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Die Erfindung bezieht sich auf einen Rosenbohrer als Dentalinstrument mit einem mit Schneiden versehenen Kopf, welcher an einem Schaft befestigt ist.
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Dentalinstrumente der genannten Art können beispielsweise in Form von Fräsern oder Bohrern ausgebildet sein. Ein typischer Anwendungsfall sind Rosenbohrer, welche insbesondere verwendet werden, um kariöses Dentin abzutragen.
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Bei der Behandlung eines Patienten, insbesondere bei der Exkavation im Rahmen einer Kavitätenpräparation, ist es erforderlich, Reibungsflächen zu vermeiden, um thermischen Schäden vorzubeugen. Dies ist insbesondere dann von großer Wichtigkeit, wenn der Zahnarzt in der Nähe der Pulpa arbeitet.
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Ein weiterer Aspekt derartiger rotierender Instrumente liegt darin, dass es je nach Ausführung und Einsatzbedingungen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Instrumenten zu unterschiedlichsten Vibrationen kommt. Die Frequenz der Vibrationen ist dabei abhängig von der Anzahl der Schneiden oder Schleifspitzen am Umfang, die jeweils in Eingriff gelangen. Bei einer Drehzahl von beispielsweise 2.500 min–1, bei der derartige Instrumente üblicherweise zum Einsatz kommen, können sowohl der Patient, als auch der Zahnarzt, diese Vibrationen als unangenehm und störend empfinden.
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Die Vibrationen entstehen durch eine Abfolge von schneidenden Eingriffen der einzelnen Schneiden und nachfolgenden Bereichen, in denen kein schneidender Einsatz stattfindet.
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Die
US 2013/0 245 628 A1 beschreibt medizinische Räumer, welche raspelartig ausgebildet sind und dazu dienen, künstliche Gelenke einzupassen, indem das Knochenmaterial für die einzusetzende Prothese vorbereitet wird. Ein ähnliches Instrument zeigt die
US 2012/0 022 539 A1 . Beide Druckschriften offenbaren relativ große Instrumente, bei welchem die Löcher ausgestanzt werden, wobei durch den Stanzvorgang ein Teil des Randbereiches schneidenartig verformt wird.
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Die
DE 2331023 A1 offenbart einen Bohr- bzw. Fräsapparat für die Zahnheilkunde, bei welchem der Kopf mit länglichen Durchbrüchen versehen ist, um Kühlflüssigkeit aus dem Inneren des Kopfes zuzuführen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dentalinstrument der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine gute Abtragsleistung sowie einen vibrationsarmen oder vibrationsfreien Einsatz ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kopf Ausnehmungen aufweist, die die Schale des Kopfes öffnen und eine Verbindung zu dem Innenraum oder Hohlraum des Kopfes darstellen. Der Kopf des erfindungsgemäßen Instruments, welcher kugelförmig oder aber auch in beliebigen anderen Formen, beispielsweise zylindrisch, abgerundet, birnenförmig, flammenförmig oder ähnlich ausgebildet ist, ist somit als mit den Ausnehmungen oder Löchern versehener Körper ausgestaltet. Um beim Einsatz eine spanende Bearbeitung zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß Schneiden an Teilbereichen des Umfangs der Ausnehmungen ausgebildet. Die Schneiden sind dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass bei Rotation des Instruments um seine Rotationsachse zunächst die Ausnehmungen auf einen zu bearbeitenden Bereich auftreffen und dann die Schneiden spanend abtragen können, wobei die Späne in die Ausnehmungen abgeleitet werden. Das gesamte abgetragene Material wird somit in den Innenraum oder Hohlraum des Kopfes bzw. der Ausnehmungen eingeleitet. Hieraus ergibt sich zum einen eine hohe Abtragsleistung des erfindungsgemäßen Instruments. Zum anderen besteht nicht die Gefahr, dass die Schneiden oder Schneidenzwischenräume von den abgetrennten Spänen zugesetzt werden.
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Durch geeignete Anordnung und Dimensionierung der Ausnehmungen und der Schneiden ist gewährleistet, dass bei einer Rotation des Instruments stets Schneiden in Eingriff sind. Hierdurch erfolgt eine wirksame Abstützung an einer zu bearbeitenden Oberfläche, so dass keine oder nur sehr geringe Vibrationen auftreten.
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Die Ausnehmungen sind als kreisrunde Löcher ausgebildet, die Schneiden erstrecken sich jeweils als halbkreisförmige Schneiden an den Rändern der Ausnehmungen.
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Um eine besonders vorteilhafte Abtragsleistung sicherzustellen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausnehmungen entweder radial zur Rotationsachse oder in einem Winkel zu dieser geneigt angeordnet sind. Die Ausnehmungen können kreisrund ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, diese mit anderen Querschnittsformen zu versehen, beispielsweise oval oder mehreckig.
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Besonders günstig ist es, dass die Schneiden über die Außenkontur des Kopfes überstehen und somit einen zumindest geringfügig größeren Radius aufweisen, als die Kontur des Kopfes selbst.
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Um die Schneidwirkung zu optimieren, ist es insbesondere günstig, wenn die Schneiden als erhabene Randbereiche der Ausnehmungen ausgebildet sind, so dass ein Teil des Randbereichs der Ausnehmung in Form einer erhabenen, über die Kontur überstehenden Schneide gefertigt ist.
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Erfindungsgemäß können die Ausnehmungen gleichmäßig oder ungleichmäßig am Kopf verteilt angeordnet sein. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, gleiche oder unterschiedliche Größen und/oder Formen von Ausnehmungen vorzusehen. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, eine hochfeste und stabile Ausgestaltung des Kopfes zu erreichen und gleichzeitig eine größtmögliche Anzahl an Ausnehmungen und Schneiden vorzusehen. Hierdurch schneidet das erfindungsgemäße Instrument nicht nur in radialer Richtung, sondern auch in axialer Richtung.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass der Kopf als Hohlkörper ausgebildet ist. Die Ausnehmungen verbinden somit den hohlen Innenraum des Kopfes mit der Außenumgebung. Es ist jedoch auch möglich, die Ausnehmungen als Sacklöcher auszuführen oder sie so zu gestalten, dass sie den Kopf des Instruments durchdringen. Diese Ausgestaltungsvarianten stellen sicher, dass die abgetragenen Späne in ausreichender Weise abtransportiert werden.
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Besonders günstig ist es, wenn das erfindungsgemäße Instrument als Einmal-Instrument ausgestaltet ist. Somit ist es nicht erforderlich, die in dem Hohlraum des Kopfes angesammelten Späne bzw. das dort befindliche, abgetragene Material zu entfernen. Soll das Instrument jedoch als Mehrfach-Instrument ausgebildet sein, so kann eine zusätzliche Spülausnehmung vorgesehen sein, um den Innenraum des Kopfes zu spülen und das Instrument somit zu reinigen. Hierdurch ist es möglich, das Instrument zu desinfizieren oder zu sterilisieren und somit nochmals zu verwenden.
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Eine Herstellung des erfindungsgemäßen Instruments kann aus unterschiedlichen Werkstoffen erfolgen, beispielsweise aus Hartmetall, Keramik oder Titan. Es ist jedoch auch möglich, das Instrument aus Stahl herzustellen und anschließend gegebenenfalls zu härten oder mit einer Verschleißschutzschicht zu beschichten. Auch eine Herstellung aus Kunststoff ist möglich.
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Zur Herstellung des Instruments eignen sich insbesondere additive Herstellungsverfahren, beispielsweise DLD (Direct Laser Depositioning) oder Elektronenstrahlauftragsschweißen. Auch selektive Laser-Sinterverfahren sind erfindungsgemäß möglich. Dabei ist es insbesondere möglich, in einem Arbeitsgang den hohlen Kopf aufzubauen und gleichzeitig die Ausnehmungen und die Schneiden zu formen. Ein so hergestellter Kopf kann dann mit einem konventionell gefertigten Schaft verbunden (beispielsweise verschweißt) werden. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Instrument einstückig herzustellen. Dabei ist auch eine kombinierte Fertigung aus additiven Verfahren und Laserabtragsverfahren möglich. Letztere können beispielsweise verwendet werden, um die Schneiden zu schärfen und/oder, um den Schaft und dessen Anschlussbereiche herzustellen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Instruments,
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2 eine vergrößerte Seitenansicht des in 1 dargestellten Kopfes,
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3 eine Längs-Schnittansicht des Kopfes gemäß 2,
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4 eine stirnseitige Draufsicht auf das in den 1 bis 3 gezeigte Instrument,
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5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausgestaltungsvariante der Erfindung, und
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6 eine Seitenansicht gemäß 5.
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Das erfindungsgemäße Instrument umfasst einen Schaft 2, der mit üblichen Anschlussmitteln (Ringnut, Abplattung, etc.) versehen ist, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. An einem Endbereich des Schafts 2 ist ein Kopf 3 angebracht. Dieser kann einstückig mit dem Schaft 2 ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, den Kopf 3 separat zu fertigen und nachfolgend mit dem Schaft zu verbinden.
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Der Kopf 3 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Rosenbohrer ausgebildet und weist somit eine im Wesentlichen kugelförmige Form auf. Der Kopf ist dabei hohl ausgebildet, sein Hohlraum ist mit dem Bezugszeichen 5 versehen (s. 3). Der hohle Kopf weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 4 auf, welche die Schale 8 des hohlen Kopfes 3 durchdringen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 4 als kreisrunde Ausnehmungen ausgebildet und im Wesentlichen gleichmäßig um die Oberfläche des Kopfes verteilt. Im stirnseitigen Bereich ist eine etwas größere Ausnehmung 4 vorgesehen, als beispielsweise am Übergangsbereich zu dem Schaft 2.
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Der Kopf weist am Randbereich der Ausnehmungen 4 jeweils eine Schneide 1 auf, welche sich ringwulstartig um die Hälfte des Umfangs der jeweiligen Ausnehmung 4 erstreckt und über die Kontur des Kopfes 3 übersteht. Die schneidende Kante der Schneide 1 ist der Ausnehmung 4 zugewandt. Bei einer Bewegung längs einer zu bearbeitenden Oberfläche ergibt sich somit eine abraspelnde Schneidwirkung, welche mit einer Käseraspel vergleichbar ist. Die Schneiden sind dabei so angeordnet, dass sich bei Rotation des Instruments um seine Rotationsachse 7 die Schneiden an dem hinteren Randbereich der Ausnehmungen befinden. Gemäß 4 erfolgt eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn.
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Die Schnittansicht der 3 zeigt, dass sich am Übergangsbereich von dem Kopf 3 zu dem Schaft 2 oder einem Hals 9, welcher den Kopf 3 mit dem Schaft 2 verbindet, eine Spülausnehmung 6 befinden kann, durch welche eine Reinigungsflüssigkeit in den Hohlraum 5 des Kopfes 3 einleitbar ist. Somit können die im Inneren des Kopfes 3 befindlichen Späne entfernt werden.
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Durch die gezeigte Anordnung der Ausnehmungen 4 und der Schneiden 1 ist das erfindungsgemäße Instrument sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung schneidend einsetzbar.
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Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausgestaltungsvariante, bei welcher der Kopf 3 als Kugel ausgestaltet ist. Die Ausnehmungen 4 sind in Form von Bohrungen in den Kopf 3 eingebracht. Sie können entweder als Sacklöcher ausgestaltet sein oder sich, wie in 6 gezeigt, durch den Kopf erstrecken. Die Mittelachsen der bevorzugt runden Ausnehmungen 4 können radial zum Mittelpunkt des kugelförmigen Kopfes 3 ausgerichtet sein, es ist jedoch auch möglich, diese in einem Winkel zur Radialrichtung zu neigen, um die Schneidwirkung des Randes der Ausnehmungen 4, welche die Schneiden 1 bilden, zu verbessern.
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Die 6 zeigt, wie erwähnt, eine Ausnehmung 4, die sich quer durch den gesamten Kopf 3 erstreckt. Entsprechend ist es möglich, bei radialer Anordnung, bezogen auf die Kugelmitte des Kopfes 3, die Ausnehmungen 4 alle jeweils miteinander zu verbinden. Auch dies führt zu einer optimierten Spanabfuhr.
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Die Erfindung wurde anhand eines Rosenbohrers beschrieben. Das erfindungsgemäße Instrument ist jedoch auch für chirurgische Zwecke einsetzbar, beispielsweise, um Minimalinvasiv-Bearbeitungen von Knochenmaterial oder von Gelenken vorzunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schneide
- 2
- Schaft
- 3
- Kopf
- 4
- Ausnehmungen
- 5
- Hohlraum des Kopfes
- 6
- Spülausnehmung
- 7
- Rotationsachse
- 8
- Schale
- 9
- Hals
