EP1182983A1 - Verfahren und vorrichtung zur zahnärztlichen behandlung mittels eines freien flüssigkeitsstrahles - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur zahnärztlichen behandlung mittels eines freien flüssigkeitsstrahles

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EP1182983A1
EP1182983A1 EP99922405A EP99922405A EP1182983A1 EP 1182983 A1 EP1182983 A1 EP 1182983A1 EP 99922405 A EP99922405 A EP 99922405A EP 99922405 A EP99922405 A EP 99922405A EP 1182983 A1 EP1182983 A1 EP 1182983A1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
pressure
valve
pneumatic
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99922405A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Laszlo Bascko
Gábor Varbiro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bascko Laszlo
Original Assignee
Bascko Laszlo
Varbiro Gabor
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Filing date
Publication date
Application filed by Bascko Laszlo, Varbiro Gabor filed Critical Bascko Laszlo
Publication of EP1182983A1 publication Critical patent/EP1182983A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0007—Control devices or systems
    • A61C1/0038—Pneumatic systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for separating
  • Tissues cannot be separated from one another with sufficient accuracy
  • So ⁇ ar and ultrasound methods are also known for dental treatment, in which the treatment is carried out using appropriate
  • lung known, which is primarily suitable for cutting the soft tissue, but for separating the healthy and pathological tissue much
  • the object of the invention is to create a dental ver ⁇
  • the invention is based on the knowledge that a
  • the treatment fluid is advantageously
  • the liquid emerging from the nozzle is regulated between 60 and 150 MPa
  • nete dental treatment device one with one for carrying out one.
  • Hand tool provided with a suitable treatment device
  • hydraulic supply unit is fed with liquid as an energy source, the hydraulic supply unit containing a hydraulic pump actuated by a drive unit and connected to a liquid container and into the feed line of this hydraulic supply line leading to the nozzle.
  • draulic pump consists of a pneumatic motor that has a
  • the supply unit is connected
  • control panel for the stepless adjustment of the control
  • Niert hydraulic control unit is connected, the one from a pneu ⁇
  • a float which detects the liquid level of the liquid container and if it is below a minimum value
  • the device according to the invention is expedient if between the hydraulic pressure line of the hydraulic supply unit and one for the flow
  • FIG. 1 shows the schematic basic structure of a possible embodiment of the
  • the device according to the invention basically consists of one for operation and one
  • a nozzle 6 is installed as a machining element
  • the pneumatic supply unit 1 consists of an electric
  • the compressor 8 is via the check valve 10 with one of the
  • Compressor 8 is also connected to a pressure switch 12, which
  • the pneumatic line 14 forming the actuating branch delivers
  • Pressure control valve 18 set and read on a pressure gauge 19
  • the value of the pneumatic feed pressure set is so
  • nem pressure gauge 22 can be read
  • Operating pressure of the hydraulic system is a combined hydraulic
  • Control unit 23 determines this combined hydraulic control unit
  • Unit 23 consists of a differential piston forming a common piston rod 24 attached pneumatic piston 25 and
  • paint control pressure p max can be changed (0 ⁇ p, ⁇ p vma x) Under the Wir ⁇
  • valves 29, 30 in functional connection with the two opposite
  • Stroke detection valves 29, 30 is the upper stroke position detection valve
  • valve 32 is connected in series
  • a check valve 36 is arranged, which during the break in operation of the hydraulic supply unit 2 or during the
  • Directional control valve 37 regulates the tool sensor valve 39 and a sensor that detects the lifting of the hand tool by a tool holding arm 38
  • a foot valve 40 is connected in series with the pneumatic line 20 forming the control branch
  • a microfilter 41 and a non-return valve 42 are built into the hand tools 5
  • Hand tool 5 is connected via a flexible line 43 to the hydraulic three-way valve 37 which regulates the supply of high-pressure liquid
  • Control valve 46 is in functional connection with the pressure regulator 28 via a pneumatic line 48, while the pressure-limiting safety valve 47 expediently acts as a valve provided with a rupture disk
  • the respective operating pressure p h of the hydraulic system can be read on a hydraulic pressure meter 49
  • the device according to the invention operates as follows
  • Compressor 8 of the pneumatic supply unit 1 is the pneumati ⁇
  • Lische pump 17 actuates the hand tool 5 with a treatment flow
  • the hydraulic pump 17 was the one in the hydraulic circuit
  • Three-way valve 37 are brought into the actuated position. A prerequisite for this is that the tool sensor valve 39 switches over when the hand tool 5 is lifted off the tool holding arm 38, the foot valve 40 also being switched over by stepping on a foot switch
  • the tool sensor valve 39 can get compressed air to the hydraulic three-way valve 37 and this switches into the actuated position, so the hydraulic three-way valve 37 switches the treatment fluid of high pressure, appropriately
  • Distilled water is usually passed in the direction of the hand tool 5
  • the dentist can use the hand tool 5 in the manner that is customary in the case of the dental drills, only the drill is replaced here by a concentrated liquid jet, with the switching off and starting
  • Three-way valve 37 in an actuated position and thus the beginning of the fluid
  • Readable operating pressure determined by the combined hydraulic control unit 23.
  • the hydraulic operating pressure required for the respective treatment which is expediently 60 to 70 MPa when separating soft parts, and 120 to 150 MPa when the tooth enamel is abraded is achieved by using the Control panel 4 arranged pressure regulator 28, a control pressure p v is set, which - via the pneumati ⁇
  • Nere surface A 2 of the hydraulic piston 26 causes a hydraulic operating pressure p h proportional to the control pressure p v .
  • Stroke position detection valve 29 by approaching its lower stroke position
  • Actuating member 27 actuated before reaching its end position, that is
  • the upper stroke position detection valve 30 is actuated by the actuating member 27, whereby the bistable three-way valve 15 is brought into such a switching position, where it closes the pneumatic line 14
  • the combined hydraulic control unit 23 also fulfills the
  • the lower stroke position detection valve is
  • the pressure relief valve 47 only occurs in the event of a
  • the disease can be carried out without loss of healthy tissue 3) At the border of the pathological and healthy tissue, the disease can be carried out without loss of healthy tissue 3) At the border of the pathological and healthy tissue.
  • the hand tool can be used with the conventional dental drill

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Abstract

Ein zahnärztliches Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von verschiedenen, während der zahnärztlichen Behandlung an der Grenze des gesunden Knochengewebes zu entfernenden Materialien oder gegebenenfalls zum Abrieb des gesunden Knochengewebes. Uber eine am Ende eines zahnärztlichen Handwerkzeuges angebrachte Düse wird eine Flüssigkeit hohen Druckes in form eines konzentrierten, freien Flüssigkeitsstrahles mit hoher kinetischer Energie auf die zu behandelnde Zahnfläche gerichtet. Das Bearbeitungsorgan des Handwerkzeuges (5) ist durch eine zur Ausgabe eines konzentrierten Flüssigkeitsstrahles hohen Druckes geeignete Düse (6) gebildet, die von einer durch einen verstellbaren Druckregler (28) gesteuerten hydraulischen Versorgungseinheit (2) als Energiequelle mit Flüssigkeit gespeist wird, wobei die hydraulische Versorgungseinheit (2) eine durch eine Antriebseinheit betätigte und mit einem flüssigkeitsbehälter (3) verbundene hydraulische Pumpe (17) enthält und in die zur Düse (6) führende Speiseleitung dieser hydraulischen Pumpe (17) ein pneumatisch gesteuertes Dreiwegventil (37) eingebaut ist, in dessen pneumatischen Steuerkreis eine durch ein das Anheben des Handwerkzeuges (5) erfassendes Schaltorgan betätigtes Werzeugfühlerventil (39) und ein durch einen Fussschalter betätigtes Fussventil (40) in Reihe geschaltet sind.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ZAHNARZTLICHEN
BEHANDLUNG MITTELS EINES FREIEN FLÜSSIGKEITSSTRAHLES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtren-
nen von verschiedenen, wahrend der zahnärztlichen Behandlung an der Grenze des gesunden Knochengewebes zu entfernenden Materialien oder gege¬
benenfalls zum Abrieb des gesunden Knochengewebes
Wahrend der häufigsten zahnärztlichen Behandlungen wie z B bei der
Vorbereitung von faulen Zahnen zum Plombieren, im Falle einer Zahnwurzel-
behandlung beim Entfernen der sich im Wurzelkanal befindlichen weichen
Gewebe oder bei der Befreiung des Zahnschmelzes von angelagerten Fremdmateπalien sind die zu entfernenden Materialien möglichst an der Gren¬
ze des gesunden Knochengewebes abzutrennen
Für diesen Zweck sind zahlreiche Behandlungsmittel und -verfahren
bekannt Am meisten verbreitet sind die verschiedenen mechanischen Mittel
und Handwerkzeuge, die überwiegend von einer Druckluftturbiπe oder einem
Elektromotor angetrieben werden Das grundsätzliche Problem der mechani¬
schen Mittel besteht dann, daß mit ihrer Hilfe das gesunde und das krankhafte
Gewebe nicht mit ausreichender Genauigkeit voneinander getrennt werden
können und der Verlust an gesundem Gewebe relativ hoch ist Bei den eine
Drehbewegung ausfuhrenden mechanischen Werkzeugen muß man wegen
der gewebeschadigenden Wirkung der Reibungswärme für eine ausreichende Kühlung sorgen, was wiederum eine komplizierte technische Losung benotigt
und mit großen Aufwand verbunden ist
Für die Zahnbehandlung sind außerdem auch Soπar- und Ultraschall- verfahren bekannt, bei denen die Behandlung durch Anwendung von entspre-
chenden Schallfrequenzen erfolgt, wobei das Wasser als Spulflussigkeit und als ein die Stoßwellen übertragendes Medium eingesetzt wird Der Nachteil dieser Methode besteht dann, daß sie relativ langsam und kostenaufwendig
In der zahnarztlichen Praxis ist weiterhin auch die Laserstrahlbehand-
lung bekannt, die jedoch in erster Linie zum Schneiden der weichen Gewebe geeignet ist, aber zum Trennen der gesunden und krankhaften Gewebe viel
weniger, weil bei ihrem Einsatz die Karbonisation der kohlenstoffhaltigen or¬
ganischen Materialien eine Verfärbung verursacht, wahrend sich die Qualltat der behandelten Flache mit der Erhöhung der Energie des Laserstrahles ver- schlechtert, wobei es auch in Rucksicht genommen werden muß, daß die Ko¬
sten einer solchen, auch zum Schneiden des Zahnschmelzes geeigneten Vor¬
richtung unverhältnismäßig groß sind
Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines zahnarztlichen Ver¬
fahrens und einer Vorrichtung, mit deren Hilfe die Trennung der krankhaften
und gesunden Gewebe der Zahne bei einer maximalen Schonung der gesun¬
den Gewebe, mit großer Sicherheit und Genauigkeit durchgeführt werden
kann, wobei alle gesunden Gewebe des Zahnes namhch sowohl der Zahn¬
schmelz als auch das Dentin und das Zement leicht und ohne schädliche Ne- benwirkungen geschnitten werden können wahrend der Zahnarzt im wesentli¬
chen mit einer bei der Benutzung des Zahnbohrers gewohnten Behandlungs¬
technik arbeiten kann
Der Erfindung egt die Erkenntnis zugrunde daß ein über eine ausrei-
chende Energie verfugender konzentrierter freier Flussigkeitsstrahl zur wirk¬
samen und gut regelbaren Zerstörung und Formung von festen Materialien
ausgezeichnet geeignet ist, wobei die bearbeitete Flache eine unmittelbare
Kühlung erhalt
Aufgrund der obigen Erkenntnis wurde die gestellte Aufgabe durch ein
Verfahren gelost, bei dem über eine am Ende eines Zahnbehandlungs- Werk¬
zeuges angebrachte Düse eine Flüssigkeit hohen Druckes in Form eines kon¬
zentrierten, freien Flussigkeitstrahles mit hoher kinetischer Energie auf die zu
behandelnde Zahnflache gerichtet wird und die Zahnbehandlung bei wieder¬
holtem Ingangsetzen und Abstellen der Flussigkeitsstromung bzw bei pneu-
matischer Regelung des Flussigkeitsdruckes durchgeführt wird
Als Behandlungsflussigkeit wird erfindungsgemaß vorteilhafterweise
destilliertes Wasser eingesetzt
Es ist erfindungsgemaß ebenfalls vorteilhaft, wenn der Druck der durch
die Düse austretenden Flüssigkeit zwischen 60 und 150 MPa geregelt wird
Für eine zur Verwirklichung des erfmdungsgemaßen Verfahrens geeig¬
nete Zahnbehandiuπgsvcrπchtung, die ein mit einem zur Durchfuhrung eine.
Zahnbehandlung geeigneten Bearbeitungsorgan versehenes Haπdwerkzeug
aufweist, das durch die gemeinsame Betätigung eines sein Anheben erfas- senden Schaltorgaπs und eines Fußschalters mit einer Energiequelle in Funktionsverbindung gebracht werden kann, ist es erfindungsgemaß kennzeich¬
nend, daß das Bearbeitungsorgan des Handwerkzeuges durch eine zur Ausgabe eines konzentrierten Flussigkeitsstrahles hohen Druckes geeignete Düse
gebildet ist, die von einer durch einen verstellbaren Druckregler gesteuerten
hydraulischen Versorgungseinheit als Energiequelle mit Flüssigkeit gespeist wird, wobei die hydraulische Versorgungseinheit eine durch eine Antriebseinheit betätigte und mit einem Flussigkeitsbehalter verbundene hydraulische Pumpe enthalt und in die zur Düse fuhrende Speiseleitung dieser hydrauli-
sehen Pumpe ein pneumatisch gesteuertes Dreiwegventil eingebaut ist, in
dessen pneumatischen Steuerkreis eine durch ein das Anheben des Handwerkzeuges erfassendes Schaltorgan betätigtes Werkzeugfuhlerventil und ein
durch einen Fußschalter betätigtes Fußveπtil in Reihe geschaltet sind
Erfindungsgemaß ist es vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit der hy-
draulischen Pumpe aus einem pneumatischen Motor besteht, der über eine
pneumatische Leitung mit einer auch die pneumatischen Steuerorgane des
hydraulischen Systems der Vorrichtung mit Druckluft versorgenden pneumati¬
schen Versorgungseinheit verbunden ist
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung ist der
die hydraulische Versorgungseinheit steuernde verstellbare Druckregler als
ein auf dem Steuerpult angeordneter, zur stufenlosen Verstellung des Steuer¬
druckes zwischen Null und einem Maximumwert geeigneter pneumatischer Druckregler ausgebildet, der über eine pneumatische Leitung mit einer kombi¬
nierten hydraulischen Steuereinheit verbunden ist, die einen aus einem pneu¬
matischen Kolben und einem hydraulischen Kolben bestehenden Differentialkolben sowie diesem zugeordnete Hublagenerfassungventile enthalt
Für eine vorteilhafte Variante dieser Ausfuhrungsform ist es kennzeich¬
nend, daß mit dem einen Hublagenerfassungveπtil der hydraulischen Steuer¬
einheit ein durch einen den Flussigkeitspegel des Flussigkeitsbehalters erfassenden Schwimmer gesteuertes und bei einem unter einen Minimalwert ge¬
sunkenen Flussigkeitspegel den Aufbau des Steuerdruckes verhinderndes
Pegelschalterventil verbunden ist
Schließlich ist es hinsichtlich der sicheren und zuverlässigen Funktion
der erfinduπgsgemaßen Vorrichtung zweckmäßig, wenn zwischen die hydraulische Druckleitung der hydraulischen Versorgungseinheit und eine zum Flus¬
sigkeitsbehalter führende Ruckstromleitung ein beim Überschreiten des hy-
draulischen Betriebsdruckes um ein bestimmtes Maß in Richtung der Ruck-
stromleitung vorübergehend sich öffnendes Betnebsdruckbegrenzungsventil
sowie ein Druckbegrenzungssicherheitsventil eingebaut sind, wobei das letztere mit einer beim Überschreiten des eingestellten maximalen hydraulischen
Betriebsdruckes um ein bestimmtes Maß sich aufreißenden Berstscheibe ver-
sehen ist
Die Erfindung wird ausführlicher aufgrund eines Ausfuhrungsbeispiels
anhand der beigefugten Zeichnung erläutert In der Zeichnung zeigt Fig 1 den schematischen prinzipiellen Aufbau einer möglichen Ausfuhrungsvariante der
erfindungsgemaßen Vorrichtung
Wie es aus dem Schaltschema in Fig 1 ersichtlich ist, besteht die erfin- dungsgemaße Vorrichtung grundsätzlich aus einer die für den Betrieb und die
Steuerung der Vorrichtung notwendige Energie sicherstellenden pneumatischen Versorguπgseinheit 1 , einer die ausreichende Druckenergie der die Zahnbehandlung durchfuhrenden Flüssigkeit sicherstellenden hydraulischen Versorgungseinheit 2, einem mit dieser verbundenen Flussigkeitsbehalter 3
von einem Steuerpult 4 betätigten Steuer- und Sichemeits-elementen, einem zahnbehandelnden Handwerkzeug 5, sowie den diese verbindenden Leitun¬
gen, wobei in dem Haπdwerkzeug 5 zur Umwandlung der Druckenergie in ki¬
netische Energie und zur Herstellung eines konzentrierten Flussigkeitsstrahles
als Bearbeituπgsorgan eine Düse 6 eingebaut ist
Die pneumatische Versorgungseinheit 1 besteht aus einem Eiektromo-
tor 7 und einem Kompressor 8, wobei an der Saugseite des Kompressors 8 ein
Luftfilter 9 und an seiner Druckseite ein in der Betriebspause des Kompressors
eine Ruckstromung der Druckluft verhinderndes Rückschlagventil 10 einge¬
baut ist Der Kompressor 8 ist über das Rückschlagventil 10 mit einem die von
ihm erzeugte Druckluft speichernden und gleichzeitig die Druckschwankungen
des Systems dampfenden pneumatischen Akkumulator 1 1 verbunden Der
Kompressor 8 ist außerdem mit einem Druckschalter 12 verbunden, der den
Betriebszustand der pneumatischen Versorgungseinheit 1 in Abhängigkeit
vom Kompressordruck pk in der Weise bestimmt, daß er den Kompressor 8 bei einem eingestellten unteren Grenzwert P mιn in Gang setzt bei einem einge¬
stellten oberen Grenzwert pkmax dagegen abstellt
Nach dem Kompressor 8 gabelt sich die pneumatische Druckleitung die
über ein Druckentlastungsventil 13 entlastet werden kann, in einen Betati-
gungszweig und einen Steuerzweig auf
Die den Betatigungszweig bildende pneumatische Leitung 14 liefert
über ein bistabiles Dreiwegventil 15 Druckluft zu der aus dem pneumatischen
Motor 16 und der hydraulischen Pumpe 17 bestehenden, periodisch arbeiten¬
den hydraulischen Versorgungseiπheit 2, deren Speisedruck mit Hilfe eines
Druckregelventils 18 eingestellt und an einem Druckmesser 19 abgelesen
werden kann Der Wert des eingestellten pneumatischen Speisedruckes ist so
gewählt, daß der maximale Wert des durch die hydraulische Pumpe 17 er¬
zeugten hydraulischen Druckes mit dem des in dem hydraulischen System
zulassigen Druckes übereinstimmt
An der den Steuerzweig darstellenden pneumatischen Leitung 20 ist ein
die Steuerung des hydraulischen Systems durchführender Steuerkreis ange¬
schlossen, dessen Druck mit Hilfe eines Druckregelventils 21 auf den Maxi¬
mumwert (pvmax) des im Steuerkreis benotigten Druckes eingestellt und an ei¬
nem Druckmesser 22 abgelesen werden kann
Der Betriebszustand der hydraulischen Versorguπgseiπheit 2 und der
Betriebsdruck des hydraulischen Systems wird durch eine kombinierte hydrau¬
lische Steuereinheit 23 bestimmt Diese kombinierte hydraulische Steuerein¬
heit 23 besteht aus einem einen Differeπtialkolben bildenden, auf einer ge- meinsamen Kolbenstange 24 angebrachten pneumatischen Kolben 25 und
einem hydraulischen Kolben 26 sowie einem mit der gemeinsamen Kolben¬
stange 24 zusammen beweglichen Betatigungsorgan 27 Auf die Flache A-,
des pneumatischen Kolbens 25 wirkt jederzeit ein durch das auf dem Steuer-
pult 4 angeordnete Druckregelventil 28 eingestellter Steuerdruck pv, dessen
Wert zwischen Null und dem auf dem Druckregelventil 21 eingestellten maxi¬
malen Steuerdruck pmax geändert werden kann (0 < p, < pvmax) Unter der Wir¬
kung der auf den hydraulischen Kolben 26 (dessen Flache A2 wesentlich klei¬
ner ist als A-i ) über die Kolbenstange 24 übertragenen Kraft (F = A-ι x pv) ent-
steht im hydraulischen System jederzeit ein zu dem Steuerdruck pv proportio¬
naler hydraulischer Druck (ph = AJA2 x pv) Das mit der Kolbenstange 24 zu¬
sammen bewegliche Betatigungsorgan 27 steht mit zwei Hublagenerfassungs-
ventilen 29, 30 in Funktionsverbindung, die mit den beiden entgegengesetzten
Seiten des bistabilen Dreiwegventils 1 5 verbunden sind Von den beiden
Hublagenerfassungsventile 29, 30 steht das obere Hublagenerfassungsventil
30 mit der pneumatischen Leitung 20 in Verbindung, wahrend das untere
Hublagenerfassungsventil 29 mit einem durch einen den Flussigkeitspegel des
Flussigkeitssbehalters 3 erfassenden Schwimmer 31 betätigten Pegelschalt¬
ventil 32 in Reihe geschaltet ist
Vor der hydraulischen Pumpe 17 der hydraulischen Versorgungseinheit
2, in die die hydraulische Pumpe 17 mu αern Flussigkeitsbehalter 3 verbinden¬
de hydraulische Saugleitung 33 ist ein Flussigkeitsfilter 34 eingebaut, wahrend
nach der hydraulischen Pumpe 17, in der zum Handwerkzeug 5 fuhrenden hy- draulischen Druckleitung 35 ein Rückschlagventil 36 angeordnet ist, das in der Betriebspause der hydraulischen Versorgungseiπheit 2 bzw wahrend des
Saugtaktes der hydraulischen Pumpe 17 den infolge der Ruckstromung der
Flüssigkeit auftretenden Druckabfall verhindert
Auf dem zum Handwerkzeug 5 fuhrenden Weg wird die Strömung der
Flüssigkeit durch ein in die hydraulische Druckleitung eingebautes in seiner Grundstellung geschlossenes, pneumatisch gesteuertes hydraulisches Drei¬
wegventil 37 geregelt das über einen das Anheben des Handwerkzeuges durch einen Werkzeughaltearm 38 erfassendes Werkzeugfuhlerventil 39 und
ein Fußventil 40 mit der den Steuerzweig bildenden pneumatischen Leitung 20 in Reihe geschaltet ist
In das Handwerkszeug 5 sind zur Verhinderung der Verstopfung der Düse 6 ein Mikrofilter 41 eingebaut sowie auch ein Ruckschlagventil 42, das
nach Beendigung der Benutzung des Handwerkzeuges 5 ein eventuelles Ein-
saugen der verschmutzten Flüssigkeit in das System sowie die Bildung von
Lufteinschheßungen im nachfolgenden Leitungsabschnitt verhindert Das
Handwerkzeug 5 ist über eine flexible Leitung 43 mit dem die Emspeisuπg der Flüssigkeit hohen Druckes regelnden hydraulischen Dreiwegventil 37 verbun¬
den, das in seiner Grundstellung die flexible Leitung 43 des Handwerkzeuges
5 über eine hydraulische Ruckstromleitung 44 mit dem Flussigkeitsbehalter 3
verbindet
Zur Erhöhung der Sicherheit des hydraulischen Systems sind in eine von der
hydraulischen Druckleitung 35 abgezweigte und zum Flussigkeitsbehalter 3 fuhrende Ruckstromleitung 45 zwei parallel zueinander geschaltete Druckbe-
greπzungsveπtile 46 und 47 eingebaut, von denen das Betnebsdruckbegren-
zungsventil 46 über eine pneumatische Leitung 48 mit dem Druckregler 28 in Fuπktionsverbindung steht, wahrend das Druckbegrenzungssicherheitsventil 47 zweckmaßigerweise als ein mit einer Berstscheibe versehenes Ventil aus¬
gebildet ist
Der jeweilige Betriebsdruck ph des hydraulischen Systems kann an einem hydraulischen Druckmesser 49 abgelesen werden
Die erfmdungsgemaße Vorrichtung arbeitet wie folgt
Durch Inbetriebnahme des durch den Druckschalter 12 gesteuerten
Kompressors 8 der pneumatischen Versorgungseinheit 1 wird das pneumati¬
sche System unter Druck gesetzt und über die pneumatische Leitung 14 wird dem pneumatischen Motor 16 der hydraulischen Versorgungseinheit 2 pneumatische Energie zugeführt, wobei dieser pneumatische Motor 16 die hydrau-
lische Pumpe 17 betätigt, die das Handwerkzeug 5 mit einer Behandlungsflus-
sigkeit geeigneten Druckes versorgt
Die hydraulische Pumpe 17 wurde die über das in die hydraulische
Saugleitung 33 eingebaute Flussigkeitsfilter 34 aus dem Flussigkeitsbehalter 3
angesaugte Flüssigkeit über die hydraulische Druckleitung 35 zur Düse 6 des
Handwerkzeuges 5 weiterleiten, was jedoch durch die geschlossene Stellung
des hydraulischen Dreiwegventils 37 so lange verhindert wird, bis sich ic
Voraussetzungen für die Betätigung des Haπdwerkzeuges 5 erfüllen Zur Betätigung des Handwerkzeuges 5 muß also das hydraulische
Dreiwegventil 37 in betätigte Stellung gebracht werden Eine Voraussetzung dafür besteht dann, daß das Werkzeugfuhlerventil 39 beim Abheben des Handwerkzeuges 5 vom Werkzeughaltearm 38 umschaltet, wobei durch Auf- treten auf einen Fußschalter auch das Fußventil 40 umgeschaltet werden
muß, so daß aus der pneumatischen Leitung 20 über das Fußventil 40 und
das Werkzeugfuhlerventil 39 Druckluft zum hydraulischen Dreiwegventil 37 gelangen kann und dieses in betätigte Stellung umschaltet also das hydraulische Dreiwegventil 37 die Behandlungsflussigkeit hohen Druckes, zweckma-
ßigerweise destilliertes Wasser in Richtung des Handwerkzeuges 5 hindurch¬
laßt
Der Zahnarzt kann das Handwerkzeug 5 in der bei den Zahnbohrern gewohnten Art und Weise benutzen, nur wird hier der Bohrer durch einen konzentrierten Flussigkeitsstrahl ersetzt, wobei das Abstellen und Ingangsetzen
des Handwerkzeuges 5 wahrend der Behandlung in an sich bekannter Weise,
durch entsprechende Betätigung des Fußventils 40 erfolgen Zum Schutz des
Anwenders als auch des Patienten wird die Gefahr einer unbeabsichtigten Betätigung auch dadurch verringert, daß das Umschalten des hydraulischen
Dreiwegventils 37 in eine betätigte Stellung und damit der Beginn der Flussig-
keitsstromung eine kombinierte Voraussetzung hat, indem das Werkzeugfuh-
Icrvcr.i;! 39 durch Abheben des Handwerkzeuges 5 vom Wei kzeughaltearm 3δ
umzuschalten und gleichzeitig damit das Fußventil 40 zu betätigen sind Wie es bereits erwähnt wurde, werden der Betriebszustand der hydrau¬
lischen Versorguπgseinheit 2 und der am hydraulischen Druckmesser 49 ab¬
lesbare Betriebsdruck durch die kombinierte hydraulische Steuereinheit 23 bestimmt Der zur jeweiligen Behandlung benotigte, beim Abtrennen von wei- chen Teilen zweckmaßigerweise 60 bis 70 MPa, beim Abrieb des Zahnschmelzes dagegen 120 bis 150 MPa betragende hydraulische Betriebsdruck wird dadurch erreicht, daß mit Hilfe des auf dem Steuerpult 4 angeordneten Druckreglers 28 ein Steuerdruck pv eingestellt wird, der - über die pneumati¬
sche Leitung 48 auf die Flache A. des pneumatischen Kolbens 25 der hydrau-
lischen Steuereinheit 23 wirkend - über die Kolbenstange 24 und die viel klei¬
nere Flache A2 des hydraulischen Kolbens 26 einen zu dem Steuerdruck pv proportionalen hydraulischen Betriebsdruck ph hervorruft Wahrend der Regelung wirkt das mit der Kolbenstange 24 zusammen bewegliche Betatigungsorgan 27, wie schon erwähnt, mit zwei Hublagenerfassungsventileπ 29, 30 zu-
sammen Bei der wegen des Austretens der Behandlungsflussigkeit aus dem
hydraulischen System auftretenden Volumenverringerung wird das untere
Hublagenerfassungsventil 29 durch das sich seiner unteren Hublage nähernde
Betatigungsorgan 27 noch vor dem Erreichen seiner Endlage betätigt, also
umgeschaltet, wodurch das bistabile Dreiwegventil 15 in eine solche Schalt-
Stellung gebracht wird, wo es die Druckluft zum pneumatischen Motor 16 hin¬
durchlaßt, also die hydraulische Versorgungseinheit beginnt zu arbeiten
Nachdem die durch die hydraulische Pumpe 17 gelieferte Fiussigkeits-
menge großer ist als der mögliche Maximumwert des Verbrauchs, wird die Differenz der beiden Mengen durch die kombinierte hydraulische Steuereinheit 23 so gespeichert, daß sich der Differentialkolben und damit zusammen das Betatigungsorgan 27 in Richtung der oberen Endlage bewegen, wodurch das
Volumen des hydraulischen Systems erhöht wird Vor dem Erreichen der obe-
ren Endlage wird das obere Hublagenerfassungsventil 30 durch das Betatigungsorgan 27 betätigt, wodurch das bistabile Dreiwegventil 15 in eine solche Schaltstellung gebracht wird, wo es die pneumatische Leitung 14 abschließt
und den zum pneumatischen Motor 16 fuhrenden Leitungsabschπitt entlüftet
Die kombinierte hydraulische Steuereinheit 23 erfüllt in dieser Weise auch die
Funktion eines hydraulischen Akkumulators, da sie infolge ihrer Flexibilität eine Volumenanderung des hydraulischen Systems zulaßt und den hydrauli¬
schen Betriebsdruck unabhängig von dem momentanen Betriebszustand der
hydraulischen Versorgungseinheit 2 auf einem konstanten Wert halt
Wie es schon erwähnt wurde, ist das untere Hublagenerfassungsventil
29 der hydraulischen Steuereinheit 23 mit einem Pegelschaltventii 32 in Reihe
geschaltet, das dem Flussigkeitsbehalter 3 zugeordnet ist Falls der Flussigkeitspegel im Flussigkeitsbehalter 3 unter einen eingestellten unteren Grenz¬
wert sinkt, dann wird der zum unteren Hublagenerfassungsventil 29 fuhrende
Leitungsabschnitt durch das mit dem Schwimmer 31 betätigte Pegelschalt-
ventil 32 abgetrennt und entlüftet, so daß das bistabile Dreiwegventil 15 infol¬
ge dcε Umschaltens des unteren Hublagenerfassungsventils 29 in eine solche
Schaltstellung gebracht wird, in welcher die Inbetriebnahme der hydraulischen
Versorgungseinheit 2 verhindert wird Zur Sicherheit des hydraulischen Systems dienen die Druckbegren-
zungsventile 46 und 47 Das Betriebsdruckbegrenzungsventil 46 laßt beim fehlerhaften Betrieb der kombinierten hydraulischen Steuereinheit 23, bei ei¬
nem dem vorgesehenen hydraulischen Betriebsdruck ph etwas höheren
Druckwert (ph + Δh), vorübergehend Flüssigkeit aus dem Hochdruckraum über die Ruckstomleitung 45 in den Flussigkeitsbehalter 3 austreten und verhindert dadurch eine weitere Erhöhung des Druckes
Das Druckbegrenzuπgssicherheitsventil 47 tritt erst im Falle einer
eventuellen fehlerhaften Funktion des Betπebsdruckbegrenzungsventils 46
bei einem dem maximalen hydraulischen Betriebsdruck phma etwas höheren
Wert (p max + Δp), in Betrieb, indem sich die in das Ventil eingebaute Berstscheibe aufreißt Dadurch entsteht ein „Kurzschluß" zwischen dem Hochdruckraum und der Ruckstromleitung 45, und die Vorrichtung kann bis zur Behe¬
bung des Fehlers nicht mehr benutzt werden
Die oben erläuterte erfindungsgemaße Losung kann bei zahlreichen zahnärzt¬
lichen Behandlungen ausgezeichnet eingesetzt werden, unter anderen bei der
selektiven, gewebeschonenden Entfernung von faulem Zahnschmelz, Dentin
und Zement, bei der Entfernung des an der Zahnboberflache anhaftenden ver¬
kalkten Belages, bei der isolierten Entfernung der Weichgewebe des Zahnpul-
penhohlraumes sowie bei der Aufweitung bzw Prapaπerung des Zahnwur¬
zelkanäle Das erfindungsgemaße Verfahren und die erfindungsgemaße Vorrich¬
tung weisen im Vergleich zu den herkömmlichen zahnärztlichen Behandlungsmethoden und Vorrichtungen zahlreiche Vorteile auf
1 ) Mit dem destillierten Wasser verstellbaren Druckes und Strahldurch-
messers das übrigens ein biologisch absolut inertes Material ist und demzufolge eine ideale Flüssigkeit für Behandlungszwecke darstellt, können alle gesunden Gewebe des Zahnes d h der Zahnschmelz, das Dentin und das Ze¬
ment gleichermaßen geschnitten und geformt (präpariert) werden
2) Durch die Regelung des Wasserdruckes kann die Starke des Was-
serstrahles der Harte des zu behandelnden Zahngewebes angepasst werden, wodurch die krankhaften (faulen) und die gesunden Gewebe mit großer Si¬
cherheit voneinander getrennt werden können, nachdem durch den Wasser¬
strahl nur das krankhafte Gewebe entfernt wird, so daß die Behandlung ohne Verlust an gesundem Gewebe durchgeführt werden kann 3) An der Grenze der krankhaften und gesunden Gewebe kann die Un-
gleichmaßigkeit der Rander des erkrankten Bereiches durch die Erhöhung des
Druckes in einfacher Weise abgeglättet werden
4) Durch die Gestaltung des den Behandlungswasserstrahl ausgeben¬
den Handwerkzeuges kann die beim herkömmlichen Zahnbohrer gewohnte
Behandlungstechnik weitgehend beibehalten werden
5) Neben ihrer Genauigkeit, ihrer schonenden und sicheren F n t.ons-
weise und ihrer leichten Handhabung kann die erfindungsgemaße Vorrichtung
relativ billig hergestellt werden

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 Zahnärztliches Verfahren zum Abtrennen von verschiedenen, wah¬
rend der zahnärztlichen Behandlung an der Grenze des gesunden Knochen- gewebes zu entfernenden Materialien oder gegebenenfalls zum Abrieb des gesunden Knochengewebes, dadurch gekennzeichnet, daß über eine am
Ende eines zahnarztlichen Handwerkzeuges angebrachte Düse eine Flüssig¬
keit hohen Druckes in Form eines konzentrierten, freien Flussigkeitstrahles mit hoher kinetischer Energie auf die zu behandelnde Zahnflache gerichtet wird
und die Zahnbehandlung bei wiederholtem Ingangsetzen und Abstellen der
Flussigkeitsstromung bzw bei pneumatischer Regelung des Flussigkeitsdruk- kes durchgeführt wird
2 Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Be¬
handlungsflussigkeit destilliertes Wasser eingesetzt wird
3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der hydraulische Betriebsdruck zwischen 60 und 150 MPa geregelt wird
4 Zahnärztliche Vorrichtung zum Abtrennen von verschiedenen, wah¬
rend der zahnärztlichen Behandlung an der Grenze des gesunden Knochen¬
gewebes zu entfernenden Materialien oder gegebenenfalls zum Abrieb des
gesunden Knochengewebes, mit einem Handwerkzeug, das ein zur Durchfuh¬
rung einer Zahnbehandlung geeignetes Bearbeitungsorgan aufweist, wobei
das Handwerkzeug durch die gemeinsame Betätigung eines sein Anheben erfassenden Schaltorgaπs und eines Fußschalters mit einer Energiequelle in
Funktioπsverbindung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet daß
das Bearbeitungsorgan des Handwerkzeuges (5) durch eine zur Ausgabe ei¬
nes konzentrierten Flussigkeitsstrahles hohen Druckes geeignete Düse (6)
gebildet ist, die von einer durch einen verstellbaren Druckregler (28) gesteu¬
erten hydraulischen Versorgungseinheit (2) als Energiequelle mit Flüssigkeit
gespeist wird, wobei die hydraulische Versorgungseiπheit (2) eine durch eine
Antriebseinheit betätigte und mit einem Flussigkeitsbehalter (3) verbundene
hydraulische Pumpe (17) enthalt und in die zur Düse (6) führende Speiselei-
tung dieser hydraulischen Pumpe (17) ein pneumatisch gesteuertes Dreiweg¬
ventil (37) eingebaut ist, in dessen pneumatischen Steuerkreis ein durch ein
das Anheben des Handwerkzeuges (5) erfassendes Schaltorgan betätigtes
Werkzeugfuhlerventil (39) und ein durch einen Fußschalter betätigtes Fu߬
ventil (40) in Reihe geschaltet sind
5 Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Antriebseinheit der hydraulischen Pumpe (17) aus einem pneumatischen Mo¬
tor (16) besteht, der über eine pneumatische Leitung (14) mit einer auch die
pneumatischen Steuerorgane des hydraulischen Systems der Vorrichtung mit
Druckluft versorgenden pneumatischen Versorgungseinheit (1 ) verbunden ist
6 Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der die hydraulische Versorgungseinheit (2) steuernde verstellbare Druckreg¬
ler als ein auf dem Steuerpult (4) angeordneter, zur stufeπlosen Verstellung des Steuerdruckes (pv) zwischen Null und einem Maximumwert (pvmaχ) geeig¬
neter pneumatischer Druckregler (28) ausgebildet ist, der über eine pneumatische Leitung (48) mit einer kombinierten hydraulischen Steuereinheit (23) ver¬
bunden ist, die einen aus einem pneumatischen Kolben (25) und einem hy- draulischen Kolben (26) bestehenden Differeπtialkolben sowie diesem zugeordnete Hublagenerfassungventile (29, 30) enthalt
7 Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß mit
dem einen Hublagenerfassungventil (29) der hydraulischen Steuereinheit (23)
ein durch einen den Flussigkeitspegel des Flussigkeitsbehalters (3) erfassen-
den Schwimmer (31 ) gesteuertes und bei einem unter einen Minimumwert gesunkenen Flussigkeitspegel den Aufbau des Steuerdruckes (pv) verhinderndes
Pegelschalterventil (32) verbunden ist
8 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 dadurch gekenn¬
zeichnet, daß zwischen die hydraulische Druckleitung (35) der hydraulischen
Versorgungseinheit (2) und eine zum Flussigkeitsbehalter (3) fuhrende Ruck¬
stromleitung (45) ein beim Überschreiten des hydraulischen Betriebsdruckes
(ph) um ein bestimmtes Maß in Richtung der Ruckstromleitung (45) vorüberge¬
hend sich öffnendes Betriebsdruckbegrenzungsventil (46) sowie ein Druckbe-
grenzungssicherheitsventil (47) eingebaut sind, wobei das letztere mit einer
beim Überschreiten des eingestellten maximalen hydraulischen Betnebsdruk-
kes (P max) um ein bestimmtes Maß sich aufreißenden Berstscheibe versehen
EP99922405A 1999-05-21 1999-05-21 Verfahren und vorrichtung zur zahnärztlichen behandlung mittels eines freien flüssigkeitsstrahles Withdrawn EP1182983A1 (de)

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US5525058A (en) * 1992-03-27 1996-06-11 American Dental Technologies, Inc. Dental treatment system

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