-
Verfahren zur Herstellung von Gelenkverbindungen Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gelenkverbindungen zwischen einem
ersten Gelenkteil aus einem in der Wärme oxydierbaren Metall und einem zweiten Gelenkteil
aus Metall, insbesondere auf die Herstellung solcher Gelenkverbindungen bei Zahnprothesen.
-
Bekannte Konstruktionen von Gelenkverbindungen für Zahnprothesen
sahen eine senkrechte Bewegung zwischen den verbundenen Teilen der Zahnprothese
vor. Eine Bewegung nach anderen Richtungen wurde durch einen Spielraum an der Verbindung
ermöglicht. Prothesen dieser Art sind schwierig und teuer herzustellen und haben
sich nicht durchgesetzt.
-
Andere Vorschläge bestanden aus Prothesen, bei denen die Prothesenteile
durch geschlitzte Metallstäbe, Löten, Schweißen u. ä. verbunden sind, Prothesen
dieser Art sind aber ebenfalls schwierig und teuer herzustellen und befriedigen
nicht.
-
Wohl ist es aus der Metallindustrie bekannt, Gelenke aus zwei Teilen
durch Gießen herzustellen.
-
Hierbei wird aber die Drehbarkeit der beiden ineinandergegossenen
Teile durch Schrumpfung des in die Höhlung des ersten Teils eingegossenen zweiten
Teils bewirkt. Um hierdurch einen hinreichenden Abstand der beiden Teile zu erzielen,
müssen diese eine gewisse Mindestgröße aufweisen, damit die Schrumpfung groß genug
ist. Für Gelenkverbindungen an Zahnprothesen, also bei sehr kleinen Teilen. wird
keine genügende Schrumpfung erzielt. Diese Schwierigkeit wird nun erfindungsgemäß
überwunden, indem man sich nicht darauf verläßt, daß der zweite Teil durch Bildung
einer Oxydhaut auf den Metallen bei hoher Temperatur nicht an dem ersten Gußteil
anhaftet und damit die Drehbarkeit verhindert. Vielmehr oxydiert man bewußt die
Berührungsstellen des ersten Teils mit dem zweiten Teil vor dem Angießen des zweiten
Teiles in Gelenkverbindung mit dem ersten Teil und schafft somit die sonst so gefürchtete
Oxydhaut in einer vorbildlichen, gleichartigen und sicher ein Anschmelzen verhütenden
Weise. Man benutzt also eine Eigenschaft, die sonst höchst unerwünscht ist, um einen
ganz bestimmten, besonders vorteilhaften Effekt zu erzielen.
-
Des weiteren ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung noch besonders
vorteilhaft, weil diese besondere Oxydationsstufe sich leicht und mit Sicherheit
in den normalen Arbeitsgang des Angießens einfügen läßt.
-
Man stellt daher nach der vorliegenden Erfindung zunächst das erste
Teil der Gelenkverbindung her,
dann formt man um dieses Gelenkteil in Gelenkverbindung
das zweite Gelenkteil aus einem in der Wärme entfernbaren Material, z. B. einem
Formwachs, umgibt jetzt beide Teile mit einer Formmasse und schmilzt nun die Modellmasse
unmittelbar aus, wobei man die Temperatur so hoch wählt, daß gleichzeitig mit dem
Ausschmelzen der Modellmasse für das zweite Teil die Teile des ersten Teils, die
nun durch das Ausschmelzen oder Ausbrennen der Modellmasse freigelegt werden, einer
Oxydation unterworfen werden. Man erzielt hierbei den Vorteil, daß diese Oxydation
nur an den Teilen erfolgt, an denen beim Angießen des zweiten Teils ein Anhaften
an dem ersten Teil stattfinden könnte, während die übrigen Teile, da sie ja in die
Formmasse eingebettet sind und der Oxydationsluft nicht zugänglich sind, an ihrer
Oberfläche nicht oxydiert werden. Nachdem so der Gießhohlraum in der Form geschaffen
ist und die freigelegten Teile des ersten Gelenkteils oxydiert sind, kann das Angießen
des zweiten Gelenkteiles erfolgen, und nach dem Erkalten und Erstarren der Modellmasse
können aus der Form nach deren Zerschlagen die beiden Teile nunmehr gelenkartig
gut umeinander drehbar, miteinander verbunden, herausgenommen werden.
-
Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen als Ausführungsbeispiel
der Herstellung von Gelenken für Zahnprothesen näher erläutert.
-
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Prothesenmodells,
auf dem eine teilweise fertiggestellte Nachbildung der Rugae bzw. der Gaumenfalten
befestigt ist; Fig. 2 ist eine in größerem Maßstab gezeichnete perspektivische Darstellung
einer Scharnierkonstruktion nach der Erfindung für distale Verlängerungen von Zahnprothesen;
Fig.3 zeigt als perspektivische Darstellung in größerem Maßstab sowie im zerlegten
Zustand die Teile eines Scharnierelements aus Metall und das vorbereitete Wachsmodell
für das dazu passende Teil; Fig.4 ist eine in größerem Maßstab gezeichnete Seitenansicht
des aus den Klammern, dem Scharnier und dem Sattel gebildeten Aggregats in seiner
nahezu fertiggestellten Form, wobei bestimmte Teile geschnitten dargestellt sind;
Fig.5 ähnelt Fig. 4, zeigt jedoch die Teile in einem Zwischenstadium der Bearbeitung;
Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines abgeänderten Scharnierteils aus
Metall.
-
F i g. 1 zeigt ein Oberkiefermodell 10, bei dem die noch vorhandenen
Zähne die sechs Vorderzähne und die ersten kleinen Backenzähne 12 und 14 auf beiden
Seiten umfassen. Das Modell zeigt die Gaumenfläche 16 und die zahnlosen Kamm abschnitte
18 und 20, auf welche die Zahnprothese zum Ersatz der hinteren Zähne aufgepaßt werden
soll.
-
Ferner zeigt die F i g. 1 die aus Metall gegossenen Prothesenteile
einschließlich der Rugaestäbe 22 und der Zahnklammern 26 und 28. Die Konstruktion
der Zahnklammer 26 geht deutlicher aus F i g. 2 hervor, auf der man erkennt, daß
die Klammer 26 zwei Ringklammerarme30 und 32 sowie einen Auflagearm 34 aufweist,
die sämtlich dem Pfeilerzahn 12 sorgfältig angepaßt sind, so daß diese Klammer im
Munde des Patienten unbeweglich ist. Die Klammer 28 ist von ähnlicher Konstruktion,
ist jedoch im Hinblick auf Unterschiede der Zahnform und die jeweils gegebenen Bedingungen
nicht in Einzelheiten mit der Klammer 26 identisch.
-
Zwischen der Klammer 26 und der Klammer 28 erstreckt sich die durchlaufende
Metallklammer 24, aus gebogenen Abschnitten bestehend, die sich genau den lingualen
Flächen der Vorderzähne anpassen; diese Klammer 24 ist mit den Klammem 26 und 28
starr verbunden. Um die Starrheit der Prothese noch zu steigern, ist in diesem typischen
Falle der Rugaeabschnitt22 so geformt, daß er sich den unregelmäßigen Falten im
harten Gaumen des Oberkiefers anpaßt.
-
An der Rahmenkonstruktion ist der skelettförmige Sattel 36 befestigt,
der die Basis für den Sattel 38 und die künstlichen hinteren Zähne 40, 42 und 44,
alle aus Kunststoff, bildet, wie man sie in Fig. 1 auf der rechten Seite erkennt.
Die Sattelrahmen sind der Längsachse des Kieferkamms angepaßt.
-
Der Sattelrahmen ist vorzugsweise aus Metall z. B. Gold oder Palladium
oder die unter dem Handelsnamen »Vitallium« erhältliche Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung.
-
Gemäß F i g. 2 und 3, die die bei der Konstruktion nach F i g. 1
verwendeten Scharnierelemente in größerem Maßstab zeigen, umfaßt das Scharnierglied
45 aus Metall einen Schaft 46 mit einem Scharnierkopf 50, der an seinen Enden mit
axial fluchtenden Lagerpfannen 52 versehen ist. Im vor-
liegenden Falle sind diese
Lagerpfannen konisch ausgebildet. Das andere Ende des Schaftes 46 ist an beiden
Seiten mit je einer Kerbe 54 versehen, und diese Kerben erleichtern die Herstellung
einer mechanischen Verbindung mit dem Metall, mit dem der Schaft bei der Herstellung
des Sattels 36 umgossen wird, so daß eine sichere Verankerung gewährleistet ist.
-
Bei dem als Handelsartikel an den Zahnarzt oder Zahntechniker gelieferten
Gegenstand ist ein Drehzapfenmodell 56 A aus Wachs vorgesehen, das zwei Drehzapfen
58 A aufweist, die jeweils in die Aussparungen bzw. Lagerpfannen 52 eingepaßt sind.
Bei der Lieferung greifen die aus Wachs bestehenden Lagerzapfen 58 A in die Lagerpfannen
52 ein, und die Lagerzapfen sind durch eine bügelförmige Anschlagstange 60 A verbunden,
die sich gemäß F i g. 5 bei 62 an die Oberseite des Schaftes 46 anlegt. Dieses Aggregat
unterscheidet sich somit von der Darstellung in F i g. 3 lediglich insofern, als
die Lagerzapfen 58A in die Lagerpfannen 52 eingreifen. Die kombinierte Vorrichtung
45, 56 A aus Metall bzw.
-
Wachs stellt das Grundelement der erfindungsgemäßen Scharnier- bzw.
Gelenkkonstruktion dar, und dieses Grundelement wird durch den Zahntechniker beim
Formen des Gelenks nach dem Wachsausschmelzverfahren verwendet, so daß dem Zahntechniker
ein vorgeformtes Modell eines sehr kompliziert geformten Gelenkteils zur Verfügung
steht.
-
Während des Einformens eines Modells in Wachs, und gewöhnlich nach
dem Formen der Klammern, der durchlaufenden Klammern und der lingualen Stäbe bzw.
der Rugaestäbe, ist es zweckmäßig, das Gelenkglied nach F i g. 3 in Wachs einzuformen,
wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dies geschieht mit Hilfe von Stangen oder Stäben
aus Wachs, die man dazu verwendet, den Raum zwischen dem Scharniermodell 56 A aus
Wachs, dem Wachsmodell 26 A für die Klammer 26 und dem Wachsmodell 36 A für den
Sattel 36 auszufüllen und zu überbrücken. Hierbei ist mit Vorsicht zu verfahren,
damit die Unterseite des Schaftes 46 in einem geringen Abstand von der benachbarten
Unterseite des Modells angeordnet wird, daß das zum Einformen dienende Material
in den Zwischenraum hineinfließen kann. Nach dem Einbringen des Schaftes 46 wird
der verbleibende Teil des Wachsskeletts in Wachs eingeformt und das Wachs so aufgetragen,
daß das Ende des Schaftes 46 mit den Kerben 54 von Wachs umgeben ist, und zwar unter
genauer Nachbildung des Modells für diesen Teil des Sattels.
-
F i g. 4 zeigt die Vorrichtung, nach dem sämtliche Metallteile hergestellt
sind, einschließlich des Scharnierelements 56 und der bügelförmigen Anschlagstange
60; F i g. 5 zeigt ein früheres Stadium des Herstellungsvorgangs, bei welchem ein
Teil der Anordnung noch als Wachsmodell vorhanden ist. Man beachte, daß die aus
Wachs gebildete Anschlagstange 60A in Fig. 5 an der benachbarten Fläche des Metallschaftes
46 bei 62 anliegt.
-
Die Herstellung der Zahnprothese aus »Vitallium« erfolgt bei einer
Temperatur von etwa 1100 bis etwa 1175° C, und während dieses Arbeitsgangs wird
das von der Form umschlossene Wachs ausgetrieben, so daß sich der Hohlraum bildet.
An Stelle von Wachs kann man für das Modell 56 auch Kunststoff, z. B.
-
Cellulosetriacetat, verwenden, vorausgesetzt, daß er sich bei dem
Wachsausschmelzverfahren verdampfen
läßt, ohne daß ein Ascherückstand
verbleibt. Hierbei werden die frei liegenden Teile des aus der Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung
hergestellten Gelenkteils 45 an ihrer Oberfläche oxydiert. Wenn das Metall der Drehzapfen
mit dem der Lagerpfannen 52 in Berührung kommt, verhindert die oxydierte Oberiläche
ein Verschmelzen mit dem in die Form eingegossenen Metall, so daß die Teile 45 und
56 des Scharnier- bzw. Gelenkkopfes frei gegeneinander drehbar sind.
-
Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, daß bessere Gelenke
erhalten werden, wenn man das schwenkbare zweite Teil des Gelenks an das vorgeformte
erste Gelenkteil angießt, so daß dieses das zweite Teil umfaßt. Es wurde nämlich
festgestellt, daß gegossene Bauteile, die das vorgeformte Bauteil umfassen, sich
beim Abkühlen zusammenziehen, so daß ein außerordentlich stramm sitzendes Gelenk
entsteht, wobei sich nicht die gewünschte Wirkung ergibt, wenn an den zusammenarbeitenden
Flächen des Gelenks kleine Fehler vorhanden sind.
-
Aus diesem Grunde bilden beim Gelenk entsprechend Fig. 2 die oxydierten
Flächen Teile des Elements mit den Lagerpfannen 52. Wenn das geschmolzene Metall
in den Hohlraum 52 gegossen wird und sich abkühlt, ergibt sich eine geringfügige
Schrumpfung, so daß man ein frei drehbares Gelenk erhält.
-
Andererseits wird das gekerbte Ende des Schaftes 46 mit dem flüssigen
Metall umgossen, so daß letzteres bei seiner Abkühlung schwindet und eine feste
mechanische Verbindung herstellt; obwohl kein Verschmelzen stattfindet, erhält man
praktisch eine unbewegliche Verankerung des Schaftes 46 in dem Ansatz 47 des Sattels
36.
-
Der bügelförmige Anschlag 60 soll die Bewegung des Sattelabschnitts
der Zahnprothese von dem Kieferkamm weg begrenzen. Es liegt auf der Hand, daß ein
frei schwenkbarer Sattel von dem Oberkiefer, dem er angepaßt ist, abfallen kann
und daß dies jedesmal dann stattfindet, wenn der Benutzer der Prothese den Mund
öffnet. Im vorliegenden Falle legt sich jedoch der Schaft 46 des Gelenkteils 45
an den Anschlag 60, der sich in seiner Nähe befindet, an und begrenzt diese unerwünschte
Bewegung.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung der einzelnen Teile ist ersichtlich,
daß die Bestimmung der Lage der Anschlagstange 60 gegenüber dem Sattel 36 dem Zahntechniker
überlassen bleibt, wenn keine andere Vorkehrungen getroffen sind. Insbesondere bei
Oberkieferprothesen ist es unerwünscht, zuzulassen, daß sich der Sattel 38 weiter
vom Kieferkamm 20 wegbewegt, als es der Fall ist, wenn die Prothese keinem Druck
ausgesetzt ist; die Lage der Anschlagstange 60 muß daher genau bestimmt werden.
Ferner ist es vielfach erwünscht, eine Schwenkbewegung der Prothese gegen den darunterliegenden
Kieferkamm zu begrenzen, um den auf den Kieferkamm ausgeübten Druck zu begrenzen
und um jede bemerkbare Bewegung der Prothese beim Kauen zu verhindern.
-
Um den Druck auf den Kieferkamm zu begrenzen und um die Bestimmung
der Lage der Anschlagstange60 zu erleichtern, ist das Gelenkteil45 aus Metall mit
einem hornähnlichen Anschlag 70 versehen, der auf der von dem Schaft 46 abgewandten
Seite des eigentlichen Gelenks angeordnet ist. Gemäß F i g. 5 trägt der Anschlag
bzw. Fortsatz 70 an seiner Oberseite ein Abstandsplättchen 72 aus Nickel, das
sich
vorzugsweise über die ganze Oberseite des Fortsatzes erstreckt und mit dieser durch
Punktschweißung verbunden ist. Die Anschlagstange 60 A wird in die in F i g. 5 gezeichnete
Lage gebracht, und wenn das Wachsmodell 26 A für die Klammer geformt wird, legt
sich eine Fläche 74A dieser Wachsform an die Oberseite des Abstandsplättchens 72
an. Die Zahnprothese wird nunmehr weiter bearbeitet, bis die Klammer 26, der Sattel
36 und das Scharnierteil 56 ein gemeinsames Bauteil bilden. In diesem Zustand wird
die Prothese in erhitzte konzentrierte Salpetersäure gebracht, damit das Nickel
mit der Salpetersäure reagiert, wodurch das Abstandsplättchen 72 aufgelöst wird.
Eine Reaktion zwischen dem »Vitallium« und der Salpetersäure findet hierbei nicht
statt.
-
Nach dem Entfernen des Abstandsplättchens 72 liegt die Anschlagfläche
74, die als Abguß der aus Wachs gebildeten Anschlagfläche 74 A entstanden ist, in
einem Abstand von der Oberseite des Fortsatzes 70, so daß zwischen dem Anschlag
60 und der benachbarten Oberseite des Schaftes 46 sowie zwischen dem Fortsatz 70
und der Anschlagfläche 74 das gewünschte Spiel vorhanden ist. Die Dicke des Abstandsplättchens
72 bestimmt die Größe der senkrechten Bewegung des Sattels 36, und man kann dieses
Spiel durch entsprechende Wahl der Dicke des Abstandsplättchens ändern. Gewöhnlich
wird das neue Prothesengelenk mit einem Abstandsplättchen 72 vorgeschriebener Dicke
geliefert, wobei diese Dicke normalerweise zwischen etwa 0,25 und etwa 0,38 mm liegt.
Der Zahntechniker braucht dann lediglich die Teile an Ort und Stelle in Wachs einzuformen,
ohne den Abstand bzw. das Spiel zwischen dem Schaft 46 und der Anschlagstange 60
bzw. zwischen dem Fortsatz 70 und der Anschlagfläche 74 zu berücksichtigen, da dieses
Spiel sich bei der weiteren Bearbeitung der Prothese automatisch ergibt.
-
F i g. 6 zeigt ein Gelenkteil 45 aus Metall, das mit dem in F i g.
3 dargestellten Gelenkteil identisch ist, jedoch mit der Abweichung, daß der hornähnliche
Fortsatz 70 fortgelassen ist. In die Lagerpfannen 52 greift jedoch ein Wachsmodell
56 A (Fig. 3) in der beschriebenen Weise ein. Die weitere Bearbeitung dieses Gelenks
erfolgt in der beschriebenen Weise, wobei jedoch kein Anschlag 74 gebildet wird.
-
Zwar wurde vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf die genauen Einzelheiten dieses Ausführungsbeispiels
beschränkt, denn es können die verschiedensten Abänderungen vorgenommen werden,
ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.