DE2331023C3 - Bohr- bzw. Fräsapparat für die Zahnheilkunde - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohr- bzw. Fräsapparat für die Zahnheilkunde, mit einem Griffteil in Form eines zahnärztlichen Handstückes oder eines Winkelstückes, in dem eine Welle gelagert ist, einem

to drehfest mit der Welle gekuppelten Werkzeug in Form eines Bohrers oder Fräsers, das einen Längskanal aufweist der am Arbeitsende des Werkzeuges nach außen mündet und mit einer mit dem Längskanal kommunizierenden Zuleitung für die Zuführung von

Kühlflüssigkeit zum Werkzeug.

Beim Bohren an Zähnen und insbesondere auch beim aohren und Fräsen an Kieferknochen besteht das Problem, die durch die Reibung des Werkzeuges an der abzutragenden Zahn- bzw. Knochensubstanz entstehende Wärme abzuführen, um zu verhindern, daß durch die starke Erhitzung eine Schädigung der nicht abzutragenden Substanz eintritt Schädigungen sind schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zu erwarten. Die von Zahn- bzw. Kochensubstanz noch verträgliche höchste Temperatur liegt bei etwa 50° C.

Es ist bekannt Reibungswärme dadurch abzuführen, daß eine Kühlflüssigkeit in Form von Wasser oder physiologischer Kochsalzlösung möglichst nahe an den Ort der Wärmeentstehung herangeführt wird. Zu diesem Zweck sind herkömmlich am zahnärztlichen Hand- bzw. Winkelstück Düsen für den Austritt von Kühlflüssigkeit angeordnet die Kühlflüssigkeit von außen auf das Werkzeug (Bohrer, Fräse) spritzen. Mit dieser Methode läßt sich zwar eine gute Kühlung des Werkzeuges erreichen, jedoch ist es häufig nicht möglich, die Wärme am Ort der Entstehung abzuführen, d. h. dort wo die Schneidflächen an der abzutragenden Substanz reiben. Dies gilt insbesondere dann, wenn in verhältnismäßig tiefen Löchern gebohrt wird oder mechanische Hindernisse den Zutritt der Kühlflüssigkeit zu den im Eingriff mit der abzufragenden Substanz befindlichen Werkzeugteil verhindern. Mit dem bekannten Verfahren ist also die Wärmeabfuhr häufig nur mittelbar über das Werkzeug möglich. Diese Art der Wärmeabfuhr genügt aber oft nicht, um eine unzuträgliche Erhitzung von Zahn- bzw. Knochensubstanz zu verhindern, weil naturgemäß der Wärmeübergang von der Substanz in das Werkzeug mangelhaft ist
Ein Nachteil der bisher angewendeten Methode

so besteht auch darin, daß verhältnismäßig große Mengen an Kühlmittel zugeführt werden müssen, um eine wenigstens einigermaßen ausreichende Kühlung zu erhalten. Die Abführung großer Mengen von Kühlflüssigkeit ist oft problematisch, so z. B. dann, wenn ein Patient in Liegestellung behandelt wird, die heute meist bevorzugt wird.

Bekannt ist auch ein Apparat der eingangs genannten Art (US-PS 31 36 059), der einen Luftturbinenantrieb aufweist wobei das Turbinenrad mit der Antriebswelle aus einem Stück besteht. Solche Apparate sind nicht geeignet tiefere Löcher in Zahn- oder Knochensubstanz zu bohren, weil das Drehmoment einer Luftturbine gering ist, so daß das Werkzeug in einer tiefen Kavität zum Stillstand kommen würde. Für Arbeiten in

h-. einer tiefen Kavität werden deshalb Apparate benötigt, die mittels eines Elektromotors angetrieben werden, meist unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes.

Bei chirurgischen Eingriffen muß in der Regel physiologische Kochsalzlösung als Kühlmittel verwendet werden, weil diese einen pH-Wert hat, der für Körpergewebe günstig ist Physiologische Kochsalzlösung nun hat, wie jede Kochsalzlösung die Eigenschaft, daß sie selbst korrosionsfeste Metallegierungen angreift Auch kann physiologische Kochsalzlösung durch Auskristallisieren von Salz oder durch andere Niederschläge Schaden verursachen. Zum Beispiel kann dadurch ein Blockieren von beweglichen Teilen des Apparates entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Apparat der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Werkzeug mit kräftigem Drehmoment antreibbar ist und die Zufuhr von Flüssigkeit unmittelbar an den Ort der Entstehung von Reibungswärme möglich ist, ohne daß die Lagerung der Antriebswelle oder eine eventuelle Getriebekammer mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Leitung ein feststehendes Röhrchen ist, das in den Längskanal hineinragt und eine im Längskanal angeordnete Dichtung durchgreift, die sich an den Außenumfang des Röhrchens anschrsiegt und den vorderen Teil des Längskanales nach hinten hin abschließt und daß die Welle form- oder kraftschlüssig mit einer Antriebseinrichtung kuppelbar ist

Durch Anordnung der elastischen Dichtung im Werkzeug selber wird verhindert, daß das Kühlmittel mit Teilen des Apparates in Berührung kommt, die vor der Dichtung liegen. Es kann deshalb ohne Schaden für den Apparat auch physiologische Kochsalzlösung oder ähnliches Kühlmittel verwendet werden.

Die Verwendung einer gewöhnlichen elastischen Dichtung ist deshalb möglich, weil das Röhrchen einen nur kleinen Durchmesser hat und deshalb die Umfangsgeschwindigkeiten an der Anlage zwischen Dichtung und Röhrchen auch bei höheren Drehzahlen des Werkzeuges relativ gering sind. Die gegenüber einem Turbinenantrieb relativ niedrige Drehzahl eines motorgetriebenen Werkzeuges trägt ebenfalls dazu bei, daß die Umfangsgeschwindigkeit der am Röhrchen anliegenden Dichtfläche nicht zu groß wird.

Beim Gebrauch eines so ausgebildeten Apparates wird die Kühlflüssigkeit durch den Längskanal bis an das vordere Ende des Werkzeuges herangeführt und kommt deshalb nach seinem Austritt sofort mit der zu kühlenden Substanz in Berührung. Dies ist auch noch gewährleistet, wenn in einem tiefen Loch gebohrt wird oder wenn mechanische Hindernisse vorhanden sind, die eine wirksame Kühlung von außen her nicht ermöglichen würden. Hat dem erfindungsgemäßen Apparat kann wegen der unmittelbaren Heranführung des Kühlmittels an die zu kühlende Stelle mit verhältnismäßig kleinen Kühlmittelmengen gearbeitet werden, was die Abführungsprobleme vermindert Eine unzuträgliche Erhitzung von Kochensubstanz oder Zahnsubstanz kann auch noch vermieden werden, wenn verhältnismäßig rasch gearbeitet wird, d. h. pro Zeiteinheit verhältnismäßig viel Substanz abgetragen wird. Ein rasches Arbeiten war mit dem Bisher geübten Verfahren wegen mangelhafter Kühlung problematisch. Es mußten immer wieder Pausen eingelegt werden, um eine zu starke Erwärmung zu verhindern und ein tiefes Loch immer wieder in kurzen Abständen dadurch zu ni kühlen, daß nach Herausziehen des Werkzeuges Kühlflüssigkeit eingespritzt wurde.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist

zwischen der Außenwand des Röhrchens und der Wand des Längskanales ein als Rückströmkanal dienender Raum vorhanden, der über eine seitliche Austrittsöffnung ins Freie mündet Hierbei können der Austrittsöffnung Spüldüsen zugeordnet sein, aus denen in Richtung zur Austrittsöffnung hin gerichtete Spülstrahlen austreten. Bei einem solchen Apparat kann Kühlflüssigkeit und abgetragene Substanz auch aus einem tiefen Bohrloch zuverlässig herausbefördert werden. Dies ist wiederum von Vorteil für ein ununterbrochenes rasches Arbeiten, da Unterbrechungen des Fräs- oder Bohrvorganges zum Zwecke des Herausspülens von abgetragener Substanz nicht nötig sind.

Der Apparat kann zusätzlich zu der beschriebenen erfindungsgemäßen Kühleinrichtung mit einer an sich bekannten Kühleinrichtung ausgerüstet sein, die dem Arbeitsende des Werkzeuges von außen her Kühlflüssigkeit zuführt

In den Unteransprüchen sind wehere Ausgestaltungen bzw. Ausführungsformen der Erfindung definiert, die zum Teil auch bei der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der 7:;chnung erläutert werden, in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Apparat gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, bei dem das Werkzeug als Bohrer ausgebildet ist, wobei der Zustand während des Einsetzens eines Bohrers dargestellt ist und

Fig.2 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwischen dem Werkzeug und einem Winkelstück ein Führungsteil angeordnet ist

Die Hauptteile des Apparates nach F i g. 1 sind ein Winkelstück 1, ein Bohrer 2 und ein Röhrchen 3 für die Zuführung von Kühlflüssigkeit

Das Winkelstück 1 hat in bekannter Weise einen Griff 4, in dem eine Welle 5 gelagert ist und einen Kopf 6, in dem sich ein Führungsrohr 7 befindet Auf dem Führungsrohr 7 ist eine Hohlwelle 8 gelagert die ein Kegelrad 9 trägt das mit einem auf der Welle 5 sitzenden Kegelrad 10 kämmt Am oberen Ende der Hohlwelle 8 befindet sich eine Mitnehmerfläche 11.

Am Kopf 6 ist ein Schieber 12 angeordnet der einen Riegel 13 trägt

Die bis jetzt beschriebene Ausführung eines Winkelstückes ist an sich bekannt Neu ist daß sich im Schieber 12 eine nach oben offene Nut 14 befiiidet in die ein waagerechter Teil 3a des Röhrchens 3 einlegbar ist Die Nut 14 mündet in einen Durchbruch 15, durch den ein senkrechter Bereich 36 des Röhrchens 3 durchsteckbar ist Jenseits des Durchbruches 15 befindet sich an der Unterseite des Schiebers 12 eine Verlängerung 14a der Nut 14, die jedoch nach unten hin offen ist

Der Bohrer 2 hat einen Schaft 16 mit einer zentralen Bohrung 17. Am oberen Ende des Schaftes befindet sich in benannter Weise eine Mitnehmerfläche 18 und eine Verriegelung»- Ringnut 19 für den Eingriff des Riegels 13.

In den Schaft 16 ist das eigentliche Werkzeug 20 mittels Gewinde 21 eingeschraubt und mittels einer Kontermutter 22 "Ixiert In einer Ausnehmung 23 liegt eine weichelastische Dichtung 24 aus Gummi oder Kunststoff. Auch im Arbeitswerkzeug 20 ist ein Längskanal 25 angeordnet der mit dein Kanal 17 im Schaft 16 fluchtet Am unteren Ende des Bohrers 20 sind Querbohrung'en 26 angeordnet die in den Längskanal 25 münden.

Beim Einsetzen eines Bohrers wird bei zurückgescho-

benem Schieber 12 (gezeichnete Stellung) der Bohrer 2 mit seinem Schaft in das Führungsrohr 7 eingeführt, bis die Anschlagschulter 27 am unteren Ende des Führungsrohres anliegt. Hierbei kommt die Mitnehmerflache 18 am Schaft mit der Mitnehmerfläche 11 an der Hohlwelle zum Eingriff.

Nun wird das Röhrchen 3 mit seinem Teil 36 von oben her durch die Dichtung 24 hindurchgestoßen, bis der waagerechte Teil 3a am Grund der Nut 14 zur Anlage gekommen ist. Die Dichtung kann an der zu perforierenden Stelle geschwächt sein (in der Zeichnung nicht dargestellt). Nun wird der Vcrriegelungsschieber 12 nach rechts geschoben, wobei sich der Nutteil 14a über den Teil des Röhrchenbereiches 3a schiebt der der Knickstelle 28 benachbart ist. Hierbei tritt das linke Ende des verdickten Röhrchenteiles 3c in eine Nuterweiterung 29 ein. Aus der Betrachtung ist leicht zu ersehen, daß nach Verschiebung des Schiebers nach rechts das Röhrchen in axialer Richtung fixiert ist

Bei der Arbeit mit dem Apparat wird über das Röhrchen 3 Kühlflüssigkeit zugeführt, die dann durch den Längskanal 25 über die Querbohrungen 26 an die Arbeitsstelle gelangt. Ein Eindringen von Kühlflüssigkeit in die Kammer 30 ist durch die Dichtung 24 verhindert, wodurch die in der Kammer 30 enthaltenen Antriebsteile, so insbesondere auch das Winkelgetriebe 10, 9 vor schädlichen Einflüssen der Kühlflüssigkeit geschützt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig.2 hat der Apparat wieder ein insgesamt mit 31 bezeichnetes Winkelstück und ein insgesamt mit 32 bezeichnetes Arbeitswerkzeug, das jedoch in diesem Falle als Fräser ausgebildet ist. Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein insgesamt mit 33 bezeichneter Führungsteil vorgesehen. Der Maßstab von Fig. 2 ist kleiner als derjenige von F i g. 1, & h. der Fräser 32 ist in Wirklichkeit wesentlich größer als der Bohrer 20 bei der Ausführungsform nach Fig. 1, jedoch kleiner als in der Zeichnung dargestellt

Das Winkelstück 31 ist in Fig. 2 nur schematisch dargestellt Es ist gleich ausgebildet wie das Winkelstück nach Fig. 1, insbesondere enthält es auch ein Winkelgetriebe und eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle sowie ein Führungsrohr. Alle diese Teile sind zwecks Vereinfachung der Zeichnung weggelassen.

Der Führungsteil 33 hat einen Körper 34, an dem ein Führungsrohr 35 befestigt ist Im Körper 34 befindet sich eine Ausnehmung 36, die über eine Austrittsöffnung 37 nach außen mündet Der Körper 34 hat eine kalottenförmige Vertiefung 38, die auf eine Kalottenfläche 39 am Kopf des Winkelstückes 31 paßt Im Bereich des Kalottenansaues 39 sind zwei parallele waagerechte Bohrungen 40 vorgesehen, die einen seitlichen Abstand von der Längsachse 41 des Kopfes 6 haben. In Fig.2 ist nur eine dieser beiden Bohrungen 40 geschnitten. Im Körper 34 befinden sich zwei entsprechende Bohrungen 41, die mit den Bohrungen 40 fluchten, wenn der Führungsteil 33 auf den Kopf 6 aufgesetzt ist Durch die Bohrungen 40, 41 ist ein Schieber 42 durchsteckbar, der zwei parallele Stifte 43 aufweist Aus der Betrachtung der Zeichnung ist klar, daß nach Aufsetzen des Körpers 34 auf die Kalotte 39 und Durchstecken der Schieberstifte 43 durch die Bohrungen 40, 41 der Führungsteil 33 fest am Kopf 6 gehalten ist

Am Körper 34 ist ein Leitungssystem 44 angebracht, das eine Zuführungsleitung 45, Spüldüsen 46 sowie Kühldüsen 47 aufweist

Auch dem Apparat nach Fig.2 ist ein Röhrchen 3' zugeordnet, das im wesentlichen gleich ausgebildet ist wie das Röhrchen 3 nach Fig. 1. Der Unterschied besteht darin, daß der senkrechte Teil 3b' länger ί ausgebildet ist als der senkrechte Teil 3b beim Röhrchen 3 nach Fig. 1.

Der Fräser 32 besteht aus drei Hauptteilen, nämlich einem ersten in das Winkelstück 31 passenden Schaft 48, einem zweiten in das Führungsrohr 35 passenden Schaft

ι η 49 und einem Fräskopf 50.

Der erste Schaft 48 ist gleich ausgebildet wie der Schaft 16 des Bohrers nach Fig. 1, so daß er in das Winkelstück 31 paßt und sich mit dessen (in F i g. 2 nicht dargestellten) Antriebswelle 8 kuppeln läßt Anstelle

r> eines Bohrers ist in den Schaft der weitere Schaft 49 eingeschraubt, der auch eine weichelastische Dichtung 51 entsprechend der Dichtung 24 nach F i g. 1 festhält. Der Schaft 49 ist hohl und hat nur eine verhältnismäßig dünne Wand 54.

;o Der fräskopf 55 ;st cbcnfsKs hch! ausgebildet (Hohlraum 60) und hat nur eine dünne Wand 55. Der obere Teil des Fräskopfes hat den gleichen Außendurchmesser wie der Schaft 49 und ist mit diesem dadurch kuppelbar, daß nasenförmige Vorsprünge 56 am Schaft 49 und 57 am Fräskopf 50 ineinandergreifen. Am unteren Teil des Fräskopfes befinden sich Arbeitsschneiden 58. In den Vertiefungen zwischen den Schneiden sind langgestreckte Fenster 59 für den AustritC von Kühlflüssigkeit und den Eintritt von

w Bohrmehl sowie von Spülflüssigkeit vorhanden. Die

Fenster 59 haben eine so große Länge, daß der mit Schneiden versehene Teil des Fräskopfes korbartig

ausgebildet ist

Beim Zusammenbau des Apparates nach F i g. 2 wird

zunächst der Führungsteil 22 auf das Winkelstück 31 aufgesetzt und mittels des Schiebers 42 am Winkelstück 31 fixiert Vor dem Einsetzen des Werkzeuges in den Führungsteil 33 wird der Fräskopf 50 mit dem Schaft 49 gekuppelt Danach wird die so zusammengestellte Einheit in den Führungsteil 33 eingesteckt, wobei der Schaft 48 in das Winkelstück 31 eingeführt wird. Wenn der Schaft 49 und der obere Teil des Fräskopfes 50 im Führungsrohr 35 liegen, sind sie unverlierbar aneinander gehalten, da die Führung im Rohr 35 ein seitliches Ausweichen des Fräskopfes 50 gegenüber dem Schaft 49 und damit eine Entkupplung verhindert

Nun wird, wie anhand von F i g. 1 beschrieben, das Röhrchen 3' eingeschoben, wobei es die weichelastische Dichtung 51 durchstößt und mit seinem vorderen Ende

so bis nahe an das untere Ende des Fräskopf-Hohlraumes 60 gelangt Nun erfolgt die Verriegelung des Bohrers und des Röhrchens durch Verschiebung des Schiebers 12, wie anhand von F i g. 1 bereits beschrieben. Bei der Benutzung des Apparates wird sowohl über das Röhrchen 3* als auch über das Leitungssystem 44 Kühlflüssigkeit zugeführt. Hierdurch gelangt Kühlflüssigkeit in das vordere Ende des Hohlraumes 60 und tritt aus den Off nungen 59 ans, r unmittelbar an der Arbeitssteile Kühlflüssigkeit zur Verfügung steht Die

(>o Kühlflüssigkeit tritt auch durch die Durchbrüche 59 wieder in den Hohlraum 60 ein, wobei auch Bohrmel in den Hohlraum 60 geschwemmt wird. Da der Gesamtquerschnitt der Fenster 59 relativ groß ist, ist gewährleistet, daß die unter Druck zugeführte Kühlflüs-

(.-. sigkeit durch das bis in den Bereich der Fenster 59 reichende Röhrchen 3' an die Arbeitsstelle gelangt

Die Mischung aus Bohrmehl und Kühlflüssigkeit steigt im Raum 60 nach oben und tritt über die

Zwischenräume 6t zwischen einem Flansch 62 am Schaft 48 und dem Schaft 4M aus. Dieser Zwischenraum liegt bei zusammengebautem Apparat auf Höhe des Ausschnittes .36. Durch die SpüldUsen 46 wird eine Strömung hervorgerufen, die das Austreten der Flüssigkeit durch die Öffnung 37 erleichtert.

Während der Arbeit kann zusätzlich über die Kühldüsen 47 Kühlflüssigkeit ausgespritzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Bohr- bzw, Fräsapparat für die Zahnheilkunde, mit einem Griffteil in Form eines zahnärztlichen Handstückes oder eines Winkelstückes, in dem eine Welle gelagert ist, einem drehfest mit der Welle gekuppelten Werkzeug in Form eines Bohrers oder Fräsers, das einen Längskanal aufweist, der am Arbeitsende des Werkzeuges nach außen mündet und mit einer mit dem Längskanal kommunizierenden Zuleitung für die Zuführung von Kühlflüssigkeit zum Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung ein feststehendes Röhrchen (3; 3') ist, das in den Längskanal: (17,25; 60) hineinragt und eine im Längskanal angeordnete Dichtung (24; 51) durchgreift, die sich an den Außenumfang des Röhrchens (3; 3') anschmiegt und den vorderen Teil des Längskanales nach hinten hin abschließt und daß die Welle (8) form- oder kraftschlüssig mit einer Antriebseinrichtung kuppelbar ist

2. Apparat nach Anspruch t, mit einem als Winkelstück ausgebildeten Griffteil, das zur Fixierung des Werkzeuges einen Schieber aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrchen (3; 3') durch den Schieber (12) hindurchgeführt ist, eine 90°-Abbiegung (28) aufweist und stromaufwärts dieser Abbiegung in einer Nut (14) des Schiebers (12) liegt, die an der Schieberunterseite mündet

3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung an die Kammer des Griffteiles angeschlossen ist, in der die Welle (8) gelagert ist

4. Apparat nach einem '•er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwand des Röhrchens (3') und der Wand (54, 55) des Längskanales ein als Rückströmkanal dienender Raum vorhanden ist der über eine seitliche Austrittsöffnung (61,37) ins Freie mündet

5. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsöffnung (61,37) Spüldüsen (46) zugeordnet sind, aus denen in Richtung zur Austrittsöffnung (37) hin gerichtete Spülstrahlen austreten.

6. Apparat nach eimern der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß an den Griffteil (31) ein Führungsteil (33) angesetzt ist das ein Führungsrohr (35) aufweist und daß das Werkzeug (32) ein als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildeter Fräser (50) ist, der im Führungsrohr (35) geführt wird.

7. Apparat nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräser (50) mit einem ebenfalls im Führungsrohr (35) geführten Schaft (49) kuppelbar ist der seinerseits mit einem mit der Antriebswelle (8) gekuppelten Antriebsschaft (48) verbunden ist

8. Apparat nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (33) mit dem Griffteil (31) durch einen Riegel (42) verbunden ist, der zwei parallele Stifte (43) aufweist, die in miteinander fluchtende Bohrungen (41,40) am Führungsteil (33) und am Griffteil (31) eingreifen, wobei die genannten Bohrungen (41,40) beiderseits der Achse (41) des Führungsteiles (33) und im Abstand von dieser Achse verlaufen.

9. Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeug (32) eine an sich bekannte Außenkühleinrichtung (47) zugeordnet ist, die dem Werkzeug (32) von außen her Kühlflüssigkeit zuführt