließt
also im Wesentlichen das Objekt.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso
können
die vorstehend genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils
einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden.
Die erwähnten
Ausführungsbeispiele
sind nicht abschließend
zu verstehen und haben beispielhaften Charakter. Dabei zeigt:
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1 Implantate
mit aufgesetztem Übertragungspfosten
im Kiefer vor dem Abdruck;
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2 die
Situation aus 1 nach dem Abdruck;
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3 den
Abdruck aus 2 nach Übertragung auf ein Gipsmodell
mit auf die Modellanaloge aufgesetzten Platzhaltern;
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4 das
fertige Gipsmodell; und
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5 einen
Platzhalter.
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1 zeigt
in den Kiefer 9 eingeschraubte konventionelle Implantate.
Der Zahnarzt hat sogenannte Übertragungspfosten 11 mittels
einer im oberen Bereich des Übertragungspfostens 11 zugänglichen
Fixierschraube 12 mit den Implantaten verschraubt. Ein
zuvor individuell angefertigter Abdrucklöffel aus Kunststoff 7 wurde
zunächst
zur Probe aufgelegt, um zu überprüfen, ob
die Fixierschrauben 12 durch die in den Abdrucklöffel 7 eingebrachten
Ausnehmungen 71 passen. Die in 1 unten
liegende Seite des Abdrucklöffels 7 wird
sodann mit Abdruckmaterial, zum Beispiel Silikon, gefüllt und
unter Druck auf den Patientenkiefer 9 gedrückt.
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2 zeigt
die Situation nach dem Abdruck. Zwischen Abdrucklöffel 7 und
Zahnfleisch 6 befindet sich nun das ausgehärtete Abdruckmaterial 51 aus Silikon.
Das zweite Implantat 10 von rechts zeigt den noch vor dem
Abdruck auf den Übertragungspfosten 11 aufgesetzten
Platzhalter 3, der neben dem Übertragungspfosten 11 einen
Freiraum 4 schafft, in den kein Abdruckmaterial 51 eingedrungen
ist. Nach Aushärten
des Abdruckmaterials 51 kann die den Platzhalter 3 bildende
Hülse nun
herausgezogen werden, so dass anschließend der Freiraum 4 ausgegossen 53 werden
kann. Dies kann ein anderes Material als das Abdruckmaterial 51 sein
oder auch das gleiche Material. Entscheidend ist, dass beim Aushärten des Abdruckmaterials 51 keine
Spannungen auf den Übertragungspfosten 11 übertragen
werden konnten. Spätestens
mit dem Herausziehen des Platzhalters 3 ist der Übertragungspfosten 11 wegen
des ihn umgebenden Freiraums 4 vollständig spannungsfrei. Das Implantat
rechts in der Abbildung zeigt den Zustand mit durch Silikon 53 aufgefülltem Freiraum 4.
Das Entfernen von überschüssigem Abdruckmaterial
auf Fixierschrauben 12 und Platzhalter 3 im Bereich
der Ausnehmungen 71 des Löffels 7 erfolgt vor
Abbinden bzw. Aushärtung
der Abformmasse 51.
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Nunmehr
kann der Zahnarzt die Fixierschraube 12 lösen. Der
Abdruck, bestehend aus Löffel 7,
Abdruckmaterial 51, ausgehärtete Füllung 53 des Freiraums 4 und
darin eingeschlossenem Übertragungspfosten 11 kann
nun vom Zahnfleisch 6 und Implantat 10 abgehoben
werden.
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3 zeigt
bereits den Abguss aus 2, wobei die Unterseite der Übertragungspfosten 11 mit Modellanalogen 21 mittels
der Fixierschraube 12 fest verbunden worden sind. Danach
wurde in üblicher Weise
eine Zahnfleischmaske 61 aus Silikon an das Abdruckmaterial 51, 53 modelliert.
Danach kommen erneut Platzhalter 3 zum Einsatz; diese werden
jedoch diesmal an den Modellanalogen 21, also diejenigen
Bauteile, die im Modell das Implantat 10 ersetzen, angebracht.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, wurde sodann die derart gebildete
Negativform mit Gips 52 oder anderen anwendungstypisch geeigneten
Materialien, z. B. Kunststoff oder Epoxydharz, ausgegossen, wobei
beim Aushärten
die unvermeidlichen Schrumpfungen wegen der Platzhalter 3 und
den durch diese geschaffenen Freiraum 4 nicht auf die Modellanaloge 21 übertragen
werden. Sodann werden die Platzhalter 3 erneut herausgezogen und
der sich dadurch ergebene vergleichsweise kleine und gleichmäßige Freiraum 4 ausgegossen,
zum Beispiel durch Kunststoff 54.
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Das
hier gezeigte Anwendungsbeispiel mit mehreren Modellanalogen zeigt,
dass vorzugsweise auch zuerst bestimmte Platzhalter entfernt und
der dabei freiwerdende Freiraum ausgegossen werden können, während andere
Platzhalter zunächst
am Objekt verbleiben. Diese werden erst nach Aushärten der
Ausgussmasse entfernt. Dadurch wird ein Verrutschen des Negativform
erschwert, da niemals alle Objekt gleichzeitig freiliegen. Denn
auch die Platzhalter bewirken stets auch eine gewisse Fixierung.
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4 zeigt
die in Kunststoff 54 eingegossenen Modellanaloge 21 im
fertigen Modell. Dazu wurden erneut die Fixierschrauben 12 gelöst, so dass der
Abdrucklöffel 7 mit
Abdruckmaterial 51, 53 und darin eingebetteten Übertragungspfosten 11 abgenommen
werden konnte. Der Zahntechniker kann nun die Implantatpfosten (nicht
dargestellt) auf die Modellanaloge 21 aufsetzten und den
Aufbau des Zahns beginnen.
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5 zeigt
einen erfindungsgemäßen Platzhalter 3 aus
einem weichen elastischen Material, z. B. Silikon. Die im Wesentlichen
zylindrische Tülle 3 ist
innen hohl und weist mehrere nach innen gerichtete Lamellen 31 auf,
die nach innen spitz zulaufen, Die Tülle 3 zentriert sich
daher selber, wenn sie auf ein geeignetes Objekt aufgeschoben wird.
Einkerbungen 32 sind auf der Außenwand der Tülle als
Verdrehsicherung vorgesehen. Vorzugsweise liegen diese entlang der
Lamellen, sodass die dickere Wandstärke der Tülle im Bereich der Lamellen
für die
Einkerbungen genutzt werden kann. Die Wandstärke W kann daher gering bleiben,
was zu reduzierten Eigenspannungen führt und wobei die Tülle leichter
ausgebettet werden kann. Ebenso sind nach außen gerichtete Lamellen oder
andere erhabene Formen wie Halbrundungen zur Drehsicherung möglich.
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Die
Lammellen 31, ebenso wie die Einkerbungen verlaufen in
Längsrichtung
der Tülle,
sodass diese als Endlosstrang, insbesondere durch Extrudieren, gefertigt
werden kann.