DE2930836C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Reinigen von Zähnen ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie umfaßt auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1.

Ein solches Verfahren ist be­ kannt aus der GB-PS 14 80 594. Um zu verhindern, daß die Fest­ stoffteilchen sich vollständig im Wasser des Strahls auflösen, ehe sie ihre abradierende Wirkung auf der Zahnoberfläche ent­ falten können, werden dort zwei alternative Maßnahmen getroffen: Ent­ weder wird als abradierender Feststoff ein in Wasser relativ un­ lösliches Material verwendet, oder es wird ein in Wasser lösli­ ches Material verwendet, dessen Teilchen dann aber mit einem an­ deren Material beschichtet sind, das der Auflösung oder Disper­ sion im Wasser widersteht. Dies bedeutet, daß das für Zahnpflege­ zwecke besonders günstige, leicht lösliche Natriumbikarbonat nicht verwendet werden kann.

Bei der ersten Methode, die auch in den US-PS 39 12 123 und US-PS 38 82 638 angewandt wird, verbleiben nach der Zahnreinigung im Munde unangenehme und auch zu Entzün­ dungen in den Zahnwurzelhauttaschen führende Feststoff­ teilchen.

Die zweite, mit Beschichtungen arbeitende Methode ist sehr aufwendig.

In Verbindung mit Zahnbürsten ist Natriumbicarbonat als wasserlösliches und den Zahnschmelz schonendes Zahn­ putzmittel seit über 100 Jahren bekannt (Gutachterlich: Clin. Prev. Dentistry, Band 5, No. 1, 1983, S. 17, 18).

Bei dem Verfahren gemäß GB-PS 14 80 594 ist es aber wohl wegen seiner guten Wasserlöslichkeit nicht in Be­ tracht gezogen worden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff derart weiterzubilden, daß Natriumbi­ carbonat ohne jegliche die Löslichkeit herabsetzende Modifizierungsbehandlung verwendet werden kann und dennoch eine optimale Abrasion erzielt wird. Diese Auf­ gabe wird durch das Verfahren nach dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen findet sich in den Unteransprüchen.

Aus den US-PS 38 82 638 und US-PS 39 72 123 ist es be­ kannt, neben einem die Feststoffteilchen mitführenden Gasstrahl mindestens einen Flüssigkeitsstrahl zu ver­ wenden.

Obwohl die dort verwendeten Feststoffteilchen in Wasser unlöslich sind, wird dennoch sorgfältig darauf geachtet (Vorurteil), eine Vermischung des Gas-Feststoffteil­ chen-Strahls und des Flüssigkeitsstrahls vor dem Auf­ treffen derselben auf der Zahnoberfläche zu vermeiden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Handstück mit einer Düse zur Abgabe des Gas-Feststoffteilchenstrahles; sowie des Was­ serstrahles,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Düse der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Schemazeichnung eines bevorzugten Förder- und Steu­ ergerätes, das in Verbindung mit dem Handstück der Fig. 1 eingesetzt werden kann; und

Fig. 3A zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Gerätes der Fig. 3.

Das Handstück (Fig. 1 und 2) umfaßt ein Rohr 3, an welchem das Ge­ rät im Einsatz gehalten wird. Ein Düsenkopf 4 ist in einem Abstand von einem Ende des Handstück-Rohres 3 mit Hilfe eines Blocks 5 und den angeschlossenen Rohren 6 und 7 befestigt. Das Rohr 6 ist mit einer zentralen Düse 8 im Kopf 4 verbunden und dient zum Fördern des Gas-Feststoffteilchenstromes.

Das Rohr 7 ist mit einer die zentrale Düse 8 umgebenden Ringdüse 9 verbunden und dient zum Fördern der Flüssigkeit (Wasser).

Das Gemisch aus Gas (Luft) und Feststoff (Schleifstoff) wird durch die Verbindungsleitungen 10 und 11 und das Wasser durch gesonderte Verbindungsleitungen 12 und 13 zu­ geführt. Vorzugsweise sind Teile der Leitungen 11 und 13 biegsam, so daß der Handgriff nach den Erfordernissen des Gerätes gehandhabt werden kann.

In Verbindung mit der nachstehenden Erklärung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Gerätes sei zunächst als bekannt vorausgesetzt, daß die Abgabe oder Entladung eines gasförmigen Strahles von einer Düse oder Abgabeöffnung eine das entladende Gas unmittelbar umge­ bende Unterdruckzone erzeugt. Diese Unterdruckzone ist im Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung vorhanden und erzeugt eine umge­ bende Induktionszone, welche unmittelbar den Strahl stromabwärts von der Strahldüse umschließt.

Als Folge der Erzeugung dieser Induktionszone wird jedes Strömungs­ mittel in der unmittelbaren Nachbarschaft des Entladungsstrahls in den Strahl eingesogen. Da nun die Ringdüse 9 das Wasser direkt in die den Strahl umgebende Induktionszone leitet, wird das Wasser vom Strahl mitgerissen. Somit wird das Wasser mit dem Strahl zur Zielfläche hin befördert und trifft dort zusammen mit den durch den Strahl mitgeführten Schleifstoffteilchen auf. Für die erwähnten Zwecke liegt die das Ende der Abgabe- Ringdüse 9 für das Wasser vorzugsweise geringfügig strömungsab­ wärts vom Ende der zentralen Düse 8, z. B. um eine Strecke x-x (Fig. 2) von etwa 0,015 Zoll bis etwa 0,032 Zoll (ca. 0,381 mm bis 0,8128 mm). Es sei bemerkt, daß die Strecke x-x in Abhängigkeit von der Eigenschaft des Natriumbikarbonats sowie von der durchzuführenden Arbeit und auch von der Mas­ se des Schleifstoffes sowie von der Geschwindigkeit des Luft- Schleifstoffstromes verändert werden kann.

Die biegsamen Leitungen 11 und 13 sind an einer Versor­ gungs- und Steueranlage (Fig. 3) angeschlossen. Eine Leitung 19 von einer Druckluftquelle mit beispielsweise 40-80 psi (4,81-5,70 kg/cm²) ist über ein Filter 20 und ein normalerweise geschlossenes Magnet­ sperrventil 21 mit Zweigleitungen 22 und 23 herangeführt. Die Lei­ tung 22 ist mit einem Druckregler 24 bestückt, welcher die Luft über die Verbindungsleitungen 25 und 26 an einen Schleifstoffmi­ scher 27 abgibt. Ein Druckmesser 28 zeigt den Druck nach der Her­ absetzung durch das Gerät 24 an. Die Verbindungsleitung 25 ist mit einem Rückschlagventil 29 versehen, und die Verbindung 26 mit einem Rückschlagventil 30.

Die Vorrichtung 27 (Fig. 3) umfaßt ein Außengehäuse 31 mit einem runden Boden 32, einem abnehmbaren Deckel 33 an der Oberseite, wo­ bei das Gehäuse 31 als Reservoir für Schleifstoffteilchen dient.

Im Gehäuse 31 ist eine mit dem Verschlußdeckel 33 verbundene Kam­ mer 35 angeordnet, welche in das Gehäuse 31 hineinragt, um eine mit einer Druckluftleitung 26 verbundene Mittelkammer zu bilden. Im Behälter oder der Kammer 35 ist ein hohles Rohr 36 angeordnet, welches durch den Deckel 13 hindurchragt und mit Öffnungen versehen ist, von welchen eine mit einer Druckluftleitung 25 verbunden ist. Das untere Ende des Rohres 36 ragt durch den Boden des Behälters 35 hindurch und unter diesen hinab, wo es mit Öffnungen 37 zur Aufnah­ me des Schleifstoffes vom Raum im Boden des Außengehäuses 31 ver­ sehen ist. Nach Fig. 3A sorgen Öffnungen 38 in der Bodenwand des Behälters 35 für eine Beförderung der Luft vom Behälter nach unten in die Masse des Schleifstoffes am Boden der Vorrichtungen; dadurch werden Schleifstoffteilchen vom Bodenbereich des Gehäuses 31 in das Rohr 36 eingeführt. Die Förderleitung für die schleifstoffbe­ schickte Luft 39 ist mit dem Innenraum des oberen Endes des Rohres 36 verbunden, vorzugsweise mit der Luftversorgungsleitung 25 fluch­ tend und verläuft über ein Quetsch- oder Sperrventil 40, von wel­ chem aus die Leitung 11 den Luft-Schleifstoffstrom zum Handgriff leitet, wie vorstehend anhand der Fig. 1 beschrieben wurde.

Die Verbindungsleitung 25 besitzt ein einstellbares Nadelventil 41, welches den Luftdurchsatz steuert, der direkt zum oberen Ende des Rohres 36 des Schleifstoffmischers geführt ist. Dieses Ventil sorgt für die Zumessung der Menge des vom Luftstrom aufgegriffenen Schleifstoffes. Wenn das Ventil 41 voll geöffnet ist, wird eine minimale Menge von Schleifstoff mitgerissen, weil die Luft unge­ hindert durch die Leitung 25 und die Verbindungsleitung 39 zum Hand­ griff fließen kann. Ist das Ventil 41 vollständig geschlossen, dann wird eine maximale Menge von Schleifstoff aufgegriffen, weil die gesamte zur Verteilungsleitung 39 gelangende Luft die Schleifstoff­ kammer 35 durchlaufen muß und damit eine maximale Menge von Schleif­ stoff mit sich schleppt. In der Zweigleitung kann auf Wunsch auch ein einstellbares Ventil 41a vorgesehen werden.

Wegen der Verwendung von wasserlöslichen Schleifstoffteilchen ist es von besonderer Bedeutung, die verschiedenen Teile der Vorrichtung 27 luftdicht abzuschließen und dadurch das Eindringen von Umgebungs­ luft (und damit von atmosphärischer Feuchtigkeit) in die Versor­ gungskammer für den Schleifstoff zu verhindern.

Um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Luft-Schleifstoffmisch­ anlage zu verhindern, muß die von der Versorgungsanlage 19 her ein­ geführte Luft im wesentlichen trocken sein. Zu diesem Zweck ist ein Feuchtigkeitsfilter vorgesehen, z. B. als Filter 20 in Fig. 3. Es sind viele Arten von Feuchtigkeitsfiltern bekannt, von denen einige eine Vorrichtung enthalten, welche der eintretenden Luft eine Wirbelbewegung mitteilen und einen Wasser­ abzug besitzen, um die Feuchtigkeit getrennt von der Luft abzuge­ ben.

Eine in Fig. 3 gezeigte Wasserversor­ gungsleitung 42 speist Wasser über ein Filter 43 und einen Wasserdruckregler 47 einem Wasserheizgerät 45 ein. Das Heiz­ gerät erwärmt das Wasser auf z. B. etwa 100°F (ca. 37,8°C) und lie­ fert damit die richtige Temperatur zur Anwendung im Munde. Das Was­ serheizgerät besitzt zweckmäßigerweise eine gewisse Speicherkapa­ zität, so daß stets ein Vorrat von warmem Wasser für den Einsatz bereit steht. Das warme Wasser fließt durch die Leitung 13 zu dem in Fig. 1 gezeigten Handgriff, wobei ein Sperrventil 46 vorgesehen ist, so daß der Wasserfluß nach Belieben von Hand zugeführt und gesperrt werden kann.

Die Steuerung für die Öffnung und das Schließen des Schleifstoff- und des Wasserstromes umfaßt das Ventil 40, das zweckmäßigerweise als "Klemmventil" oder Sperrventil ausgeführt sein kann, und mit einer pneumatischen Betätigungsvorrichtung 47 versehen ist, welche mit Steuerluft von einer Zweigleitung 23a der vorstehend erwähnten Leitung 23 versorgt wird. Die Vorrichtung 47 wird von einer Magnet­ spule 48 gesteuert, und dieses als Stromkreis dargestellte Magnet­ ventil ist mit einem Kontakt 49 eines nachstehend beschriebenen Schalters verbunden.

Das Wassersperrventil 46 ist magnetspulengesteuert, und die Steuer­ schaltung für das Ventil ist schematisch als Stromkreis 50 darge­ stellt, der an einen Kontakt 51 des Hauptsteuerschalters angeschlos­ sen ist. Dieser umfaßt vorzugsweise einen mit einer Stromquelle 53 verbundenen Schalthebel 52, der mit einem Schützen bestückt ist, welcher entweder mit dem Kontakt 51 oder beiden Kontakten 51 und 49 Kontakt macht. Schalter dieser Art sind allgemein bekannt und für Einsätze bei zahnärztlichen Geräten meist vom Fuß aus zu betä­ tigen.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung wird der Schalthebel 52 zunächst von Hand oder Fuß betätigt, wobei zuerst die Verbindung mit dem Kontakt 51 hergestellt wird und dadurch das Wasserversor­ gungsventil 46 geöffnet wird. Durch eine weitere Bewegung des Schalthebels 52 wird der Kontakt 49 geschlossen, wodurch das Ven­ til 40 geöffnet wird, um den Luft-Schleifstoffstrom an den Hand­ griff abzugeben. Der Schalthebel 52 soll vorteilhafterweise so be­ dient werden, daß er im wesentlichen sowohl den Wasser- als auch den Luft-Schleifstoffstrom gleichzeitig auslöst, jedoch vorzugs­ weise wird die gezeigte Anordnung eingesetzt, so daß das Wasser al­ leine zugeführt werden kann und auch so, daß die Wasserversorgung sichergestellt ist, wenn Schleifstoff zugeführt wird.

Das Oberteil des Gehäuses 31 des Schleifstoffmischgerätes ist mit einer Auslaßöffnung 54 versehen, die mit einer Leitung 55 über ein Entlüftungsventil 56 und einen Schleifpulverfänger oder -abscheider 57 an die Atmosphäre geführt ist. Das Ventil 56 steht normalerweise offen und kann wie das Ventil 40 ein Klemm- oder Sperrventil sein; das Ventil 56 wird über die Zweigleitung 23b der Leitung 23 mit Steuerdruckluft versorgt und von einer Schaltung 58 gesteuert, die ihrerseits an einen Kontakt 59 eines Hauptschalters 60 geführt ist. Der Schalter 60 ist mit einer Spannungsquelle 61 verbunden und dient nicht nur zur Betätigung des Ventils 56, sondern auch über eine Leitung 62 zur Steuerung des Ventils 21.

Außer den Zweigleitungen 22 und 23 der Luftversorgungsanlage ist ein weiterer Zweig 64 vorgesehen, in welchem ein einstellbares Durchsatzsteuerventil 65 angeordnet ist, wobei sich die Zweiglei­ tung 64 bis zur Verbindungsleitung 11 zwischen dem Handgriff N und dem Sperrventil 40 erstreckt. Der Zweck dieses Anschlusses sowie seine Beziehung zur Betätigung des Handgriffes wird nach der fol­ genden Erklärung der Grundarbeitsweise gegeben.

Beim Einsatz des Gerätes wird der Schalter 60 geschlossen, wodurch das normalerweise geschlossene Magnetventil 21 öffnet und das nor­ malerweise offene Ventil 56 schließt. Dann werden der Luft-Schleif­ stoff- und der Wasserstrom durch den Fußschalter 52 in vorbezeich­ neter Weise betätigt. Wird das Gerät nicht mehr benötigt, dann wird der Hauptschalter 60 geöffnet, das normalerweise geschlossene Ma­ gnetventil sperrt die Luftzufuhr, und das Ventil 56 öffnet und sorgt für die Entlüftung des Druckes in der Anlage einschließlich des Schleifstoffmischers, wobei eine Abgabe von Schleifstoffteilchen durch den Pulverfänger 57 verhindert wird. Dieser automatische Ab­ bau des Druckes ist besonders für den Zweck wichtig, das Schleif­ stoffgehäuse 31 wieder aufzufüllen. Nach Abbau des Druckes in der Anlage kann der abnehmbare Verschluß 33 abgehoben werden, damit eine neue Ladung von Schleifstoff eingefüllt werden kann.

Ein Ventil 63 kann vorgesehen sein, um den Druck der über die Lei­ tung 23 den Klemmventilen 40 und 56 zugeführten Luft einzustellen.

Die Zweigleitung 64 dient einer wichtigen Aufgabe in der Anlage, besonders in Verbindung mit der Betätigung eines Handgriffes nach der Art der Fig. 1 und 2. Wie vorstehend erwähnt, ist das Mundstück für die Abgabe von Wasser mindestens so weit stromab angeordnet, wie das Auslaßmundstück des Luft-Schleifstoffgemisches. Wenn das von der das Luft-Schleifstoffauslaßmundstück oder -förderdüse um­ schließenden ringförmigen Leitung abgegebene Wasser in bestimmten Stellungen des Handgriffes und bei geöffnetem Hauptsteuerschalter 52 fließt, kann es in die Luft-Schleifstoffleitung tropfen. Obwohl dies für jede Art von Schleifstoff ein Vorteil ist, ist es beson­ ders für wasserlösliche Schleifstoffe wünschenswert. Ist keine Mög­ lichkeit für das Entlüften der Düse vorgesehen, so kann eine teil­ weise Blockierung oder ein unregelmäßiger Betrieb dadurch auftre­ ten, daß der nasse Schleifstoff die Luft-Schleifstoffleitung ver­ stopft. Jedoch selbst bei einem Handgriff mit einem Verhältnis zwi­ schen den Düsen für das Luft-Schleifstoffgemisch und Wasser (Fig. 1 und 2) wird diese Schwierigkeit vermieden. Bei einer konstanten Zufuhr von etwas Luft, vorzugsweise bei einem kleinen Gesamtdurch­ satz über die Zweigleitung 64, wenn der Hauptschalter 60 geschlos­ sen ist, verhindert die durch die Luft-Schleifstoffleitung der Dü­ se zugeführte Luft das Eindringen von Wasser. Das eigene Durch­ satzsteuerventil 65 dient dazu, diesen Durchsatz auf einen richtigen Wert einzustellen.

Bei einem solchen Betrieb unter Verwendung der Düse und der Ein­ richtung der Fig. 1, 2 und 3 wird der Luft-Schleifstoffstrom mit einer relativ hohen Geschwindigkeit gegenüber dem Wasserstrom be­ fördert. Die Fördergeschwindigkeit des Luft-Schleifstoffstroms kann Werte bis zur Schallgeschwindigkeit annehmen, während die Fördergeschwindigkeit des Wassers meist nur einen kleinen Bruchteil der Fördergeschwindigkeit des Luft-Schleifstoffstroms beträgt, beispielsweise weniger als die Hälfte. Für die meisten Zwecke, besonders bei Verwendung einer Dü­ se von der Art der Fig. 1 und 2, bei welcher das Ende der zentralen Düse 8 geringfügig stromauf vom Ende der Ringdüse 9 liegt, wird das Wasser praktisch nicht als Strahl geliefert, sondern mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder gar nur in Form eines "Tröpfelns".

Obwohl die Teilchengröße nicht kritisch ist, werden für die meisten Zwecke gefilterte Teilchen von Größen bevorzugt, welche die Massenfilter von etwa 140-200 Maschengröße durchlaufen. Diese Teilchen reichen größenmäßig von etwa 15-100 µm.

Da das vorstehend beschriebene Gerät oder die vorstehend beschriebe­ ne Düse die Einführung von Wasser in den Luft-Schleifstoffstrom un­ mittelbar nach Auftritt des Luft-Schleifstoffstrahls aus der Düse besorgt, enthält dieser beim Aufprall auf die Zielfläche die Teilchen und das Wasser in Breiform, die den Zu­ stand einer Teilauflösung der Teilchen im Wasser darstellt. Es er­ gab sich, daß dies ein besonders wirksamer Zustand für den Einsatz des wasserlöslichen Schleifstoffs ist.

Die Düse kann auch näher an die Zielfläche herangeführt werden, wodurch die Tendenz zum Spritzen und Sprühen verringert wird und man mit kleineren Wassermengen auskommt.

Obwohl das erfindungsgemäße Ver­ fahren speziell für den Einsatz wasserlöslicher Schleifstoffteil­ chen geeignet ist, sind bestimmte Vorteile, insbesondere die Dü­ senkonstruktion der Fig. 1 und 2, bei welcher die ringförmige Was­ serversorgungsleitung die Austrittsdüse für das Luft-Schleifstoff­ gemisch unmittelbar umgibt, auch von Vorteil, wo nicht-wasserlös­ liche Schleifstoffteilchen verwendet werden, weil diese Düsenan­ ordnung dazu beiträgt, eine "Staubbildung" bei beiden Arten von Schleifstoffteilchen zu vermeiden.

Anstelle der das Wasser führenden Ringdüse 9 der Fig. 1 u. 2 kann auch eine zur zentralen Düse 8 konzentrische ringförmige Anordnung einer Vielzahl von Einzeldüsen, wie diese aus der US-PS 39 72 123 bekannt ist, vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Verfahren zum Reinigen von Zähnen mit mindestens einem auf die zu reinigende Zahnoberfläche zu richtenden Strahl, der Wasser und abradierende, im Mundspeichel lösliche Feststoffteilchen ent­ hält, dadurch gekennzeichnet,

• - daß Feststoffteilchen, bestehend aus in Wasser leichtlöslichem Natriumbikarbonat, verwendet werden
• - und in einem Gasstrahl mitgeführt werden,
• - dem nach seinem Austritt aus einer Düse das Wasser von einer diesen Strahl umgebenden Zone her derart zugemischt wird, daß ein zusammengesetzter Strahl mit Feststoffteilchen, Gas und mitgerissenem Wasser entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Gas-Feststoff-Strahl umgebende Unterdruckzone erzeugt wird, durch die das Wasser mitgerissen wird, daß eine größere Flüssig­ keitsmenge zugeführt wird als für die Auflösung des Feststoffs erforderlich ist und daß der gebildete Wasser enthaltende Gas- Feststoff-Strahl auf die zu reinigende Zahnoberfläche aus einem Abstand gerichtet wird, der ein Auftreffen des Strahls auf die Oberfläche vor dem völligen Auflösen der Feststoffteilchen ge­ stattet.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge des Gas-Feststoff-Strahls absperrbar ist und nach Absperren durch einen bloßen Gasstrahl ersetzt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer Quelle von Feststoffpartikeln (27), einer Wasserquelle (42), einer Einrichtung (19) zum Zuführen eines Gas­ stroms unter Druck, einer Einrichtung zum Einführen der Fest­ stoffpartikel in den Gasstrom (27), einer ersten Düse (8) für einen Gas- Feststoff-Strahl und mindestens einer diese umgebenden zweiten Düse (9) für das Wasser.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Düse (9) die erste Düse (8) um 0,38 bis 0,81 mm über­ ragt.