DE3913614C2 - Dentalinstrument - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dentalinstrument und betrifft insbesondere ein motorbetriebenes Zahnwurzelkanalbehandlungsgerät.

Die Zahnwurzelkanalbehandlung wird üblicherweise vom Zahnarzt von Hand durchgeführt, indem er das hintere Ende einer Zahnwurzelkanalfeile zwischen seinem Zeigefinger und Daumen hält und es leicht beim Einführen in den Zahn vor- und zurückdreht und es durch den Kanal nach unten bewegt. Es sind jedoch ebenfalls automatisch angetriebene Systeme für die Behandlung von Zahnwurzelkanälen bekannt, von denen jedoch nur sehr wenige in den Handel gekommen sind.

Ein bekanntes automatisch angetriebenes System wird in der US 4 629 426 beschrieben. Das dort beschriebene endodentale Behandlungsinstrument umfaßt eine Zahnwurzelkanalfeile, die in eine Antriebseinrichtung eingesetzt ist, die wiederum die Feile in ihrer axialen Richtung in Vibration versetzt, während sie vor- und zurückbewegt wird. Die Amplitude der Vibration ist maximal, wenn die Feile auf keinen Widerstand auftrifft, und wird auf einen kleinen Wert vermindert, wenn sie auf ein Hindernis trifft.

Ein Nachteil dieses bekannten endodentalen Behandlungsinstruments ist die Schwierigkeit beim Einführen der Spitze der Feile in die Öffnung des Zahns beim Einsetzen, da die Vibration der Feile in diesem Moment die größte Amplitude hat. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die minimale Vibrationsamplitude dann auftritt, wenn ein Hindernis entfernt werden soll.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dentalinstrument zu schaffen, das nicht im unbelasteten Zustand vibriert, d. h. wenn es sich nicht in einem Zahn befindet. Auf diese Weise ist es einfacher, die Spitze des Instrumentenwerkzeugs, wie z. B. eine Zahnfeile, genau in den Zahnwurzelkanal im Zahn einzuführen.

Mit der Erfindung soll weiter in vorteilhafter Weise ein Dentalinstrument geschaffen werden, bei dem das Instrumentenwerkzeug, wie z. B. eine Feile, die Drehung und Vibration beginnt, sobald es auf einen Widerstand in axialer Richtung auftrifft.

Weiter soll mit der Erfindung ein Dentalinstrument geschaffen werden, das die maximale Vibrationsamplitude dann aufweist, wenn es auf ein Hindernis auftrifft, um den Durchgang des Instrumentenwerkzeugs zu vereinfachen.

Die Erfindung beruht auf einem bereits bekannten Instrument, das in der US 3 552 022 des gleichen Anmelders beschrieben wurde. Dieses Instrument wurde insoweit verändert, um die obengenannte Aufgabe zu lösen.

Diese Aufgabe wird mit einem Dentalinstrument gelöst, das gekennzeichnet ist durch

• a) eine rotationssymmetrische Werkzeughalterung;
• b) ein Werkzeug in Form einer Zahnfeile;
• c) einen Antrieb zur Erzeugung von alternierenden Bewegungskräften in Achsrichtung der Werkzeughalterung bis zu einer vorbestimmten axialen Grenzstellung in jeder Richtung, wobei der Abstand zwischen den Grenzstellungen so ist, daß die Werkzeughalterung in der Lage ist, eine axiale Lage einzunehmen, in der sie von den Bewegungskräften unbeeinflußt ist, und
• d) die Bewegungskräfte nur auf die Werkzeughalterung einwirken, wenn die Werkzeughalterung aus der unbeeinflußten axialen Stellung durch eine äußere auf die Werkzeughalterung einwirkende Kraft herausbewegt wird, wobei dann nur die der äußeren Kraft entgegengesetzte axiale Kraft einwirkt;
• e) die äußeren Kräfte in jeder Richtung in der Lage sind, die Werkzeughalterung bis zu einer vorbestimmten maximalen Wirkamplitude zu bewegen, und
• f) jede der Bewegungskräfte neben einer ersten Kraftkomponente in Achsrichtung der Werkzeughalterung ebenfalls eine zweite Kraftkomponente in einer winkligen Richtung aufweist, um auf die Werkzeughalterung eine Drehbewegung aufzubringen, wenn sie aus der unbeeinflußten axialen Stellung herausbewegt wird.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene zusammengebaute Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, die an einem Rotationsantrieb befestigt ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Instrumentenkopfes der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Ansicht eines in Fig. 3 dargestellten Sprengrings;

Fig. 5 eine Schnittansicht des Instrumentenkopfes einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI des in Fig. 5 dargestellten Einsatzes;

Fig. 7 eine Schnittansicht des Instrumentenkopfes einer dritten Ausführungsform; und

Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII des in Fig. 7 dargestellten Einsatzes.

Das in der Zeichnung dargestellte Dentalinstrument zum Halten und Antrieb eines endodentalen Instrumentenwerkzeugs 1, wie z. B. einer Zahnwurzelkanalfeile, während seines Betriebs umfaßt einen schlanken im allgemeinen zylindrischen Handgriff 2 einer im allgemeinen üblichen Form. Der Handgriff 2 nimmt eine Welle 3 auf, die von einem Motor (nicht dargestellt) über eine Verbindung 4 wie bei Dentalhandgriffen angetrieben wird. Vorzugsweise gehört der Handgriff zu einer bereits bestehenden Dentalantriebsausrüstung und nur ein austauschbarer Endabschnitt des Handgriffs ist erfindungsgemäß ausgebildet.

Der Handgriff endet in einer zylindrischen Hülse 41, die im rechten Winkel dazu angeordnet ist und sich ein wenig davon an beiden Seiten erstreckt. Ein kolbenähnlicher Einsatz 5 paßt in eine zylindrische Bohrung 6 der Hülse 41 und wird durch sie längs einer rechtwinkligen Bahn senkrecht zur Längsrichtung des Handgriffs 2 geführt. Eine mittlere zylindrische Bohrung in dem Einsatz 5 weist eine Größe auf, die zum Einsetzen des Schaftendabschnitts des Werkzeugs 1 geeignet ist.

Ein Schaftendabschnitt 7 weist eine Ringnut 8 in der Nähe seines äußeren Endes auf. Der Schaftendabschnitt 7 umfaßt ebenfalls einen geraden Absatz 9 parallel zu seiner Achse, der sich nach innen über die Nut 8 hinaus in axialer Richtung erstreckt. Der Einsatz 5 hat ebenfalls eine Ringnut 10 in der Wand seiner zylindrischen Bohrung in der Nähe eines Endes, die zur Aufnahme des äußeren Endes des Werkzeugschaftendabschnitts 7 geeignet ist (siehe Fig. 3). Ein fast geschlossener Federring 11 (Fig. 4) zum Herunterhalten ist in die Nut 10 50 eingesetzt, daß er sich normalerweise bis zu einem gewissen Maß in die zylindrische Bohrung erstreckt, so daß er in der Lage ist, durch den Endabschnitt 7 des Werkzeugs in die Nut nach außen gedrückt zu werden, wenn das Werkzeug in die Bohrung eingesetzt wird. Somit hat dieser Federring 11 einen kleineren Innendurchmesser als der Durchmesser der Bohrung und einen kleineren Außendurchmesser als der Außendurchmesser der Nut 10, der jedoch größer als der Durchmesser der Bohrung ist. Ein Anschlagsstift 12 ist in eine radiale Bohrung in den Einsatz 5 in der Nähe der Nut 10 eingesetzt und erstreckt sich in die Bohrung um eine Strecke, die ein wenig geringer als die Tiefe des Absatzes 9 des Werkzeugs 1 ist, so daß er in dem Absatz 9 eines eingesetzten Werkzeugs ruhen kann.

Wenn der Schaftendabschnitt 7 des Werkzeugs 1 sich über den Federring 11 um ein solches Maß hinausbewegt hat, daß der Federring wieder in die Ringnut 8 des Werkzeugs 1 zurückspringen kann, wird eine weitere Bewegung in dieser Richtung verhindert, da das Ende des Absatzes 9 an den Anschlag 12 anschlägt. Auf diese Weise wird das Werkzeug 1 in der Bohrung des Einsatzes 5 gehalten. Es ist verständlich, daß diese Art der Halterung ebenfalls für andere Dentalinstrumentwerkzeuge als Zahnfeilen verwendet werden kann, wenn diese in eine Werkzeughalterung eines Instruments eingesetzt werden. Es ist ebenfalls verständlich, daß die oben beschriebene Werkzeughalterung eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, und daß die Zahnfeile auf irgendeine andere Art in dem Einsatz 5 gehalten werden kann.

Ein Werkzeug 13 mit einem zylindrischen Abschnitt 14 zum Einsetzen in die Bohrung des Einsatzes 5 und einem weiteren Abschnitt 15 einer solchen Form, daß man ihn durch einen Finger herunterdrücken kann, wird zur Demontage des Werkzeugs 1 von der Halterung 5 durch Einsetzen in die Bohrung verwendet.

Die Welle 3 endet mit einem exzentrischen Stift bzw. einem Exzenter 16, der über die zylindrische Wand der Bohrung b hinaus steht und sich in eine Ringnut 17 in der äußeren zylindrischen Wand des Einsatzes 5 erstreckt.

Die Breite der Nut 17 ist so, daß der Exzenter 16 sich innerhalb der Nut 17 bewegen kann, wenn sich die Welle 3 dreht, ohne daß er an die Wände der Nut in irgendeiner Richtung anstößt, so daß er sich vollständig frei dreht, vorausgesetzt, daß der Einsatz eine Ruhestellung einnimmt. D.h., wenn der Abstand zwischen der Exzenterachse und der Achse der Welle 3e ist (Fig. 3), dann ist die Breite der Nut 17 mindestens gleich dem Durchmesser des Exzenters 16 plus 2e.

Die Strecke e beträgt beispielsweise etwa 0,25 mm, so daß die maximale Amplitude der Exzenterbewegung in der Größenordnung von 0,5 mm liegt, wobei jedoch ebenfalls andere Werte von e verwendet werden können. Es ist ein kleines Spiel zwischen der Außenseite des Einsatzes 5 und der Wand 6 der Bohrung vorgesehen, damit dazwischen eine geringe Reibung vorhanden ist.

Wenn sich die Welle 3 mit einer Frequenz von etwa 50 bis 60 Hüben pro Sekunde dreht, was bei Dentalinstrumenten dieser Art üblich ist, und keine äußere Kraft auf das Werkzeug einwirkt, verbleibt der Einsatz 5 in der Ruhestellung, in der sich der Exzenter 16 frei in der Nut 17 drehen kann.

Sobald eine äußere axiale Kraft auf das Werkzeug 1 aufgebracht wird, wird der Einsatz 5 in einer Richtung bewegt, und der Exzenter 16 läuft gegen eine der Wände der Nut 17, wodurch sie bei jedem Umlauf in einer zur Richtung der äußeren Kraft entgegengesetzten Richtung gestoßen wird. Das Werkzeug 1 beginnt sich dann zu drehen, da es bei jedem Stoß in einer winkligen Richtung durch den Exzenter, der sich in der winkligen Richtung während des Stoßes bewegt, bewegt wird.

Das Werkzeug 1 beginnt ebenfalls zu vibrieren mit einer Amplitude, die umso größer ist, je größer die von außen aufgebrachte Kraft ist, bis zu einer maximalen Amplitude. Da der Exzenter 16 den Einsatz 5 nur an einer der Wände der Nut 17 bei jedem Umlauf berührt, beträgt die maximale Vibrationsamplitude 2e (siehe Fig. 3).

Es soll darauf hingewiesen werden, daß sich das Werkzeug 1 immer in der gleichen Richtung dreht, solange die äußere Kraft einwirkt, jedoch in einer Richtung für eine äußere Kraft aus einer Richtung und in der entgegengesetzten Richtung für eine äußere Kraft in der anderen Richtung, d. h. es dreht sich in einer unterschiedlichen Richtung, wenn es in den Wurzelkanal nach unten bewegt wird, als wenn es aus dem Kanal herausbewegt wird.

Der Einsatz 5 bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform kann zu einer Vibration neigen, auch wenn sich der Einsatz 5 in seiner Ruhestellung befindet, und zwar aufgrund der geringen Reibung zwischen dem Einsatz 5 und der Innenwand der Hülse 41, und deshalb, weil das Gewicht des Werkzeugs 1 eine kleine Kraft in axialer Richtung ergibt. Dies kann man durch Anordnen eines Kunststoffrings 18 vermeiden, bei dem ein Ausschnitt mit einer Länge entfernt wurde, die eine freie Drehung des Exzenters 16 im Ausschnitt ermöglicht, wie dies aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist. Der Kunststoffring 18 hat eine sehr geringe Reibung an der Wand der zylindrischen Bohrung 6, jedoch nicht an der Innenwand der Nut 17. Die Reibung der zylindrischen Bohrung 6 sollte gerade ausreichend sein, um die Wirkung des Gewichts des Werkzeugs 1 zu kompensieren, so daß der Einsatz 5 immer in der Ruhestellung verbleibt, wenn das Instrument unbelastet ist, d. h. nicht in einen Zahn eingesetzt ist.

Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform mit einer Einrichtung, um eine unerwünschte axiale Bewegung zu verhindern. Eine Federklemme in Form eines nichtverriegelten Rings 19 hat einen Außendurchmesser der ungefähr dem der Bohrung im Einsatz 5 entspricht, und nach innen gebogene Enden 20, die voneinander einen solchen Abstand haben, daß der Exzenter 16 sich frei dazwischen drehen kann. Die Reibung zwischen dem Ring 19 und den Wänden der Bohrung des Einsatzes wird so gewählt, daß sie gerade ausreicht, um eine mögliche Vibration des Werkzeugs zu verhindern, die durch den Einfluß des Gewichts des Werkzeugs bewirkt wird, und ist somit sehr gering.

Fig. 7 zeigt ebenfalls eine Ausführungsform, bei der der Einsatz 5 eine leicht konische Bohrung 21 aufweist, in die das Werkzeug 1 eingesetzt ist. Die Bohrung 21 hat ihren weiteren Teil in Richtung des Operationsabschnitts des Werkzeugs 1. Auf diese Weise kann sich das Werkzeug 1 bis zu einem gewissen Maß seitlich bewegen, wenn eine seitliche Kraft auf den Operationsabschnitt durch die Wand des Zahnwurzelkanals ausgeübt wird, wodurch das Werkzeug leichter seinen Weg beim Bewegen durch den Zahnwurzelkanal findet. Statt einer leicht konischen Einsatzbohrung kann der Schaftendabschnitt 7 des Werkzeugs leicht konisch ausgebildet sein, wobei der geneigte Teil des Schaftes zum Feilenende des Werkzeugs gerichtet ist.

Es wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei verständlich ist, daß dem Fachmann geläufige Abänderungen mitumfaßt werden, insbesondere soll darauf hingewiesen werden, daß ebenfalls andere Zahnfeilen als Zahnwurzelkanalfeilen mit dem Dentalinstrument verwendbar sind.

Claims (6)

1. Dentalinstrument, gekennzeichnet durch

• a) eine Werkzeughalterung (5, 6);
• b) ein von der Werkzeughalterung (5, 6) getragenes Werkzeug (1) in Form einer Zahnfeile;
• c) einen Antrieb (3, 16, 17) zur Erzeugung von alternierenden Bewegungskräften in Achsrichtung der Werkzeughalterung (5, 6) bis zu einer vorbestimmten axialen Grenzstellung in jeder Richtung, wobei der Abstand zwischen den Grenzstellungen so ist, daß die Werkzeughalterung (5, 6) in der Lage ist, eine axiale Lage einzunehmen, in der sie von den Bewegungskräften unbeeinflußt ist, und
• d) die Bewegungskräfte nur auf die Werkzeughalterung (5, 6) einwirken, wenn die Werkzeughalterung (5, 6) aus der unbeeinflußten axialen Stellung durch eine äußere auf die Werkzeughalterung (5, 6) einwirkende Kraft herausbewegt wird, wobei dann nur die der äußeren Kraft entgegengesetzte axiale Kraft einwirkt;
• e) die äußeren Kräfte in jeder Richtung in der Lage sind, die Werkzeughalterung (5, 6) bis zu einer vorbestimmten maximalen Wirkamplitude zu bewegen, und
• f) jede der Bewegungskräfte neben einer ersten Kraftkomponente in Achsrichtung der Werkzeughalterung (5, 6) ebenfalls eine zweite Kraftkomponente in einer winkligen Richtung aufweist, um auf die Werkzeughalterung (5, 6) eine Drehbewegung aufzubringen, wenn sie aus der unbeeinflußten axialen Stellung herausbewegt wird.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (3, 16, 17) einen an einer im wesentlichen senkrecht zur Werkzeughalterung (5, 6) gerichteten Welle 3 vorgesehenen Exzenter (16) umfaßt, daß die Werkzeughalterung (5, 6) eine Ringnut (17) aufweist, in die der Exzenter (16) eingreift, und daß die Ringnut (17) eine ausreichende Breite hat, damit sich der Exzenter (16) frei drehen kann, wenn sich die Werkzeughalterung (5, 6) in ihrer unbeeinflußten Stellung befindet.

3. Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (18), die einen geringen Reibungswiderstand auf die Axialbewegung der Werkzeughalterung (5, 6) aufbringt.

4. Instrument nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zur Aufbringung eines Reibwiderstandes in die Ringnut (17) eingesetzt ist.

5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Werkzeughalterung (5, 6) vorgesehene axiale Bohrung (21) zur Aufnahme des Werkzeugs (1) ein wenig konisch mit einem breiteren Teil in Richtung des Operationsteils des Werkzeugs (1) ausgebildet ist.

6. Dentalinstrument nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch

• a) eine sich in die Werkzeughalterung (5, 6) axial erstreckende Bohrung (21) zur Aufnahme eines Werkzeugs (1);
• b) einen Antrieb (3, 16, 17) zum Antrieb der Werkzeughalterung (5, 6);
• c) einen Schaftendabschnitt (7) des Werkzeugs (1), das in der Bohrung (21) des Einsatzes (5) angeordnet ist;
• d) eine Ringnut (8) im Schaftendabschnitt (7);
• e) eine Ringnut (10) in einem Ende der Bohrung (21) im Einsatz (5), die gegenüber der Ringnut (8) im Schaftendabschnitt (7) angeordnet werden kann;
• f) einen fast geschlossenen in der Nut (10) in der Bohrung (21) eingesetzten Federring (11) mit einem kleineren Innendurchmesser als dem der Bohrung (21) und einem kleineren Außendurchmesser als dem Außendurchmesser der Nut (10) in der Bohrung (21), der jedoch größer als der Durchmesser der Bohrung (21) ist;
• g) einen Absatz (9) am Schaftendabschnitt (7) des Werkzeugs (1), der sich vom hinteren Ende um eine Strecke bis über die Nut (8) hinauserstreckt, und
• h) einen sich in die Bohrung (21) erstreckenden Anschlag (12), der im Absatz (9) des Werkzeugs (1) in der Nähe seines inneren Endes ruht, wenn das Werkzeug (1) in einer Stellung angeordnet ist, in der sich seine Nut (8) vor der Nut (10) in der Bohrung (21) befindet.