DE19718938C1 - Dentalwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf ein Dentalwerkzeug, welches mit einem Schaft versehen ist, der mit einer Antriebsein­ richtung koppelbar ist, so daß ein Kopf des Werkzeuges in Drehung versetzbar ist.

In der zahnärztlichen Präparationstechnik und/oder für pro­ thetische Arbeiten ist es erforderlich, mittels spanabheben­ der Werkzeuge zu arbeiten. Der Stand der Technik zeigt un­ terschiedlichste Ausgestaltungsformen derartiger Werkzeuge zur Bearbeitung von metallischen oder keramischen Werkstof­ fen oder von Kunststoffen. Derartige Werkzeuge sind im we­ sentlichen in Form von Fräsern ausgebildet.

In der restaurativen Verfahrenstechnik werden, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, üblicherweise metallische Brücken oder Tragkonstruktionen eingesetzt, die mit Kunst­ stoff oder Keramik verblendet sind. Diese Konstruktionen er­ weisen sich hinsichtlich der Werkstoffe und der Herstel­ lungsverfahren jedoch in manchen Fällen als ungünstig, so daß versucht wurde, neuartige Werkstoffe zu entwickeln. So werden in jüngster Zeit glasfaserverstärkte Kunststoff- bzw. Composite-Technologien angewandt, um Brückenzahnersatz ohne jegliche Metallarmierungen zu erzeugen. Derartige Kunst­ stoff- bzw. Composite-Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit aus, insbesondere da es möglich ist, diese Werkstoffe mit Fasern zu verstärken.

Die hohe Festigkeit dieser faserverstärkten Werkstoffe bringt jedoch den Nachteil, daß diese mit üblichen Werkzeu­ gen für die Kunststoff-Bearbeitung nicht zufriedenstellend zerspanbar sind. Die Faserverstärkungen führen zu einem vor­ zeitigen Verschleiß der Schneiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dentalwerkzeug zu schaffen, welches bei einfachem Aufbau und einfacher Handhabbarkeit kostengünstig herstellbar ist und bei langer Standzeit die spanende Bearbeitung von faserverstärkten Kunststoffen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe somit durch ein Dentalwerkzeug mit einem Schaft und einem mit Schneiden versehenen Kopf, bei welchem die Schneiden im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und bei welchem benach­ barte Schneiden jeweils unterschiedliche Spanwinkel, Keil­ winkel und, davon abhängig, Freiwinkel aufweisen.

Das erfindungsgemäße Dentalwerkzeug zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Durch die unterschiedlichen Wirkwinkel der Schneiden ist es zum einen möglich, die Kunststoffmatrix in optimaler Weise spanend zu bearbeiten, zugleich können Schneiden vorgesehen sein, die zur Zerspa­ nung der Fasern besonders geeignet sind.

Erfindungsgemäß wird somit eine Kombination unterschiedlich­ ster Schneidengeometrien geschaffen, welche es ermöglichen, daß das Werkzeug sehr unterschiedliche Anforderungen hin­ sichtlich der spanenden Bearbeitung erfüllt.

In einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß benachbarte Schneiden jeweils eine unter­ schiedliche radiale Höhe aufweisen. Weiterhin kann es gün­ stig sein, wenn benachbarte Schneiden jeweils eine gleiche Teilung oder eine unterschiedliche Teilung aufweisen. Durch die den jeweiligen Einsatzbedingungen und Geometrien des Werkzeuges angepaßte Auswahl der Teilung werden optimale Schnittparameter gewährleistet, unerwünschte Nebenerschei­ nungen, wie beispielsweise Rattern, Riefenbildung oder ähn­ liches können ausgeschlossen werden.

Die erfindungsgemäßen Werkzeuge können in unterschiedlich­ ster Form ausgestaltet sein, beispielsweise zylindrisch bal­ lig, kegelig oder ähnliches. Die benachbarten Schneiden kön­ nen symmetrisch zueinander ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, diese asymmetrisch zueinander auszugestalten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Anordnungen von Schneiden periodisch wie­ derkehrend vorgesehen sind. Es können somit bestimmte Grup­ pen von einander zugeordneten unterschiedlichen Schneiden mehrfach am Umfang des Werkzeugs wiederholt werden.

Ein besonders günstiger Effekt des erfindungsgemäßen Werk­ zeugs ist dann gegeben, wenn die Schneiden einen negativen Spanwinkel aufweisen, dieser kann in einem Bereich von 0° bis -45° ausgestaltet sein. Hierdurch erhöht sich die Schnittleistung sowohl in der Kunststoffmatrix als auch bei den Fasern.

Erfindungsgemäß können die Schneiden entweder achsparallel oder gewendelt zur Drehachse des Schaftes angeordnet sein, es ist auch möglich, die Schneiden in einem vorderen zen­ trischen Bereich des Kopfes zusammenlaufen zu lassen.

Die erfindungsgemäßen Werkzeuge können aus unterschiedlich­ sten Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Werk­ zeugstahl, nicht rostendem Stahl oder Hartmetall.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine stirnseitige Draufsicht auf ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltungsva­ riante,

Fig. 3 eine stirnseitige Draufsicht auf ein weiteres Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 4 eine stirnseitige Draufsicht auf ein viertes Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs, und

Fig. 5 eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausge­ staltungsvariante,

Fig. 6 eine Schnittansicht der Ausgestaltungsvariante der Verzahnung gemäß Fig. 2, und

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht von aus dem Stand der Technik bekannten Fräser-Formen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind.

In Fig. 7 sind einige aus dem Stand der Technik u. a. auch aus der DE 8 81 557 bekannte Werkzeug-Formen dargestellt, die Werkzeuge umfassen jeweils einen Schaft 3 sowie einen Kopf 5. An dem Kopf 5 sind mehre­ re Schneiden 1 ausgebildet, welche geradlinig oder gewendelt sein können. Die Form des Kopfes kann den jeweiligen Ar­ beitsbedingungen angepaßt werden, er kann zylindrisch, kege­ lig, ballig oder in sonstiger Form ausgebildet sein. Weiter­ hin können die Schneiden in einem zentrischen Bereich 2 zu­ sammenlaufen.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen vier unterschiedliche Ausgestal­ tungsformen von erfindungsgemäßen Dentalwerkzeugen, jeweils in Stirnansicht auf das distale Ende des Werkzeuges.

Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem mehre­ re Schneiden mit unterschiedlichem Spanwinkel A und Keilwin­ kel B ausgebildet sind. Die Schneiden sind jeweils in Grup­ pen angeordnet, welche eine Teilung T bilden, die sich mehr­ fach um den Umfang des Werkzeuges wiederholt.

Innerhalb der Teilung T sind bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel drei Schneiden 1 ausgebildet. Die in Fig. 1 linke Schneide der Teilung T weist einen Spanwinkel A von 0° auf, der Keilwinkel B beträgt 30°. Die rechts zu die­ ser Schneide angeordnete Schneide ist symmetrisch, bezogen auf eine die Drehachse des Dentalwerkzeugs umfassende Ebene, ausgebildet, ihr Spanwinkel A ist negativ (-30°). Zwischen diesen beiden Schneiden ist eine V-förmige Spannut 4 vorge­ sehen. Die dritte, innerhalb der Teilung T vorgesehene Schneide weist wiederum einen Spanwinkel von 0° auf und gleicht der ersten Schneide, zwischen der zweiten und der dritten Schneide ist eine U-förmige Spannut von geringerer Tiefe ausgestaltet. Die Teilung T erstreckt sich über einen Winkelbereich von 30°.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn, ebenso bei den Ausfüh­ rungsbeispielen der Fig. 2 bis 6.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei wel­ chem die Teilung T ebenfalls 30° beträgt, die erste Schneide mit dem Keilwinkel B gleicht der ersten Schneide des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels. Auch die Form der Spannut 4 im Übergang zu der zweiten Schneide ist V-förmig ausge­ staltet, während die nachfolgende Spannut U-förmig ausgebil­ det ist. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die radiale Höhe der ersten und der drit­ ten Schneide gleich, während die zweite Schneide eine gerin­ gere radiale Höhe mit einer Höhendifferenz H von beispiels­ weise 0,2 mm aufweist. Die Schneiden innerhalb einer Teilung T zeichnen sich somit durch ungleichmäßige Schneidenhöhen aus.

Bei den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 ist jeweils eine gleiche Teilung vorgesehen.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 4 weisen eine un­ gleichmäßige Teilung auf, die beiden unterschiedlichen Tei­ lungen sind mit T1 und T2 dargestellt.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel weist, ebenso wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gleiche Schneidenhöhen auf, die Schneiden entsprechen hinsichtlich ihrer Form und ihrer Abfolge sowie der jeweiligen Spannut dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 1.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind zusätzlich zu der ungleichmäßigen Teilung T1 und T2 ungleichmäßige Spanraum­ tiefen vorgesehen, während der radiale Durchmesser oder die radiale Höhe der einzelnen Schneiden 1 jeweils gleich ist. Die ungleichmäßige Tiefe der Spanräume ist durch die Diffe­ renz H wiedergegeben.

Die Fig. 5 und 6 zeigen verdeutlichend Schnittansichten der Verzahnungen gemäß den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2, es sind hier insbesondere die unterschiedlichen Spanwinkel A, Keilwinkel B, Teilungen T sowie die Verzah­ nungstiefen Z1 und Z2 ersichtlich.

Das erfindungsgemäße Dentalwerkzeug zeichnet sich somit durch eine Abfolge unterschiedlicher Schneiden mit unter­ schiedlichen Wirkgeometrien aus, zusätzlich können unter­ schiedliche Spannuten vorgesehen sein. Sowohl die radiale Erstreckung der Schneiden als auch die radiale Tiefe der Spannuten kann unterschiedlich sein. Zusätzlich können die unterschiedlichsten Teilungen der sich periodisch wiederho­ lenden Schneidenanordnungen vorgesehen sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß die unterschiedlichen Werkstoffe inner­ halb der Composite-Materialien jeweils mit optimaler Schnei­ den-Geometrie spanend bearbeitet werden können.

Claims (15)

1. Dentalwerkzeug mit einem Schaft (3) und einem mit Schneiden (1) versehenen Kopf (5), dadurch gekennzeich­ net, daß die Schneiden (1) im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und daß benachbarte Schneiden (1) jeweils unterschiedliche Spanwinkel (A), Keilwinkel (B) und, davon abhängig, Freiwinkel aufweisen.

2. Dentalwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schneiden (1) jeweils eine unterschied­ liche radiale Höhe aufweisen.

3. Dentalwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß benachbarte Schneiden (1) jeweils eine gleiche Teilung (T) aufweisen.

4. Dentalwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß benachbarte Schneiden jeweils eine unter­ schiedliche Teilung (T) aufweisen.

5. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannuten (4) benachbarter Schneiden (1) jeweils eine unterschiedliche Tiefe auf­ weisen.

6. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schneiden (1) symme­ trisch, bezogen auf eine die Drehachse des Dentalwerk­ zeuges umfassende Ebene, zueinander ausgebildet sind.

7. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Schneiden (1) asymme­ trisch gestaltet sind.

8. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Schneiden (1) periodisch wiederkehrend angeordnet ist.

9. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (1) einen negativen Spanwinkel (A) aufweisen.

10. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (1) einen Spanwinkel (A) in einem Bereich von 0° bis -45° aufweisen.

11. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneiden (1) achsparallel zur Drehachse des Schaftes (3) angeordnet sind.

12. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schneiden (1) gewendelt zur Drehachse des Schaftes (3) angeordnet sind.

13. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Werkzeugstahl gefertigt ist.

14. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus nicht rosten­ dem Stahl gefertigt ist.

15. Dentalwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug aus Hartmetall gefertigt ist.