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Bohrkopf
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Die Erfindung betrifft einen Bohrkopf zur Aufnahme von Knochenbohrern
oder -Fräsen, insbesondere für ein Präparieren von Knochenhöhlen zum Einsetzen enossaler
prothetischer Elemente.
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Unter der Bezeichnung Knochenbohrer oder Knochenfräse sollen pauschal
Bohrer oder Fräsen bzw. Fräser verstanden werden, mit denen im Bereich der Human-
und der Veterinärmedizin einschliesslich des Dentalbereichs eine Materialabnahme
von Zähnen, Knochen und knochenartigem Gewebe sowie von entsprechenden Ersatzmaterialien
vorgenommen wird.
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Bei der Herstellung von Knochenhöhlen zur Aufnahme von enossalen prothetischen
Elementen ist ein sehr exaktes Arbeiten notwendig, damit die Knochenhöhlen die erwünschten
Dimensionen und die notwendigen Ausrichtungen erhalten. Dies gilt im besonderen
Maß für Knochenhöhlen zur Aufnahme von Dentalimplantaten. Hier entstehen, bedingt
durch die geringe Ausdehnung des Kieferknochens, die in diesem verbliebenen Zähne
und den geringen zum Arbeiten zur Verfügung stehenden Raum zusätzliche Probleme.
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Insbesondere für die Aufnahme von Blattimplantaten und Glas-Kohle-Implantaten,
den gegenwärtig verbreitetsten Implantaten im Dentalbereich, sind grosse und exakt
figurierte Knochenhöhlen notwendig. Die Herstellung dieser Knochenhöhlen erfolgt
bislang freihändig mittels herkömmlicher, im Bereich der Dentalmedizin und der Chirurgie
üblicher Bohrer und Fräsen, die einzeln an entsprechenden Bohrköpfen gehaltert sind.
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Mit diesen Werkzeugen ist es sehr mühsam und zeitraubend, die erwünschten
Knochenhöhlen zu schaffen, und es gelingt trotz einer Verwendung von Markierungshilfen,
Schablonen und Lehren nicht immer, die notwendige Genauigkeit zu erreichen.
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Ein erheblicher Teil von Mißerfolgen bei der Herstellung enossaler
Implantate ist auf die vorstehend genannten Schwierigkeiten zurückzuführen. Wenn
beispielsweise die Knochenhöhle auch nur in Bereichen weiter ist als das aufzunehmende
Dentalimplantat, erhöht sich die Gefahr einer Infektion zwischen Implantat und Knochenwandung.
Des weiteren kommt es in diesen Bereichen zu einer Invagination von Zahnfleischgewebe,
so dass ein Verwachsen des Knochengewebes mit dem Implantat verhindert wird Geräte,
die ein einfaches, schnelles und genaues Präparieren von Knochenhöhlen ermöglichen,
gibt es bisher noch nicht.
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Man ist lediglich dazu übergegangen, zum einen die herkömmlichen Bohrköpfe
mit entsprechenden Untersetzungen zu versehen und mit geringen Toleranzen in den
Lagerungen, um ein zentrisches Laufen der Fräsen und eine Übertragung von hohen
Durchzugskräften auf diese zu gewährleisten. Eine andere Entwicklung betraf die
Verwendung schnellaufender Turbofräsen, die, wie die "Lindemann-Fräse", zum Präparieren
der Schlitze für Blattimplantate empfohlen werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher allgemein die Aufgabe zugrunde,
Werkzeuge zu schaffen, mit denen ein einfacheres, schnelleres und genaueres Präparieren
von Knochenhöhlen, insbesondere im Bereich des Kiefers möglich ist.
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Die vorliegende Anmeldung befasst sich diesbezüglich mit der Entwicklung
verbesserter Bohrkopf-Konstruktionen, während in einer Parallelanmeldung des Anmelders
Konstruktionen von für diese Zwecke besonders geeigneten Bohrern beschrieben sind,
die sich insbesondere zur Verwendung mit diesen Bohrköpfen eignen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Bohrkopf zur Aufnahme
von Knochenbohrern oder -Fräsen, insbesondere für ein Präparieren von Knochenhöhlen
zum Einsetzen enossaler prothetischer Elemente gelöst, der gekennzeichnet ist durch
eine Halterung für zumindest zwei mit ihren Drehachsen gegeneinander versetzte Fräsen
und durch einen Antriebsmechanismus zur gemeinsamen Betätigung derselben.
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Der erfindungsgemässe Bohrkopf ermöglicht es, gleichzeitig mit mehreren
Fräsen zu bohren, wobei sich die Bohrlöcher bei einer geeigneten Ausgestaltung der
Fräsen überlappen können.
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Da die Drehachsen der einzelnen Fräsen genau zueinander festliegen,
erhält man definierte, unter Umständen zumindest im oberen Bereich ineinander übergehende
Bohrungen, die gegebenenfalls nach Entfernen von dazwischen stehengebliebenen Knochenstegen
die erwünschten, für eine Aufnahme der prothetischen Elemente vorgesehenen Knochenhöhlen
bilden können.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass ein Auswandern der einzelnen
Fräsen auch dann nicht mehr auftritt, wenn an einer Stelle das Knochengewebe sehr
weich oder brüchig ist, da in diesem Fall die zumindest eine weitere Fräse die Führung
übernimmt.
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Der erfindungsgemässe Bohrkopf ermöglicht die Herstellung von einer
Vielzahl von Knochenhöhlen mit definierten, jedoch unterschiedlichen Formgebungen,
da in den einzelnen Halterungen des Bohrkopfes gleichzeitig Fräsen mit unterschiedlicher
Länge, unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlichem Verlauf des Bohrkopfes
in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es lassen sich hierdurch Knochenhöhlen
mit definierter Aussenkontur und in verschiedenen Bereichen unterschiedlicher Tiefe
erzeugen, wobei die Seitenwandungen bei sich überschneidenden Bohrlöchern einen
biskuitartigen Querschnitt erhalten, der bei entsprechender Formgebung der Implantate
einen optimalen und verwindungsfesten Sitz derselben im Kiefer gewährleistet, ähnlich
demjenigen, den der natürliche Zahn im Kiefer einnimmt.
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Da es bei dem erfindungsgemässen Bohrkopf nicht notwendig ist, jeweils
die Maximalzahl der möglichen Fräsen gleichzeitig zu haltern, ergeben sich für ihn
universelle Anwendungsmöglichkeiten, wobei er auch dort einsetzbar ist, wo man mit
einem Bohrer oder einer Fräse auskommt.
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Gemäss einer ersten besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung,
die sich besonders für ein Arbeiten im seitlichen Bereich der Kieferäste eignet,
sind zwei Fräsen in Längsrichtung des Bohrkopfes hintereinanderliegend an dessen
Unterseite anbringbar.
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Gemäss einer weiteren für den Schneidzahnbereich besonders geeigneten
Ausführungsform der Erfindung sind zwei Fräsen am vorderen Ende der Unterseite des
Bohrkopfes so anbringbar, dass die Verbindung ihrer Drehachsen im wesentlichen quer
zur Längsachse des Bohrkopfes verläuft. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform
sind zwei Fräsen an der Stirnseite des Bohrkopfes so anbringbar, dass ihre Drehachsen
in etwa
mit der Längsachse des Bohrkopfes fluchten. Diese Ausgestaltung
ist besonders preiswert herzustellen, da der kostspielige Winkeltrieb entfällt.
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Man erhält einen Drehmomentausgleich für die beiden angetriebenen
Fräsen, wenn der Antriebsmechanismus so ausgebildet ist, dass er die Fräsen zueinander
gegenläufig in Umdrehung setzt. Diesem Vorteil steht entgegen, dass eine links-
und eine rechtsbohrende Fräse verwendet werden müssen, die gegeneinander nicht austauschbar
sind. Zur Vermeidung von Verwechslungen werden in diesem Fall die Halterung für
die linksdrehende Fräse und deren Schaft anders gestaltet als die entsprechenden
Bauelemente für die rechtsdrehende Fräse.
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Eine einfache technische Ausführungsform für den gegenläufigen Antrieb
zweier Fräsen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus zwei miteinander
in Eingriff stehende Zahnräder enthält, deren Drehachsen mit den Drehachsen der
Fräsen fluchten und die in Kraft- oder Formschluss mit den Schäften der Fräsen stehen
oder bringbar sind, von denen der eine in an sich bekannter Weise direkt angetrieben
wird.
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Dieser Antriebsmechanismus kommt mit wenigen Bauelementen aus und
ist platzsparend im Kopfgehäuse anzubringen.
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Eine Unterscheidung zwischen links- und rechtsdrehenden Fräsen ist
nicht notwendig, wenn der Antriebsmechanismus gemäss einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung die Fräsen im Gleichlauf in Umdrehung setzt. Bei einer besonders einfachen
technischen Realisierung dieses Prinzips enthält der Antriebsmechanismus zwei Zahnräder,
deren Drehachsen mit den Drehachsen der Fräsen fluchten und die in Kraft- oder Formschluss
mit den Schäften der Fräser stehen oder bringbar sind, wobei die beiden Zahnräder
jeweils mit einem dritten Zahnrad in
Eingriff stehen und eines
der drei Zahnräder in an sich bekannter Weise angetrieben wird.
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Den vielfach auftretenden Erfordernissen, zwecks optimaler Anpassung
an die jeweiligen Gegebenheiten den Abstand der Fräsenachsen variieren zu können,
ist bei einer weiteren Ausführungsform des Bohrkopfes Rechnung getragen, indem zumindest
eines der Zahnräder verschwenkbar gelagert ist, wobei seine Drehachse bei einem
Verschwenken ein Stück eines Kreisbogens um die ortsfest verbleibende Drehachse
des benachbarten Zahnrades beschreibt. Hierbei ist es am zweckmässigsten, wenn das
angetriebene Zahnrad ortsfest gelagert verbleibt und zumindest das eine der beiden
mitlaufenden Zahnräder verschwenkbar ist. Wenn, was jedoch mit einem etwas grösseren
baulichen Aufwand verbunden ist, die beiden mitlaufenden Zahnräder verschwenkbar
sind, lässt sich erreichen, dass die Längsrichtung der von den Fräsen erzeugten
Bohrung auch bei einer Verstellung des Abstandes der Drehachsen eine gleichbleibende
Orientierung zu dem Bohrkopf behält. Eine Bedienungsperson des Bohrkopfes muss sich
daher bezüglich der Orientierung der Schnittrichtung nicht umgewöhnen, was aufgrund
der schlechten Zugänglichkeit des Arbeitsgebiets ein nicht zu unterschätzender Vorteil
ist.
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Gemäss einer weiteren, insbesondere für den Backenzahnbereich besonders
vorteilhaften Ausführungsform sind an der Unterseite des Bohrkopfes drei Fräsen
derart anbringbar, dass durch ihre Drehachsen ein Dreieck festgelegt ist. Die bei
geeigneten Fräserkonfigurationen entstehenden, im Querschnitt kleeblattartig ausgestalteten
Knochenhöhlen geben entsprechend gestalteten Implantaten einen hervorragenden Halt.
Selbstverständlich kann der Bohrkopf auch bei dieser Ausführungsform mit einer geringeren
Anzahl von Fräsen betrieben werden.
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Gemäss einer weiteren, für den Einsatz von blattförmigen Implantaten
besonders geeigneten Ausführungsform sind drei Fräsen an der Unterseite des Bohrkopfes
in dessen Längsrichtung hintereinanderliegend anbringbar, wobei die Drehachsen der
Fräsen vorzugsweise eine Gerade oder eine der Krümmung des Kieferbogens annähernd
entsprechende Kurve durchsetzen.
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Der Antrieb der drei Fräsen erfolgt vorzugsweise durch drei Zahnräder,
deren Drehachsen mit den Drehachsen der Fräsen fluchten, wobei die Zahnräder kraft-
oder formschlüssig in Wirkverbindung mit den Schäften der Fräsen stehen oder bringbar
sind, und wobei eines der Zahnräder mit den beiden anderen Zahnrädern in Eingriff
steht. Bei diesem einfachen Getriebe sind zwei der Zahnräder gleichlaufend, das
dritte entgegenlaufend angetrieben, was bei der Auswahl der entsprechenden Fräsen
zu berücksichtigen ist.
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Eine Verstellung im Abstand der einzelnen Drehachsen lässt sich erreichen,
wenn die Drehachse des Zahnrades, das mit den beiden anderen Zahnrädern in Eingriff
steht, festgehalten und die Drehachse von zumindest einem der beiden anderen Zahnräder
längs eines Kreisbogens um die Drehachse des feststehenden Zahnrades als Mittelpunkt
verschwenkbar ist.
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Die Probleme, die sich gegebenenfalls durch eine Unterscheidung von
links- und rechtsdrehenden Fräsen ergeben, lassen sich vermeiden, wenn der Antriebsmechanismus
die drei Fräsen in gleichlaufende Umdrehung setzt. Dies geschieht vorzugsweise durch
ein Zwischenzahnrad, das mit jedem der drei die Fräsen in Umdrehung setzenden Zahnrädern
in Eingriff steht.
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Gemäss einer weiteren besonders zweckmässigen Ausgestaltung sind zwei
Zwischenzahnräder vorgesehen, die mit dem ersten und zweiten bzw. dem zweiten und
dritten die Fräsen in Umdrehung setzenden Zahnrädern in Eingriff stehen. Die zuletztgenannte
Ausführungsform
ist vorzuziehen, wenn die Drehachsen der Fräsen so verschiebbar sein sollen, dass
sie zum einen eine dreieckförmige, zum anderen eine geradlinige Ausrichtung aufweisen.
Diese Verstellbarkeit wird zweckmässigerweise dadurch erreicht, dass zumindest eines
der Zahnräder, an dem lediglich ein Zwischenzahnrad angreift, um dieses Zwischenzahnrad
derart verscliwenkbar ist, dass seine Drehachse ein Stück eines Kreisbogens um den
Mittelpunkt des entsprechenden Zwischenzahnrades beschreibt.
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Man erhält ein einheitliches Gerät mit glatten und gut zu reinigenden
Oberflächen, wenn die Halterung aller Fräsen im Innern des Kopfgehäuses angebracht
ist. Für Fräsen mit dickeren Schäften, die hohe Drehmomente übertragen sollen, ist
eine kraftschlüssige Halterung durch Arretierfutter besonders geeignet. Ein solches
Arretierfutter enthält bevorzugt in an sich bekannter Weise eine um eine Achse verschwenkbare
Bohrerhalterungsklappe, die hakenartig in am oberen Ende der Schäfte angebrachte
Nuten eingreift.
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Insbesondere bei einer Verwendung von FG-Bohrern oder entsprechenden
Fräsen ist eine formschlüssige Halterung mittels eines Spannfutters günstig.
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Für die Handhabung des Bohrkopfes ist es besonders praktisch, wenn
alle Bauelemente des Antriebsmechanismus im Innern des Kopfgehäuses angebracht sind.
Der Antriebsmechanismus enthält vorzugsweise ein im Kopfgehäuse unten angeordnetes
Zahnradgetriebe, das eine drehfeste Verbindung der Fräsen gestattet, und einen an
sich bekannten Kegelradantrieb, der das Stirnradgetriebe antreibt. Diese Ausgestaltung
ermöglicht eine kleine Bauhöhe des Bohrkopfes und eine exakte Führung der Fräsenschäfte
in deren Eintrittsbereich in den Bohrkopf.
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Eine exakte Führung der Fräsen wird durch eine Konstruktion unterstützt,
bei der die Zahnräder auf ihrer Oberseite mit achsrohrartigen Hülsen versehen und
unten im Kopfgehäuse und/oder über die Hülsen oben im Kopfgehäuse durch Lager geführt
sind. Die achsrohrartige Hülse ist an ihrem oberen Ende bevorzugt mit einem nach
innen ragenden Ansatz versehen, der formschlüssig an einer Nut oder an einer Abschrägung
des Schafts einer in die Hülse eingeführten Fräse angreift. Der Schaft ist vorzugsweise
im Innern des Kopfgehäuses von einer Buchse geführt, die in die Unterseite des Kopfgehäuses
eingesetzt ist und sich im Innern der achsrohrartigen Hülse bis unter den Ansatz
erstreckt, der den Antrieb der Fräsen bewirkt. Die Buchse kann dabei als unteres
Lager für das Zahnrad dienen. Die achsrohrartige Hülse wird bevorzugt an ihrem oberen
Ende aussen in einem Führungslager aufgenommen.
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Gemäss einer weiteren, insbesondere für eine Halterung von FG-Fräsen
besonders geeigneten Ausführungsform ist die achsrohrartige Hülse als Spannhülse
ausgebildet. Diese Konstruktion kommt gegenüber der vorstehend erwähnten mit einem
geringeren Ansatz von Bauteilen aus. Durch eine einstückige Ausbildung des Zahnrades
und der achsrohrartigen Hülse lässt sich eine besonders genaue Führung erreichen.
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Mit einer der achsrohrartigen Hülsen ist vorzugsweise im oberen Bereich
ein Antriebskegelrad verbunden, das in Eingriff mit einem Ritzel steht, welches
am Ende der Antriebswelle des Bohrkopfes angebracht ist.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Bohrkopfes
enthält der Antriebsmechanismus ein im Kopfgehäuse oben angeordnetes Getriebe, das
die Fräsen drehfest miteinander verbindet, und einen an sich bekannten Kegelradantrieb,
der das Getriebe antreibt. Diese Ausgestaltung empfiehlt sich insbesondere dann,
wenn Änderungen des Ubersetzungsverhältnisses erwünscht sJ,5,d" f
Es
ist praktisch, wenn das Antriebskegelrad mit einem der Zahnräder des Stirnradgetriebes
starr verbunden ist oder einen Teil desselben bildet.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Bohrkopfes ist ein Kegelradantrieb im Kopfgehäuse angebracht, während ein Getriebe,
welches eine drehfeste Verbindung der Fräsen gestattet, und/oder die Halterung von
zumindest einer Fräse ausserhalb des Kopfgehäuses angeordnet sind. Diese Ausführungsform
ermöglicht ein Umrüsten bekannter Bohrköpfe, ohne dass dabei deren Antrieb oder
deren Kopfgehäuse ausgetauscht werden muss. Eine derartige Umrüstung geschieht bevorzugt
mittels eines Adapters, der mit einem herkömmlichen Bohrkopf zur Aufnahme eines
Bohrers oder einer Fräse lösbar in Verbindung tritt und auch nach der Umrüstung
die Halterung in dem Schaft zumindest einer Fräse bildet. Der Adapter ist zweckmässig
als Aufsteckeinheit ausgebildet, welche auf die Unterseite des herkömmlichen Bohrkopfes
derart aufbringbar ist, dass die eine Fräse mit ihrem Schaft von dem herkömmlichen
Bohrkopf aufgenommen und in Umdrehung versetzt wird. Der Adapter übernimmt dabei
eine lösbare Halterung für zumindest eine zweite Fräse. Die Verbindung des Adapters
mit dem herkömmlichen Bohrkopf geschieht zweckmässigerweise durch ein Befestigungselement,
das in eine Ausnehmung der Aufsteckeinheit lösbar einbringbar ist und an der Wandung
oder der Oberseite des herkömmlichen Bohrkopfes angreift. Des weiteren empfiehlt
sich eine Arretierung, welche ein Verdrehen des Adapters gegenüber dem herkömmlichen
Bohrkopf verhindert.
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Eine besonders kleinbauende Ausführungsform des Adapters ergibt sich,
wenn dieser einen nach oben stehenden gabelartigen Arm enthält, der an dem Hals
des herkömmlichen Bohrkopfes angreift und dort arretiert gehalten wird.
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Es ist besonders günstig, wenn ein der Unterseite des herkömmlichen
Bohrkopfes gegenüberliegender Teil des Adapters um die Drehachse einer in den herkömmlichen
Bohrkopf eingesteckten Fräse verschwenkbar ist. Hierbei kommt vorzugsweise ein Arretierungsmechanismus
zur Verwendung, welcher den verschwenkbaren Teil des Adapters in diskreten Winkellagen
lösbar festhält.
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Der verschwenkbare Teil des Adapters besteht bevorzugt aus einer Platte,
die in ihrem mittleren Bereich eine Durchtrittsöffnung für den Schaft einer Fräse
aufweist und an ihrem Rand eine Reihe von Verbindungselementen trägt, die mit einem
zugehörigen Verbindungsglied des gabelartigen Fortsatzes lösbar in Eingriff stehen,
wobei auf dem den Verbindungselementen bezüglich der Durchtrittsöffnung gegenüberliegenden
Bereich der Platte die lösbare Halterung für den Schaft zumindest einer zweiten
Fräse angebracht ist.
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Wenn ein herkömmlicher Bohrkopf umgerüstet werden soll, ist es bisweilen
vorteilhaft, wenn das Getriebe, welches die Fräsen drehfest miteinander verbindet,
Zahnräder enthält, die mit dem Schaft der Fräsen starr verbunden und mit den Fräsen
vom Bohrkopf entfernbar sind. Hierdurch lassen sich ohne grossen Aufwand Abstandsänderungen
erzielen, insbesondere dann, wenn auch die in der Platte angebrachte Halterung für
den Schaft zumindest einer weiteren Fräse verstellbar ist.
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Die Zahnräder sind vorzugsweise auf dem oberen Rand der Fräsen aufgesetzt
oder bilden den oberen Teil derselben.
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Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist das Getriebe, welches die
Fräsen drehfest miteinander verbindet, im Adapter angebracht.
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Es ist schliesslich günstig, wenn am Bohrkopf zumindest eine Düse
zum Aufbringen eines Kühlmediums auf die Fräsen und/ oder den jeweiligen Arbeitsbereich
vorgesehen ist. Die Düse wird zweckmässigerweise so angebracht, dass sie das Kühlmedium
zwischen die Fräsen und/oder bei hohlen Fräsen ins Innere derselben abgibt.
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Für die meisten Anwendungsgebiete ist es erwünscht, wenn die Halterung
die Schäfte der Fräsen so lagert, dass deren Drehachsen parallel zueinander verlaufen.
Das Getriebe, welches eine drehfeste Verbindung der Fräsen gestattet, ist in diesen
Fällen bevorzugt ein Stirnradgetriebe.
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Es sind jedoch Anwendungsfälle denkbar, bei denen eine Halterung vorzuziehen
ist, welche die Schäfte der Fräsen so lagert, dass sich die Drehachsen von zumindest
je zwei derselben schneiden. In diesem Fall dient als Getriebe, welches eine drehfeste
Verbindung der Fräsen gestattet, vorzugsweise ein Kegelradgetriebe.
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Es ist ferner zweckmässig, den Antriebsmechanismus für die Fräsen
so auszubilden, dass er wahlweise einen Stillstand von zumindest einer der in dem
Bohrkopf eingespannten Fräsen ermöglicht, während die restlichen Fräsen umlaufen.
Die stillgehaltene Fräse kann als Lehre oder Führung für die Fortführung des Bohrvorganges
mit der zumindest einen nicht angehaltenen Fräse dienen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen
ersichtlich:
Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform
des erfindungsgemässen Bohrkopfes mit hintereinanderliegenden Fräsen und einen von
diesen in einem schematisch dargestellten Kieferkamm erzeugten Hohlraum; Figur 2
zeigt eine entsprechende perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen Bohrkopfes mit zwei nebeneinanderliegenden Fräsen; Figur
3 zeigt eine entsprechende perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemässen Bohrkopfes, der mit drei Fräsen versehen ist, deren Drehachsen
die Ecken eines Dreiecks bilden; Figur 4 zeigt eine entsprechende perspektivische
Ansicht von einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Bohrkopfes mit
drei in Reihe hintereinanderliegenden Fräsen; Figur 5 zeigt teilweise aufgebrochen
und teilweise im Querschnitt den Aufbau des erfindungsgemässen Bohrkopfes, wobei
in Fig.Sa ein kraftschlüssiger Antrieb, in Fig.Sb ein formschlüssiger Antrieb der
Fräsen wiedergegeben ist; Figuren 6 mit 12 zeigen in schematischer Darstellung Varianten
für das Getriebe, welches die Fräsen drehfest miteinander verbindet, wobei die Fig.6
mit 8 eine Anordnung von zwei Fräsen, die Fig.9 mit 12 eine Anordnung von drei Fräsen
betreffen; Figuren 13 mit 18 zeigen Varianten des erfindungsgemässen Bohrkopfes
bezüglich des Antriebsmechanismus, bei dem jeweils eine in dem Bohrkopf gelagerte
Welle von einem Stirnradgetriebe gedreht wird, wobei das die Fräsen verbindende
Getriebe in Fig.13 von einem unten im Kopfgehäuse angebrachten Stirnradgetriebe,
in Fig.14 von einem oben im Kopfgehause angebrachten Stirnradgetriebe, in Fig.15
von einem unten im Kopfgehäuse angebrachten in Kette
angetriebenen
Stirnrad-Dreierantrieb, in Fig.16 von einem unten im Kopfgehäuse angebrachten zentral
angetriebenen Stirnrad-Dreierantrieb, in Fig.17 von einem aussen als Einheit auf
den Bohrkopf mit den Fräsen aufgestecktem Stirnradantrieb und in Fig.18 von einem
auf einen herkömmlichen Bohrkopf aufgesteckten Adapter-Getriebeaufsatz gebildet
ist; Figur 19 zeigt teilweise im Schnitt einen auf einen herkömmlichen Bohrkopf
aufgesteckten Adapter; Figur 20a zeigt im Schnitt eine weitere Ausführungsform eines
Adapters zur Umrüstung eines herkömmlichen Bohrkopfes, bei dem die Befestigung mittels
eines gabelartigen Arms erfolgt, der an dem Hals des herkömmlichen Bohrkopfes angreift;
Figuren 20b und 20c zeigen zwei Schnittansichten von Schäften, wie sie bei Fräsen
verwendet sind, die bevorzugt mit dem erfindungsgemässen Bohrkopf verwendet werden;
Figur 21 zeigt eine teilgeschnittene Seitenansicht längs der Linie XXI-XXI von Fig.20
auf den gabelartigen Brm des Adapters; Figur 22 zeigt in Schnittansicht die weitere
Ausführungsform eines Adapters zur Umrüstung eines herkömmlichen Bohrkopfes; Figur
23 zeigt eine Aufsicht auf eine verschwenkbare Platte des in Fig.22 gezeigten Adapters
längs der Linie XXIII-XXIII von Fig.22.
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Gleiche oder gleichwirkende Teile sind in den Figuren mit gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen an einer Griffhülse
1 über ein Zwischenstück 2 mit seinem Hals 3 befestigten Bohrkopf 4, der mit zwei
in Richtung der Längsachse V-V des Bohrkopfes hintereinanderliegenden Fräsen 5a
und 5b versehen ist. Unterhalb der Fräsen 5a und 5b ist in einem schematisch dargestellten
Kieferkamm 6 eine Knochenhöhle 7 dargestellt, die von den Fräsen 5a und 5b gebildet
ist und einen biskuitartigen Querschnitt aufweist. Diese Gestaltung der Knochenhöhle
zeigt, dass die Schäfte 8a und 8b der Fräsen 5a und 5b in dem Bohrkopf so gelagert
sind, dass der Abstand A zwischen ihren Drehachsen 9a und 9b kleiner ist als die
Summe der Radien der einzelnen Fräsen.
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Dies ist aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Fräsen möglich,
da diese aus einer Reihe von über den Umfang verteilten diskreten, materialabhebenden
Elementen bestehen, die in ihrer Gesamtheit die Fräsen als korbartige Gebilde erzeugen.
Die Fräsen 5a und 5b sind in dem Bohrkopf 4 derart gehaltert, dass sie bei einer
gegensinnigen Drehung ineinandergreifen. Die materialabhebenden Elemente bestehen
im dargestellten Fall aus Stäben, deren Oberflächen diamantiert, dh. mit grobem
Diamantstaub beschichtet sind. Diese, eine Überlappung in den Schnittflächen ermöglichende
offene Konstruktion der Fräsen verhindert ein Verstopfen derselben und ermöglicht
eine gute Wärmeabfuhr aus dem Arbeitsgebiet.
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Des weiteren ermöglicht sie die einfache Zufuhr eines Spül-und Kühlmediums,
das von einer Düse lo, wie durch die Strichlierung schematisch dargestellt, in den
Bereich der Fräsen abgegeben wird. Der erfindungsgemäss Bohrkopf kann selbstverständlich
auch mit Fräsen verwendet werden, bei denen die Summe der maximalen Radien kleiner
oder gleich dem Abstand A der Drehachsen ist. Derartige Fräsen mit kleinerem Durchmesser
werden bevorzugt zum Vorbohren verwendet, wobei die von ihnen gebildeten getrennten
Bohrkanäle bei einem anschliessenden Aufbohren, beispielsweise mittels der
in
Fig.1 dargestellten Fräsen 5a und 5b, als Führung dienen. Ein Ausweichen der Fräsen
wird hierdurch verhindert.
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Die in Fig.1 dargestellten Fräsen 5a und 5b erzeugen aufgrund ihrer
nahezu über die gesamte Länge parallel zu den Schäften verlaufenden Aussenkanten
der Fräsenköpfe Knochenhöhlen mit geradzylindrischen Seitenwandungen. Für Implantate
insbesondere im Dentalbereich wird jedoch im allgemeinen einer sich nach unten verjüngenden
Kontur der Fräsen der Vorzug gegeben, wie sie beispielsweise in Fig. 2oa angedeutet
ist.
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Der Bohrkopf 4 besteht aus einem Kopfgehäuse 11, das an seiner Oberseite
mit einem Deckel 12 verschlossen ist. Der Deckel 12 kann um eine Schraube 13 als
Drehachse verschwenkt werden, um die Schäfte 8a und 8b der Fräsen zu haltern oder
freizugeben. Das Verschwenken des Deckels 12 erfolgt mittels eines in einer Sicke
des Zwischenstücks 2 einrastenden Verschlusshebels 14 Die in Figur 2 dargestellte
Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen von Fig.1 lediglich dadurch, dass
die Fräsen 5a und 5b nebeneinander liegen und quer zur Längsachse eines entsprechenden
Bohrkopfes 4a gehaltert sind, was die Herstellung einer Knochenhöhle 7 im Schneidezahnbereich
des Kiefers vereinfacht. Die Schäfte der Fräsen verlaufen (wie auch bei den anderen
Ausführungsbeispielen) parallel zueinander.
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Figur 3 zeigt eine den Fig.1 und 2 entsprechende Darstellung eines
Bohrkopfes 4b, der im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Beispielen auf seiner
Unterseite drei Fräsen 5a, 5b und 5c haltert, deren Drehachsen durch die Ecken eines
Dreiecks hindurchgehen.
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Es entsteht hierdurch bei Verwendung von einander überlappenden Fräsen
ein Knochenhohlraum 7b mit einem kleeblattartigen Querschnitt. Der in Fig.3 gezeigte
Bohrkopf 4b eignet sich besonders für eine Präparation im rückwärtigen Kiefer.
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Figur 4 zeigt in entsprechender Darstellung einen Bohrkopf 4c, der
in Längsrichtung des Bohrkopfes aufgereiht drei Fräsen 5a, 5b und 5c haltert, mit
denen eine mit seitlichen Einschnürungen versehene schlitzartige Knochenhöhe 7c
erzeugt werden kann, welche sich besonders zur Aufnahme von blattartigen Implantaten
eignet. Es ist grundsätzlich auch möglich, den Bohrkopf mit einer Halterung zu versehen,
die noch weitere Fräsen aufnimmt. Eine solche Konstruktion ist jedoch auf besondere
Anwendungsfälle beschränkt. Die Bohrköpfe müssen auch nicht jeweils mit der Maximalzahl
der von ihnen aufnehmbaren Fräsen betrieben werden.
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Die Abstände A, B und C zwischen den einzelnen Drehachsen 9a, 9b und
9c können konstant oder, wie später insbesondere anhand von Fig.8 näher erläutert,
variabel sein, wobei sie grössenordnungsmässig in einem Bereich von etwa 2,5 mm
bis etwa 1o mm, vorzugsweise etwa 2,8 mm bis etwa 6 mm liegen, wenn der Bohrkopf
im Dentalbereich verwendet wird.
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Figur 5 zeigt das Beispiel eines Bohrkopfes, bei dem sämtliche Elemente
der Halterung für die Fräsen und den Antriebsmechanismus im Innern des Kopfgehäuses
11 angebracht sind.
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Der Bohrkopf ist mit einer Halterung für zwei in Längsrichtung hintereinanderliegende
Fräsen 5a und 5b versehen und entspricht somit in etwa der in Fig.1 dargestellten
Ausführungsform.
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Bei dem in Figur 5a dargestellten Bohrkopf 4d ist das Kopfgehäuse
11, das sich vom Hals 3 nach unten erweitert, mit
zwei den Bodenbereich
parallel durchsetzenden Gewindebohrungen 15 und 16 versehen, in welche rohrartige
Buchsen 17 und 18 von oben eingeschraubt sind, bis sie mit Bünden 19 und 20 an einer
Ausdrehung des Bodenbereichs des Kopfgehäuses anliegen. Die Buchsen sind des weiteren
auf ihrer Aussenseite mit bundartigen Vorsprüngen 21 und 22 versehen, die als Widerlager
für Stirnräder 23 und 24 dienen, die miteinander in Eingriff sind und im unteren
Bereich des Kopfgehäuses 11 ein Getriebe bilden, das die Fräsen 5a und 5b drehfest
miteinander verbindet. Die Stirnräder 23 und 24 sind einstückig mit achsrohrartigen
Hülsen 25 und 26 verbunden, die sich bis zum oberen Rand des Kopfgehäuses 11 erstrecken.
Die oberen Enden der achsrohrartigen Hülsen 25 und 26 sind über verstärkte Bereiche
in Gleitlagern geführt, die von Bohrungen eines Innendeckels 27 gebildet werden,
der in das Kopfgehäuse so eingelassen ist, dass er mit dessen Oberkante fluchtet.
Die achsrohrartigen Hülsen 25 und 26 ragen an ihren oberen Enden nach innen vorstehende
Ansätze 28 und 29, die mit Ausnehmungen oder flachgeschliffenen Bereichen an den
Enden der Schäfte 8a und 8b in Eingriff treten und diese hierüber antreiben. Die
rohrartigen Buchsen 17 und 18 reichen im Innern der achsrohrartigen Hülsen 25 und
26 bis knapp unter die Vorsprünge 28 und 29 hinauf und führen diese über ihre gesamte
Länge. Ihre Innendurchmesser sind so gewählt, dass sie Lager für die Schäfte 8a
und 8b der Fräsen bilden.
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Die Halterung der Fräsen 5a und 5b in dem Bohrkopf 4d erfolgt mittels
einer Bohrerhalterungsklappe 31, die zwei nach einer Seite offene hakenartige Ausnehmungen
32 und 33 enthält, welche bei der in Fig.Sa dargestellten Lage der Bohrerhaiterungsklappe
31 in Ringnuten 34a und 34b an den oberen Enden der Schäfte 8a und 8b eingreifen
und diese in ihrer Lage halten. Die Bohrerhalterungsklappe 31 ist mit einem nach
unten ragenden Vorsprung 35 versehen, der in einer entsprechenden, kreisbogenförmigen
Nut in der Oberfläche des Innendeckels 27
um einen bestimmten Winkelbetrag
verschoben werden kann.
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Die Bohrerhalterungsklappe steht mit einem weiteren nach oben ragenden
Vorsprung 36, der in eine entsprechende Ausnehmung des Deckels 12 hineinragt, mit
diesem in Verbindung, so dass sie durch eine Drehung des Deckels 12 unter die Schraube
13 als Drehachse so weit verschwenkt werden kann, bis die Schäfte 8a und 8b aus
den hakenartigen Ausnehmungen 30a und 30b herausgelangen und nach unten aus dem
Bohrkopf 4d gezogen werden können.
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Bei dem in Figur 5a dargestellten Beispiel enthält der Deckel 12 an
seiner Unterseite sacklochartige Ausnehmungen im Bereich der Drehachsen der Fräsen,
in welche die oberen Enden der Schäfte 8a, 8b hineinragen.
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Diese Ausnehmungen gehen durch den Deckel 12 hindurch, wenn Fräsen
verwendet werden sollen, deren Schäfte mit mehreren Ringnuten versehen sind, die
längs der Drehachse in Abständen voneinander angeordnet sind. Diese Ringnuten entsprechen
jeweils den Ringnuten 34a, 34b. Hierdurch kann von zwei in den Bohrkopf gespannten
Fräsen die eine weiter in den Bohrkopf eingeschoben sein als die andere. Die unteren
Enden der Fräsen stehen in diesem Fall unterschiedlich weit unter dem Bohrkopf vor.
Es lassen sich hiermit "biskuitartige" Knochenhohlräume erzeugen, die in verschiedenen
Bereichen unterschiedlich tief sind.
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Bei einem Bohrkopf für zwei Fräsen reicht es grundsätzlich aus, lediglich
für eine derselben diese Verstellmöglichkeit vorzusehen.
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Der Antrieb des Bohrkopfes erfolgt in üblicher Weise mittels eines
Kegelradgetriebes. Das Kegelradgetriebe enthält ein auf die achsrohrartige Hülse
26 aufgestecktes Antriebskegelrad 37, das mit diesem über einen Stift 38 drehfest
verbunden ist. Mit dem Antriebskegelrad 37 kämmt ein Ritzel 39,
das
auf dem vorderen Ende der Antriebswelle 40 sitzt und rnit einem Gleitlager 41 aus
der Sicht der Zeichnung von rechts in den Bohrkopf einschiebbar ist.
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Im Boden des Kopfgehäuses 11 ist zwischen den Gewindebohrungen 15
und 16 eine Düse 42 angebracht, die von einer nicht näher dargestellten Leitung
im Innern des Bohrkopfes 4a mit einem Kühlmedium versorgt wird. Die Düse 42 gibt
das Kühlmedium in den Bereich zwischen die Fräsen 5a und 5b und in das Innere der
Fräsen ab, so dass eine gute Spül- und Kühlwirkung erzielt wird.
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Die Lagerung der Stirnräder 23 und 24, der oberen Enden der achsrohrartigen
Hülsen 25 und 26 sowie der Schäfte 8a und 8b bei ihrem Eintritt in das Kopfgehäuse
11 kann auch durch Kugellager erfolgen anstatt, wie im dargestellten Fall, durch
Gleitlager.
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Der Zusammenbau des in Figur 5a dargestellten Bohrkopfs geschieht
folgendermaßen: In das Kopfgehäuse 11, dessen Deckel 12 und 27 abgenommen sind,
werden zunächst von oben die rohrartigen Buchsen 17 und 18 festgeschraubt, bis ihre
Bünde 19 und 20 an dem Boden des Kopfgehäuses 11a liegen. Anschliessend werden die
Stirnräder 23 und 24 von oben über die rohrartigen Buchsen 17 und 18 geschoben,
wobei das Antriebskegelrad 37 bereits mit dem Stirnrad 24 verbunden ist. Hierbei
ist darauf zu achten, dass die Ansätze 28 und 29 derartige Winkellagen einnehmen,
dass die einzusetzenden Fräsen 5a und 5b kämmend ineinandergreifen können.
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Anschliessend werden in beliebiger Reihenfolge das mit der Welle 40
verbundene Ritzel 39 und der Innendeckel 27 eingebracht. Nach Auflegen der Bohrerhalterungsklappe
31 und
des Deckels 12 wird die Schraube 13 festgedreht, womit der
Zusammenbau des Bohrkopfes beendet ist. Die in die rohrartigen Buchsen 17 und 18
anschliessend eingeführten Schäfte 8a und 8b der Fräsen 5a und 5b werden durch Verdrehen
des Deckels 12 und der mit diesem verbundenen Bohrerhalterungsklappe 31 in dem Bohrkopf
gehaltert. Die Fräsen 5a und 5b können nun bei einer Drehung des Ritzels 39 über
das Antriebskegelrad 37 und das aus den Stirnrädern 23 und 24 bestehende Getriebe
im entgegengesetzten Drehsinn angetrieben werden.
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Bei der in Figur 5b dargestellten Ausführungsform des Bohrkopfes 4e
werden die Schäfte 8a und 8b der Fräsen von Spannhülsen 43 und 44 kraftschlüssig
aufgenommen, die in Lagern 45 und 46 im Boden des Kopfgehäuses 11 sowie gegebenenfalls
an entsprechenden, nicht näher dargestellten Lagern an der Oberseite des Kopfgehäuses
geführt sind. Auf den unteren Teilen der Spannhülsen 43 und 44 sind die Stirnräder
23 und 24 befestigt, die, wie im Beispiel von Fig.Sa, von dem Antriebskegelrad 37
und dem Ritzel 39 angetrieben werden.
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Das Kopfgehäuse 11 ist in diesem Fall mit einem festen Deckel 47 versehen,
der lediglich zum Zusammenbau des Bohrkopfes abgenommen wird. Beim Zusammenbau dieses
Bohrkopfes werden die mit den Zahnrädern 23, 24 und 37 versehenen Spannhülsen 43
und 44 von oben in das Kopfgehäuse eingeführt und mit ihren unteren Enden in den
Lagern 45 und 46 gehaltert. Nach Anbringen des Deckels und Einschieben des Ritzels
ist der Bohrkopf betriebsbereit.
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Im folgenden sollen die in den Figuren 6 bis 12 dargestellten Getriebevarianten
näher erläutert werden, welche die von dem Bohrkopf gehaltenen Fräsen antriebsmässig
miteinander verbinden. In der schematischen Darstellung bezeichnen alle mit einer
Schrägschraffur versehenen Kreise die Schäfte der rotierenden Fräsen, deren Drehachsen
durch die Mitten dieser Kreise hindurchgehen. Die jeweils angetriebene Achse kennzeichnen
schwarz ausgemalte Segmente. Die durch Kreuze gekennzeichneten Punkte geben die
Drehachsen von Zwischenzahnrädern wieder, welche einen Gleichlauf der mit ihnen
in Verbindung stehenden Zahnräder bewirken. Durch Pfeile sind die Drehrichtungen
der Zahnräder wiedergegeben.
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Das in Figur 6 angedeutete Getriebe entspricht einer Anordnung, wie
sie in Fig.S verwirklicht ist. Hier werden die Zahnräder 23 und 24 im Gegensinn
bewegt, wobei der Schaft 8a direkt angetrieben ist.
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Bei dem Getriebe der Figur 7 steht ein angetriebenes Zwischenzahnrad
48 mit den Zahnrädern 23 und 24 in Verbindung, so dass diese gleichsinnig angetrieben
werden.
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Das Getriebe der Figur 8 entspricht im wesentlichen demjenigen von
Fig.7, wobei jedoch in diesem Fall der Schaft 8a das Zahnrad 24 direkt antreibt.
Die Besonderheit dieses Getriebes besteht darin, dass die Drehachse 9b für den Schaft
8b um die Drehachse 49 des Zwischenzahnrades 48 längs eines Kreisbogens So verschwenkt
werden kann, so dass sie beispielsweise aus der strichliert dargestellten Lage 9b1
in die Lage 9b2 gelangt. Der Radius des Kreisbogens So entspricht der Summe der
Radien der Zahnräder 23 und 48. Durch diese Schwenkbewegung wird der mit A bezeichnete
Abstand der
Drehachsen 9a, 9b geändert, wobei im dargestellten
Fall ein Verschwenken der Drehachse 9b1 nach 9b2 eine Ahstandsänderung von A1 nach
A2 bewirkt. Wenn anstelle des in Fig.8 dargestellten Falles, bei dem lediglich eine
Drehachse verschwenkt wird, beispielsweise bei der in Fig.7 dargestellten Anordnung,
beide den Zahnrädern 23 und 24 entsprechende Drehachsen gleichzeitig verschwenkt
werden, lässt sich erreichen, dass neben einer Abstandsänderung der Drehachsen jeweils
die gleiche Ausrichtung von ihren Verbindungslinien erhalten bleibt.
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Figur 9 zeigt den einfachsten Fall für ein Getriebe zum Antrieb dreier
Fräsen. Diese Anordnung basiert auf derjenigen von Fig.6, wobei ein weiteres Zahnrad
51, das den Schaft 8c der Fräse 5c antreibt, mit dem Zahnrad 23 kämmt. Das Zahnrad
51 ist hierbei gegenüber dem Zahnrad 24 niveauverschoben angebracht, so dass es
dieses nicht stört. Da der Schaft 8a angetrieben ist, sind die Zahnräder 24, 23
und 51 in Kette geschaltet, so dass sich die Zahnräder 24 und 51 im Gleichlauf drehen,
während sich das Zahnrad 23 mit ihnen im Gegenlauf dreht.
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Zur Erzielung eines Gleichlaufs zwischen den drei im Dreieck angeordneten
Fräsen wird bei dem in Fig.10 dargestellten Getriebe ein Zwischenzahnrad 52 vorgesehen,
das mit den Zahnrädern 23, 24 und 51 kämmt.
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Figur 11 zeigt ein für den Bohrkopf der Fig.4 geeignetes Getriebe,
bei dem die einzelnen Fräsen längs einer leicht gekrümmen Kurve angeordnet sind.
Je zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 23, 24 bzw. 51, 23 drehen sich
gegenläufig.
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Figur 12 zeigt schliesslich ein Getriebe, bei dem drei in Reihe angeordnete
Fräsen im Gleichlauf angetrieben werden, wozu gegenüber der in Fig.11 dargestellten
Anordnung zwischen je zwei der Zahnräder ein Zwischenzahnrad 53, 54 eingebracht
ist.
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Auch bei den in den Figuren 1o bis 12 dargestellten Ausführungsformen
des Getriebes kann selbstverständlich durch eine entsprechende Verschwenkung von
einzelnen Zahnrädern ein Verstellen des Abstandes zwischen den einzelnen Drehachsen
vorgenommen werden, wie dies für Fig.8 erläutert ist.
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Die Figuren 13 mit 18 zeigen schematisierte Längsschnitte durch verschiedene
Ausführungsformen des erfindungsgemässen Bohrkopfes, in denen einige Realisierungsmöglichkeiten
der vorstehend beschriebenen Antriebsschemata dargestellt sind.
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Fig.13 und 14 zeigen den Fig.6 entsprechenden Zweierantrieb, Fig.13
als unter dem Kegelradantrieb am Boden des Kopfgehäuses angeordnetes Stirnradgetriebe,
Fig.14 als oberhalb des Kegelradantriebs im oberen Bereich des Kopfgehäuses angeordnetes
Stirnradgetriebe. Fig. 15 zeigt ein Beispiel für den in Fig.9 dargestellten Dreierantrieb,
bei dem das aus den Zahnrädern 23, 24 und 51 gebildete Stirnradgetriebe im unteren
Bereich des Kopfgehäuses unterhalb des Kegelradantriebs angebracht ist. Fig.16 zeigt
ein Beispiel für den in Fig.10 dargestellten Dreierantrieb, wobei jedoch in Abweichung
hierzu anstelle des Zahnrades 24 das Zahnrad 52 von dem Kegelradantrieb gedreht
wird.
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Die Anordnung von Fig.17 entspricht im wesentlichen derjenigen von
Fig.13, wobei jedoch in diesem Fall das von den Zahnrädern 23 und 24 gebildete Stirnradgetriebe,
welches die
Schäfte 8a und 8b gegenläufig antreibt, ausserhalb
des Kopfgehäuses 11 angebracht ist, das lediglich den Kegelradantrieb mit dem Antriebskegelrad
37 und dem Ritzel 39 und Halterungen für die Schäfte 8a und 8b enthält. Die Zahnräder
23 und 24 sind, wie in der Figur angedeutet, mit den Schäften 8a und 8b verbunden
und am oberen Rand der Fräsen 5a und 5b angebracht. Das Getriebe, welches die Fräsen
drehfest miteinander verbindet, wird somit in diesem Fall durch das Aufstecken der
Fräsen gebildet.
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Fig.18 zeigt eine weitere Variante eines Zweierantriebs, bei welchem
das Kopfgehäuse 11 lediglich die Bauelemente eines herkömmlichen Bohrkopfes 55 aufnimmt,
dh. die Halterung für einen Schaft 56 sowie den aus Antriebskegelrad 37 und Ritzel
39 gebildeten Kegelradantrieb. Der von dem herkömmlichen Bohrkopf 55 aufgenommene
Schaft 56 stellt eine Antriebsverbindung zu einem Adapter-Getriebeaufsatz 57 her,
der in seinem Innern ein der Anordnung von Fig.7 entsprechendes Stirngetriebe enthält,
von dessen Zahnrädern 23 und 24 die Schäfte 8a und 8b gedreht werden.
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Figur 19 zeigt einen Adapter 58, mit dem ein herkömmlicher Bohrkopf
55 für einen gleichzeitigen Antrieb mehrerer Fräsen umgerüstet werden kann.
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Der Adapter 58 besteht aus einem topfartigen Gehäuse 59, welches auf
das Kopfgehäuse des herkömmlichen Bohrkopfes 55 in Richtung des Pfeils D von unten
aufsteckbar ist. Das Gehäuse 59 enthält im Bereich des Halses 3 des herkömmlichen
Bohrkopfes 55 eine Aussparung, durch welche der Hals 3, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
hinausragt. Das Gehäuse 59 entspricht mit seinen Innenkonturen im wesentlichen den
Aussenkonturen des herkömmlichen Bohrkopfes 55. Im Bodenbereich des Gehäuses 59
sind zwei zueinander parallele
Bohrungen 60 und 61 angebracht.
Die Bohrung 60, welche durch das Gehäuse 59 hindurchreicht, ist derart in diesem
angeordnet, dass sie bei auf den herkömmlichen Bohrkopf 55 aufgebrachtem Adapter
58 exakt mit der Bohrung des herkömmlichen Bohrkopfes 55 fluchtet, in welcher der
Schaft 8a eines Bohrers oder einer Fräse kraft- oder formschlüssig gehalten und
angetrieben wird. Die zweite Bohrung 61 reicht in dem Adapter 58 möglichst weit
nach oben, wobei sie den Schaft 8b der zweiten Fräse 5b führt. Die Bohrungen 60
und 61 sind als Lager ausgebildet und führen die Schäfte 8a und 8b. Die Bohrung
61 wird seitlich von einem Kanal 62 durchsetzt, in dem ein von einer Feder 63 nach
aussen vorgespannter Schieber 64 geführt ist. Der Schieber 64 reicht mit seinem
äusseren Ende bis über den Rand des Adapters hinaus und ist im dargestellten Fall
von einer Ausnehmung des Gehäuses 59 aufgenommen. Er enthält eine durchgehende Bohrung
65, deren Durchmesser grösser oder gleich dem Durchmesser der Bohrung 61 ist. Die
Bohrung 65 nimmt auf dem Schieber 64 eine derartige Lage ein, dass der mit einer
Ringnut 66 versehene Schaft 8b der Fräse 5b in die Bohrung 61 eingeschoben werden
kann, wenn der Schieber 64 gegen die Kraft der Feder 63 nach innen gedrückt ist.
Sobald der Schaft 8b die erwünschte Lage einnimmt, wird der Schieber 64 losgelassen,
so dass er von der Feder 63 wieder nach aussen geschoben wird, wobei er in die Ringnut
66 einrastet.
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Der Adapter 58 ist des weiteren mit einem Stift 67 versehen, der in
eine Bohrung im Boden des Kopfgehäuses 11 eingreift, um ein Verdrehen des Adapters
58 gegenüber dem herkömmlichen Bohrkopf 55 zu verhindern, falls dieser rotationssymmetrisch
ausgebildet ist. In diesem Fall kann auch bei Verwendung von aus der Zeichnung nicht
ersichtlichen
nebeneinanderliegenden und kreisförmig um die Drehachse
9a verteilten Bohrungen an der Bodenunterseite des Kopfgehäuses 11 bzw. an der Bodeninnenseite
des Gehäuses 59 und einem entsprechenden Verriegelungsmechanismus der Adapter um
diskrete Winkel zur Drehachse 9 verdreht werden.
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Diese Verdrehung ist jedoch durch die Breite der öffnung im Gehäuse
59 begrenzt.
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Der Adapter 58 enthält des weiteren als Befestigungselement einen
verschiebbaren Deckel 68, der in eine Nut 69 des Gehäuses 59 einschiebbar ist und
sich auf der Oberseite des herkömmlichen Bohrkopfes 55 abstützt. Der schubladenartige
Deckel 68 rastet mit einer kleinen Ausnehmung oder Sicke lösbar in einen seitlichen
Schnapp 70 ein.
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Das Getriebe, mit dem die Umdrehung des von dem herkömmlichen Bohrkopf
55 angetriebenen Schafts 8a der ersten Fräse auf den Schaft 8b der zweiten Fräse
übertragen wird, wird von zwei an der Unterseite des schuhartigen Adapters 68 angebrachten,
miteinander kämmenden Stirnzahnrädern 23 und 24 gebildet, deren Drehachsen mit den
Drehachsen der Schäfte 8a und 8b fluchten. Die Zahnräder 23 und 24 können über geeignete
Lager an der Unterseite des Gehäuses 59 gehaltert sein oder, wie in Fig.19 dargestellt,
auf den Schäften 8a und 8b der Fräsen befestigt sein, so dass sie mit diesen auf
den Adapter 58 aufgesteckt werden.
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Wenn der herkömmliche Bohrkopf 55 mit dem Adapter 58 verwendet werden
soll, wird dieser, nachdem der Deckel 68 aus der Nut 69 herausgeschoben ist, in
Richtung des Pfeils D von unten aufgesteckt, wobei der Stift 67 von entsprechenden
Bohrungen in dem Kopfgehäuse 11 und dem Gehäuse 69 aufgenommen wird. Anschliessend
wird der Deckel 68 wieder in die in Fig.19 gezeigte Lage zurückgeschoben. Nach einem
Einstecken
der Fräsen 5a und 5b in die Bohrungen 59 und 60 ist
das Gerät betriebsbereit, so dass die Fräse 5a von dem herkömmlichen Bohrkopf 55
und über die Zahnräder 23 und 24 auch die Fräse 5b angetrieben wird.
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Die in den Figuren 20 und 21 dargestellte Ausführungsform zeigt einen
Adapter 58a auf einem herkömmlichen Bohrkopf 55. Der Adapter 58a besteht aus einer
Grundplatte 71, welche in entsprechender Weise wie der Bodenbereich des Gehäuses
59 von der in Fig.19 dargestellten Ausführungsform mit parallel verlaufenden Bohrungen
72 und 73 versehen ist, welche die Schäfte 8a und 8b der Fräsen aufnehmen. Die Platte
ist auf einer Seite mit einem nahezu vertikal nach oben abstehenden gabelartigen
Arm 74 versehen, dessen zinkenartige freie Enden 75 und 76 den Hals 3 von unten
umfassen, wie dies insbesondere aus Fig.21 hervorgeht.
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Die Innenkontur der gabelartigen Enden entspricht genau der Aussenkontur
des Halses 3. Die freien Enden 75 und 76 des gabelartigen Arms 74 tragen auf ihren
Innenseiten je eine Sperrnase 77 bzw. 78. Die Sperrnasen bestehen, wie aus der Schnittdarstellung
hervorgeht, aus in Bohrungen der freien Enden 75 und 76 aufgenommenen und von Federn
79 vorgespannten Federhülsen, deren nach innen vorstehende Enden am oberen Bereich
des Halses 3 anliegen.
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Die Halterung der Schäfte 8a und 8b der beiden Fräsen sowie der Antrieb
derselben erfolgt entsprechend dem in Fig.19 dargestellten Beispiel, wobei jedoch
in diesem Fall die nicht direkt angetriebene, mitlaufende Fräse 5b bezüglich des
Bohrkopfes 55 nach rückwärts in Richtung auf das Zwischenstück 2 versetzt angebracht
ist. Dies geschieht zum einen, weil der aus der Grundplatte 71 und dem gabelartigen
Arm 74 bestehende Adapter 58a in diesem Bereich
eine grosse Festigkeit
aufweist, zum anderen, um die Gesamtdimensionen des mit dem Adapter versehenen Bohrkopfes
im Hinblick auf den geringen zur Verfügung stehenden Arbeitsraum im Mund eines Patienten
nicht zu gross werden zu lassen.
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Bei der in Fig.20 dargestellten Anordnung sind des weiteren die Schäfte
8a und 8b mit zumindest einer über die gesamte Länge und parallel zur Drehachse
verlaufenden Nut 80a oder 80b versehen. Fig.2ob zeigt den Querschnitt des Schafts
8a, der eine derartige Längsnut 80a trägt. Fig.2oc zeigt eine Variante des Schafts
8b, die mit drei sternartig über den Umfang verteilten Nuten 80b versehen ist. Die
Nuten erlauben, die Zahnräder 23 und 24 auf die Schäfte aufzustecken.
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Im Falle des angetriebenen Schafts 80a können sie ferner für einen
formschlüssigen Antrieb derselben in dem herkömmlichen Bohrkopf 55 dienen.
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Beim Zusammenbau des Adapters 58a mit dem herkömmlichen Bohrkopf 55
wird der gabelartige Arm 74 an den Hals 3 herangeführt und anschliessend kräftig
nach oben gedrückt, so dass die Sperrnasen 78 gegen die Kraft der Feder 79 nach
aussen bewegt und der Hals 3 zwischen die freien Enden 75 und 76 des gabelartigen
Arms 74 eingeführt wird. Die wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrenden Sperrnasen
halten ihn dort fest. Der Schaft 8a wird anschliessend durch die Bohrung 72 der
Grundplatte 71 eingeführt und in das Spannfutter des herkömmlichen Bohrkopfes 55
eingeschoben, wodurch gleichzeitig eine Zentrierung des Adapters erfolgt. Anschliessend
wird der Schaft 8b der zweiten Fräse in die Bohrung 73 eingeschoben und dort arretiert.
Die Anordnung kann nun in Betrieb genommen werden, so dass das auf die Welle 8a
über die Nut 80a aufgesteckte Zahnrad 24 das auf die Welle 8b über die Nut 80b aufgesteckte
Zahnrad 23 gegenläufig antreibt.
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Figur 22 zeigt eine weitere Variante eines Adapters 58b an einem herkömmlichen
Bohrkopf 55. Der Adapter 58b besteht aus einer verschwenkbaren Platte 81, in welcher
die Schäfte 8a und 8b für die Fräsen wie im Fall der Ausführungsbeispiele von Fig.19
und Fig.20 gehaltert sind. Die Platte 81 ist ebenfalls mit einem gabelartigen Arm
82 versehen, der nahezu senkrecht von einem ihrer Enden absteht und mit seinem oberen,
mit dem Hals 3 des herkömmlichen Bohrkopfes 55 in Eingriff tretenden Bereich dem
gabelartigen Arm 74 von Fig.21 entspricht.
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Im Unterschied zu dem in Fig. 2o dargestellten Adapter ist ferner
die Halterung für den Schaft 8b auf der dem Arm 82 abgekehrten Seite der Platte
81 angebracht. Die Platte 81 ist lösbar mit dem Arm 82 über einen Gewindezapfen
83 verbunden, der von der Unterseite des Arms 82 absteht und in eine Gewindebohrung
84 der Platte 81 eingeschraubt ist.
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Zwischen der Platte 81 und dem Arm 82 ist ein Dämpfungsglied 85 eingebracht,
das aus Gummi oder einem anderen elastischen Material besteht.
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Eine weitere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, in die Unterseite
des Arms 82 ein mit Innengewinde versehenes Sackloch einzubringen, in das von der
Unterseite der Platte 81 durch die Bohrung 84 eine Schraube lösbar eingedreht wird.
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Figur 23 zeigt, dass die Bohrungen 84 in der Platte 81 längs eines
Kreisbogens um die Drehachse 9a als Mittelpunkt angeordnet sind. Die Platte 81 lässt
sich somit in unterschiedlichen Winkeln zur Längsachse des Bohrkopfes ausrichten,
wenn man den Stift 83 in die verschiedenen Löcher einbringt.
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Konzentrisch zu den Bohrungen 84 verläuft in der Platte 81 eine Reihe
von weiteren diskreten Bohrungen 86, in die ein im Boden des Kopfgehäuses 11 aufgenommener
Stift 87 eingreift. Der Stift 87 dient zur Zentrierung des Adapters 58b.
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Die Bohrung 86 und der zugehörige Stift 87 können auch durch eine
andere Justierungseinrichtung ersetzt oder ganz weggelassen werden, wenn die Zentrierung
ausreicht, die von dem in den herkömmlichen Bohrkopf 85 eingeführten Schaft 8a des
Fräsers 5a bewirkt wird.
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Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen des Bohrkopfes oder Adapters
ist die Halterung für die Schäfte der Fräsen im allgemeinen so ausgebildet, dass
die Drehachsen der Fräsen parallel zueinander verlaufen. Für eine Reihe von Anwendungsbeispielen,
bei denen eine optimale Bifurkation des Wurzelbereichs der Knochenhöhlen und der
in diese eingesetzten Implantate erwünscht ist, kann es jedoch vorteilhaft sein,
wenn die Halterung die Schäfte so lagert, dass sich die Drehachsen von zumindest
je zweien der Schäfte in einem Punkt schneiden, der oberhalb der Unterkante des
Bohrkopfes liegt. Die Spitzen der Fräsen kommen daher weiter auseinander zu liegen
als deren Basen. In umgekehrter Weise lässt sich eine möglichst kleine Bifurkation
der erzeugten Knochenhöhlen und der in diese eingesetzten Implantate erhalten, wenn
die Halterung der Fräsen so ausgebildet ist, dass sich zumindest je zwei ihrer Drehachsen
in einem Punkt unter dem Bohrkopf schneiden. Die Spitzen der Fräsen kommen hierdurch
näher zusammen zu liegen als ihre Basen.
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Besonders die in den Fig.18 bis 23 dargestellten Ausführungsformen
sind für eine derartige Schrägstellung der Achsen geeignet, da dort lediglich Anpassungen
im Adapter und am Getriebe vorgenommen werden müssen, welches die Fräsen verbindet.
Bei dem Getriebe genügt es, die in den Figuren dargestellten Stirnräder durch entsprechende
Kegelräder auszutauschen,
was insbesondere leicht durchzuführen
ist, wenn die Zahnräder, wie in den Fig. 20a, b und c dargestellt, auf mit Nuten
oder im unteren Bereich mit Vorsprüngen versehene Schäfte aufgesteckt sind.
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Es ist des weiteren möglich, auch die in den Fig.18 bis 23 dargestellten
Ausführungsformen so abzuwandeln, dass mit ihnen mehr als drei Fräsen gleichzeitig
angetrieben werden können. Dazu müssen nur in dem Adapter Halterungen für weitere
Schäfte vorgesehen und das Antriebsgetriebe entsprechend einer der in den Fig.6
bis 12 beschriebenen oder entsprechenden Weise abgewandelt werden.
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Es ist schliesslich auch möglich, eine oder zwei der im Bohrkopf eingespannten
Fräsen stillstehen zu lassen, während die anderen Fräsen umlaufen. Die zumindest
eine stillstehende Fräse oder ein entsprechender mit einem Schaft von dem Bohrkopf
aufgenommener Abstandshalter kann zur Führung des Bohrkopfes insbesondere in bereits
vorher hergestellten Bohrungen oder Knochenhohlräumen dienen. Bei den entsprechend
den Fig.17 sowie 19 bis 22 aussen an dem Bohrkopf mit den Fräsen aufgesteckten Getrieben
reicht es aus, die Fräsen, die sich nicht drehen sollen, gegen entsprechende Fräsen
auszutauschen, die an ihrer Oberseite kein Zahnrad enthalten, oder, falls die Zahnräder
entsprechend den Fig.2oa bis 20c auf die Schäfte aufgeschoben sind, das Zahnrad
dieser Fräsen abzuziehen.
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Auch dann, wenn herkömmliche Bohrköpfe durch Adapter entsprechenden
Figuren 18 ff. zum erfindungsgemässen. Bohrkopf umgerüstet werden sollen, empfiehlt
es sich, die Aufnahmebohrung für den Schaft 8a, 8b zumindest einer Fräse so auszubilden,
dass diese in dem Bohrkopf in mehreren in Richtung der Drehachse voneinander verschobenen
Lagen gehalten werden
kann, falls ihr Schaft mit mehreren gegeneinander
in Drehrichtung versetzten umlaufenden Ringnuten versehen ist.
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Man kann hierdurch mit einem Satz gleicher Fräsen "biskuitartige"
Knochenhohlräume erzeugen, die in den einzelnen Bereichen unterschiedlich tief sind.
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Als konstruktive Maßnahme hierzu bietet es sich an, entweder den Deckel
des herkömmlichen Bohrkopfs entsprechend dem im Zusammenhang mit Figur Sa erläuterten
Fall im Bereich der Drehachse mit einer durchgehenden Bohrung zu versehen, oder
die zumindest eine zusätzliche Aufnahmebohrung in dem Adapter für die weiteren Fräsen
entsprechend lang oder oben offen auszubilden.
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L e e r s e i t e