-
-
Zahnärztliche Handstückanordnung
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine zahnärztliche Handstückanordnung
mit einem Kopfgehäuse, in dem eine Aufnahmevorrichtung für ein von einem Antriebsmotor
in rotierende Bewegung versetzbares Werkzeug, wie Bohrer, Fräser, od. dgl., gelagert
ist, sowie mit einer mit ihrem Lichtaustrittsende auf die Präparationsstelle im
Bereich der Werkzeugspitze ausgerichteten Beleuchtungseinrichtung.
-
Aus US-PS 33 97 457 und US-PS 36 34 938 ist es zwar bekannt, innerhalb
eines zahnärztlichen Turbinenhandstückes oder außen am Handstück einen Lichtleiter
vorzusehen, dessen Lichtaustrittsende auf die Werkzeugspitze gerichtet ist.
-
Solche Beleuchtungseinrichtungen dienen jedoch ausschließlich zur
Ausleuchtung der Präparationsstelle, d.h. derjenigen Stelle, die mit dem Werkzeug
bearbeitet werden soll.
-
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem völlig anderen Problem;
ihr liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, die es gestatten, das Stumpfwerden
und Zusetzen der Schneiden des Werkzeuges während einer Behandlung beobachten zu
können, um somit eine unzulässig starke Erwärmung der Präparationsstelle und die
damit verbundene Gefahr einer Zerstörung des Knochengewebes und Schädigung der Zahnpulpa
vermeiden zu können.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Beleuchtungseinrichtung als Lichtblitz-
stroboskop ausgebildet
ist oder eine stroboskopische Einrichtung enthält, mit einer Lichtimpulsfrequenzs
die mit der Drehfrequenz des Werkzeuges derart übereinstimmt bzw.
-
ein ganzzahliges Vielfaches oder ein ganzzahliger Teil davon ist,
daß die Oberfläche des Werkeuges bei Rotation erkennbar ist.
-
Durch die Erfindung ist es nunmehr möglich, nicht nur die Präparationsstelle
auszuleuchten, sondern auch die Werkzeugoberfläche während der Behandlung beobachten
und bei Stumpfwerden bzw. Zusetzen der Schneiden mit abgetragenem Material rechtzeitig
das Werkzeug auswechseln zu können. Vorteilhafterweise ist die Einrichtung so geschaffen,
daß die Lichtimpulse synchron zur Drehbew jng des Werkzeuges verlaufen, wodurch
dem Benutzer während der Behandlung ständig ein "stehendes Bilds' von der Werkzeugoberfläche
vorliegt.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen enthalten. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 ein zahnärztliches Handstück mit Elektromotorantreb
und einer Beleuchtungseinrichtung mit externem Stroboskop in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der drehzahlabhängigen Steuerung des Stroboskops,
Fig. 3 den Antriebsmotor eines zahnärztlichen Handstückes mit innen geführtem Lichtleiter
und einer strobosko^:schen Einrichtung, im Längsschnitt dargestellt ?
Fig.
4 eine Draufsicht auf die in Fig. 3 dargestellte stroboskopische Einrichtung, Fig.
5 das an das Antriebs teil nach Fig. 3 ankuppelbare Griffteil mit externer Lichtleiterführung,
Fig. 6 eine in bezug auf die Lichtführung andere Ausführungsform des Antriebsmotors
im Längsschnitt, Fig. 7 das auf den Antriebsmotor aufsteckbare Griffteil im Längsschnitt,
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII/VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine weitere
Ausführungsform der Lichtführung im Bereich von Antriebsmotor und Griffteil im Längsschnitt.
-
Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zahnärztliche
Handstückanordnung, enthaltend eine Antriebs einheit 1 mit einem Elektromotor 2,
eine Griffhülse 3 und ein Kopfteil 4, in dem in bekannter Weise mittels einer nicht
dargestellten Aufnahmeeinrichtung ein Werkzeug 5 (Bohrer, Fräser, od. dgl.) drehbar
gelagert ist. In der Griffhülse 3 und im Kopfteil 4 sind mit der Antriebswelle 6
des Elektromotors 2 gekuppelte Triebwellenabschnitte 7 bis 9 angeordnet. Die Zuführung
von elektrischer Energie sowie gegebenenfalls diverser Kühlmedien (Luft und/oder
Wasser) erfolgt in bekannter Weise über einen Versorgungsschlauch 10.
-
Außen an der Handstückanordnung ist ein Lichtleiter 11 mit Hilfe von
Klammern 12 abnehmbar gehaltert. Das freie
Ende 13 des Lichtleiters
11 ist aug die Oberfläche des Werkzeuges 5 gerichtet, um so während der Präparation
sowohl die Präparationsstelle selbst als auch die Oberfläche des Werkzeuges beobachten
zu können. Das andere Ende des Lichtleiters 11 kann entweder als separate Leitung
oder im Versorgungsschlauch 10 integriert zu einem Lichtblitzstroboskop 14 geführt
sein. Das Stroboskop 14 wird mittels eines in Nähe des Ankers des Elektromotors
2 angeordneten Gebers oder Meßgliedes 15, welches z.B. eine Feldplatte oder eine
Reflexionslichtschranke sein kann, in Abhängigkeit von der Drehfrequenz des Motors
angesteuert. Mit den z.B. mit einer Feldplatte erhältlichen periodischen Spannungsimpulsen
kann somit das Stroboskop direkt angesteuert werden. Das Lichtblitzst' loskop 14
kann handelsüblicher Bauart sein; eine Anpassung braucht lediglich am Ausgang an
den verwendeten Lichtleiter 11 zu erfolgen.
-
Eine andere Art der drehzahlabhängigen Steuerung des Lichtblitzstroboskops
zeigt Fig. 2. Referenzgröße ist hier die Motorspannung, welche am Ausgang einer
bei solchen Antriebsmotoren vorhandenen, an sich bekannten Steuerelektronik 16 abgezweigt
und an das Lichtblitzstroboskop ein Steuersignal liefert.
-
Die Fig. 3 zeigt ein der Antriebseinheit 1 in Fig. 1 entsprechendes
Antriebsteil, jedooll mit innen geführtem Lichtleiter und einer mechanischen stroboskopischen
Einrichtung.
-
Nachdem der Aufbau des Antriebsmotors hinreichend bekannt ist, wird
nur auf einige bezüglich der Lichtleiterführun wesentliche Teile näher eingegangen.
-
Die Zufuhr von Licht erfolgt über eine nicht dargestellte externe
Lichtquelle und einen im Querschnitt kreisförmigen Glasfaserlichtleiter 20, der
am rückwärtigen Ende des Antriebsteils 21 an der mit 22 bezeichneten Stelle in zwei
um 1800 versetzt angeordnete feste Glasstäbe 23 übergeht.
-
Die Glasstäbe 23 sind jeweils zwischen den Magnetschalen 24 des Stators
angeordnet.
-
Auf der Ankerwelle 25 des Motors ist eine Scheibe 26 befestigt, in
die in elastisches PVC-Folienplättchen 27 mit um 180° versetzt angeordneten und
aus der Scheibe 26 vorstehenden Lappen 27a eingepreßt ist. Die Teile 26 und 27 bilden
zusammen eine Blende, welche zwischen zwei Endstücken 28 der Glasstäbe 23 und zwei
weiteren, korrespondierend angeordneten Glasstäben 29 mit kreisförmigem Querschnitt
rotiert und mit diesen zusammen die stroboskopische Einrichtung bildet. Die Form
des Plättchens bzw.
-
der Lappen 27a ist aus Fig. 4, die eine Draufsicht in Achsrichtung
ist, zu entnehmen. Die Scheibe 26 rilt Plättchen 27 kann bereits bei der Montage
des Ankers, also außerhalb des Statorgehäuses, aufgesetzt werden. Beim Einschieben
des Ankers in das Statorgehäuse paßt sich das Plättchen infolge der Elastizität
den Raumgegebenheiten an und richtet sich in der Endstellung zwischen den Glasstabenden
28, 29 liegend selbsttätig wieder auf.
-
Die Übergabe des Lichts vom Antriebsteil 21 auf Griffhülse und Kopfteil
30 ist aus Fig. 5 ersichtlich. Nachdem Griffhülse und Kopfteil 30 gegenüber dem
Antriebsteil 21 drehbar sind, ist das griffhülsenseitige Übernahmeteil des Lichtleiters
bis zu der mit 31 markierten Stelle als Lichtsammelring 32 ausgebildet und verläuft
dann in bekannter Weise bis zum Kopfgehäuse mit kreisförmigem Querschnitt als Lichtleiterabechnitt
33 in Form von Faserbündeln oder eines Glasstabes. Die Lichtaustrittsstelle 34 ist
so ausgebildet, daß, wie aus der Pfeildarstellung ersichtlich ist, das Licht auf
die aktive, d.h. mit Schneiden versehene Werkzeugoberfläche fällt.
-
Durch den stroboskopischen Effekt wird, wenn die Antriebsdrehzahl
des Werkzeuges mit der Lichtblitzfrequenz nahezu bzw vollständig übereinstimmt oder
ein ganzzahliges Viel-
faches bzw. ein ganzzahliger Teil davon
ist9 die Oberfläche des Werkzeuges, insbesondere die Schneiden der Bohrer oder Fräser,
deutlich sichtbare Während der Präparaçion kann also sowohl das Präparationsfeld
als auch der Bohrer oder Fräser beobachtet werden und so ein Zusetzen der Schneiden
mit den eingangs geschilderten Gefahren bei Erwärmung der Zahnsubstanz rechtzeitig
erkannt werden4 Die vorstehend erläuterten Maßnahmen setzen voraus9 daß die in der
Regel zwischen Antriebsmotor und Werkzeug vorhandenen Unter- oder übersetzungegetriebe
etwa oder besser exakt ein ganzzahliges Vielfaches bzw. ein ganzzahliger Teil der
Motordrehzahl sind9 wodurch am Werkzeug bei dessen Rotation praktisch ein 2istehendes§'
Bild vrn der Werkzeugoberfläche zu sehen ist Die Fig. 6 zeigt in einer Längsschnittdarstellung
ein Antriebsteil 35, bei dem an dem dem Versorgungsschlauch zugewandten Anschlußteil
36 in einer zentrisch angeordneten Bohrung eine Glühlampe 37 gehaltert ist9 die
in bekannter Weise über einen nicht dargestellten Versorgungsschlauch mit elektrischer
Energie versorgt wird. Die Triebwelle 38 des Motorankers 39 besteht hier aus einem
im Querschnitt kreisförmigen Glasstab; das eine Ende korrespondiert mit der Glühlampe
37, am anderen Ende ist eine Hülse se 40 aufgepreßt, welche einen Mitnehmer 41 enthält,
der mit einem entsprechend ausnebilgeten Gegenglied 42 (Figur 7) beim Aufstecken
von Griffhülse und Kopfteil 43 in Eingriff kommt. Die in diesem Teil der Handstücke
angeordneten Triebwellenabschnitte 449 45 bestehen ebenfalls aus Glasstäben bzw.
enthalten Glasstäbe 49, 50 mit polygonem Querschnitt und abgerundeten Ecken (sh.
Position 46)o Die polygonförmige Ausbildung der Glasstäbe 49, 50 hat den Vorteil,
daß aufgesetzte Teile9 wie das hülsenförmige Gegenkupplungsglied 42 oder die Triebzahnräder
47, drehfest aufgesetzt werden können ohne daß eine Verstiftung der Teile erforderlicl
ist Die mit 48, 48a bezeich-
neten Enden der Glasstäbe 49, 50 haben
konvexe Stirnflächen 58, wodurch eine Zentrierung des Lichts im Schnittpunkt der
beiden nicht näher bezeichneten Triebwellenachsen erfolgt.
-
Der Glasstab 50 ist in eine Metallhülse 52 eingepreßt, welche zum
Kopfgehäuse 53 hin den Fortsatz des Triebwellenabschnittes bildet. An seinem dem
Kopfgehäuse 53 zugewandten Ende 51 ist der Glasstab 50 unter 450 abgeschrägt.
-
Der Lichtaustritt erfolgt über eine Bohrung 54 in der Hülse 52. Das
austretende Licht wird von einem im Halsteil 55 der Griffhülse 43 eingelegten Segment
56 aufgefangen. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, die einen Querschnitt entlang der Linie
VIII-VIII in Fig. 7 darstellt, ist das Lichtsammelsegment 56 halbkreisförmig ausgebildet;
das Lichtaustrittsende 57 ist wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
auf die Werkzeugoberfläche gerichtet.
-
Die Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die stroboskopische
Einrichtung nicht wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8 im Halsteil
der Handstückanordnung angeordnet ist, sondern unmittelbar an der Kupplungsstelle
zwischen einerseits Antriebsteil und andererseits Griffhülse.
-
Das Antriebsteil entspricht dem in Fig. 6 gezeigten. Die Antriebswelle
38 besteht auch hier wiederum aus einem Glasstab mit einem auf ihm aufgebrachten
Mitnehmer 40, der mit einem entsprechend ausgebildeten Gegenglied 42 in Eingriff
steht. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 besteht die Triebwelle
60 nicht aus einem Glasstab; sie ist vielmehr in bekannter Weise aus Metall (Stahl)
gefertigt. Das mit 61 bezeichnete Ende ist unter 45° abgeschrägt und weist eine
polierte oder verspiegelte Oberfläche auf. Das hülsenförmige Gegenglied 42
ist
mit der Stahltriebwelle 60 fest verbunden und enthält eine Austrittsöffnung 62 Der
Raum 63 zwischen dem stirnseitigen Ende 59 des Glasstabes 38 und dem abgeschrägten
Ende 61 kann entweder eine Luftstrecke oder auch durch einen weiteren Glaskörper
ausgefüllt sein.
-
Im Flanschteil 64 des Antriebsteils 35 sind am Umfang mehrere Bohrungen
65 angeordnet, über die bei Drehung der Triebwelle das Licht in die Griffhülse 66
übertritt, wobei die Anzahl der im Flanschteil 64 vorhandenen Bohrungen die Frequenz
bestimmt, mit der das Stroboskop am Lichtaustrittsende die Lichtimpulse abgibt4
Die Lichtführung in der Griffhülse 66 erfolgt bis zum Kopfteil über einen Lichtleiter
67, wie beispielsweise in den ig. 5 oder 7 gezeigt. Sofern die Abnahme des Lichter
im Handstück nur durch einen Lichtleiter 67 erfolgt und im Flanschteil 64 nur eine
Bohrung vorhanden ist, entspricht die Drehfrequenz gleich der Antriebsdrehzahl.
Will man die doppelte Drehfrequenz haben, so sind zweckmäßigerweise zwei um 1800
zueinander versetzt angeordnete Abnahmestellen vorzusehen.
-
Bei den aufgezeigten Lösungen wird vorausgesetzt, daß die in der Regel
zwischen Antriebsmotor und Werkzeug vorhandenen Unter- oder übersetzungsgetriebe
nahezu bzw.
-
exakt ein ganzzahliges Vielfaches bzw ein ganzzahliger Teil der Motordrehzahl
sind» um am Werkzeug bei dessen Rotation ein stehendes oder leicht in der einen
oder anderen Drehrichtung laufendes Bild von der Werkzeugoberfläche zu bekommen.
Sofern die Getriebeabstufung hierfür nicht passend ist, ist es denkbar, die stroboskopische
Einrichtung auch im Kopfgehäuse anzuordnen. Eine solche Anordnung ist insbesondere
für Turbinenhandstucke vorteilhaft.
-
9 Figuren 17 Patentansprüche