WO2011026164A1 - Trepanbohrer - Google Patents

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WO2011026164A1
WO2011026164A1 PCT/AT2010/000315 AT2010000315W WO2011026164A1 WO 2011026164 A1 WO2011026164 A1 WO 2011026164A1 AT 2010000315 W AT2010000315 W AT 2010000315W WO 2011026164 A1 WO2011026164 A1 WO 2011026164A1
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WO
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drill
cooling channel
cooling
trepan
hollow cylinder
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Application number
PCT/AT2010/000315
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Inventor
Ewald Unger
Georg Watzek
Christoph Arnhart
Original Assignee
Medizinische Universität Wien
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    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
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    • A61C3/02—Tooth drilling or cutting instruments; Instruments acting like a sandblast machine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1695—Trepans or craniotomes, i.e. specially adapted for drilling thin bones such as the skull
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0089—Implanting tools or instruments
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    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1637—Hollow drills or saws producing a curved cut, e.g. cylindrical
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    • A61B17/16—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/1644—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans using fluid other than turbine drive fluid
    • A61B2017/1651—Bone cutting, breaking or removal means other than saws, e.g. Osteoclasts; Drills or chisels for bones; Trepans using fluid other than turbine drive fluid for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a trephine drill for surgical, in particular dental surgical purposes, comprising a drill shank, a drill bit at least partially formed by a hollow cylinder shell and a cooling device for the drill bit.
  • trephine drills go back to antiquity.
  • Today, these surgical instruments are used for implant bed preparation and bone removal in augmentation procedures in dental surgery, in bone biopsy specimens, and in the opening of the skull. Due to the high rotational speeds of up to 6000 revolutions per minute, the drills in the tissue can become very hot, which can lead to damage to the surrounding tissue.
  • the main problem with the cooling of trephines is the supply of the coolant at the point of heat generation, which arises primarily at the cutting teeth of the drill. Due to the relatively thin and parallel cylinder wall, which is driven into the bone, it is not possible with the current method of cooling from the outside, to transport the cooling liquid to the cutting edge. This effect is particularly pronounced with larger drilling depths.
  • the coolant supply via the cooling window is to be regarded as critical, since the coolant is atomized or thrown away at the window wall rather than being able to penetrate into the depth via the window due to the rotation of the drill.
  • the invention now aims to improve the cooling of Trepanboher- and in particular to ensure efficient cooling targeted at those points of Trepanbohrers that are exposed to a special thermal load.
  • the trephine drill of the type mentioned above is developed substantially in such a way that the cooling device has at least one hollow cylinder in the cylinder.
  • the jacket of the drill bit extending, comprising a closed cross-section cooling channel comprises.
  • the course of the cooling channel in the interior of the hollow cylinder jacket can be selected according to the respective requirements, wherein a preferred development, however, provides that at least a portion of the at least one cooling channel extends in an area of the hollow cylinder jacket adjacent to the cutting end of the drill head.
  • the cooling channels are incorporated in the hollow cylinder shell so that the coolant is passed within the shell directly and close to the cutting edges of the drill bit. As a result, a constant cooling is guaranteed regardless of the respective drilling depth.
  • the at least one cooling channel according to the invention has a closed cross-section, which means nothing else than that the cooling channel extends completely in the interior of the hollow cylinder jacket, clogging of the cooling channel can be prevented.
  • the cooling power is composed of a plurality of factors, such as the course and the length of the at least one cooling channel and from the per unit time flowing through the cooling passage coolant. To improve the cooling capacity, it is in the erfindunlicen training without further possible to use a suitably pre-cooled coolant, and in particular water.
  • the trepan drill has a suitable connection, wherein in this context it is preferably provided that the at least one cooling channel is fed via a feed line formed by a central bore in the drill shaft. From the central supply line, the coolant is subsequently fed through the at least one cooling channel. tet, wherein for deriving the coolant is preferably provided that the at least one cooling channel has an outer surface of the drill bit passing through the outlet opening.
  • trephine drills In view of the high rotational speeds of up to 6000 revolutions per minute, trephine drills must pay particular attention to ensuring that no unbalance occurs. An imbalance can occur in particular due to an uneven mass distribution over the circumference of the hollow cylinder jacket.
  • the cooling channel or the cooling channels is or are axially symmetrical with respect to the axis of rotation of the trephine drill ,
  • the at least one cooling channel is widened in the axial direction in a region adjacent to the cutting end of the drill head.
  • the at least one cooling channel is formed in a meandering manner in an area adjacent to the cutting end of the drill head.
  • a further measure for increasing the cooling capacity is preferably that the at least one cooling channel adjacent to the cutting end of the drill head, in particular extending in the circumferential direction area the coolant flow multiple deflecting internals, in particular the cooling passage in the radial direction passing through wall supports.
  • the Repeated deflection of the coolant flow leads to a partial turbulence of the coolant and to a turbulent flow, which intensifies the heat exchange between the cooling medium and the hollow cylinder jacket.
  • the at least one cooling channel is substantially U-shaped, wherein the portion of the cooling channel connecting the two U-legs is designed for multiple deflection of the coolant flow.
  • the two U-legs form a very direct and short supply and discharge, so that the coolant is supplied without detour of the most critical zone in the cutting edge near, in which in the two U-leg connecting portion a multiple deflection of the coolant flow and thereby a particularly intensive heat exchange takes place.
  • Such a design is particularly advantageous when a plurality of such U-shaped extending cooling channels and in particular two with respect to the axis of rotation of the trephine diametrically opposite cooling channels are provided, both fed by the central supply line and each having a separate outlet opening.
  • two or more cooling channel sections formed with multiple redirection of the coolant can also be interconnected, and in this context the design is such that the at least one cooling channel has at least two regions with multiple redirections of the coolant through a cooling channel section extending in the circumferential direction connected to each other.
  • the hollow cylinder shell may preferably have at least one window.
  • a window leads to an internal ventilation of the drill head by ambient air.
  • Such a window is preferably formed in a peripheral region of the hollow cylinder wall that is free of cooling channels.
  • the escaping cooling medium forms a coolant mist due to the high rotational speed, which can hinder the free view to the place of use.
  • the outlet opening is overlapped by a collecting device for the coolant.
  • the collecting device is formed by a collecting cap surrounding or encompassing the hollow cylinder jacket in the area of the outlet opening.
  • FIG. 2 shows a view of the trephine drill according to the arrow II of FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section according to the line III / III of FIG. 2
  • FIG. 4 shows a section along line IV / IV of FIG. 2
  • FIG. 5 shows a view of the trephine drill in which the outer jacket has been removed
  • FIG. 6 shows a view of the cooling channel
  • FIG. 7 shows a perspective view of a trephine drill in a modified embodiment
  • 8 shows a view of the trephine drill according to FIG. 7, in which the outer jacket has been removed
  • FIG. 9 shows the cooling channel of the trephine drill according to FIGS. 7 and 8
  • FIG. 10 shows a cooling channel in a modified embodiment
  • a inventive trepan drill 1 which has a drill shank 2 and a drill bit 3 with cutting teeth 4.
  • the drill bit 3 is in this case formed by a hollow cylinder, whose hollow cylinder shell is denoted by 5.
  • the trephine drill has two inside the hollow cylinder jacket extending cooling channels, which are fed via a central bore 7 in the drill shank 2.
  • the outlet opening of one of the two cooling channels is denoted by 15.
  • the drill bit 3 has two windows 9.
  • the drill shank 2 has at its free end a coupling flange 10, on which a rotary drive not shown engages.
  • the supply line for the cooling channels is formed by a central bore in the drill shank 2.
  • the feed line 7 opens into two cooling channels 11, the first in the interior of a tapered portion of the drill bit 3 and subsequently in the interior of the hollow cylinder jacket 5 in the direction of the cutting teeth 4 having end portion run.
  • the coolant is deflected in the circumferential direction and reaches a relatively wide region of the cooling channel, in which the coolant is deflected several times.
  • wall supports 12 which extend from the outer wall 13 to the inner wall 14 of the hollow cylinder jacket.
  • the cooling channels have for this purpose in each case a the outer surface of the drill bit 3 passing through the outlet opening 15.
  • cooling channel 11 is formed substantially U-shaped, wherein the two U-legs connecting portion of the cooling channel 11 which the cooling passage radially T2010 / 000315
  • the production of the trephine drill is carried out in such a way that initially the basic body shown in FIG. 5 is produced, into which the cooling channel 11 is machined and, in particular, milled. Finally, a sleeve, which subsequently forms the outer wall 13 of the hollow cylinder jacket 5, is pulled over the base body shown in FIG. 5 and finished in a suitable manner.
  • the implementation can also be carried out with the new technology of laser metal melting (SLM, Selective Laser Melting).
  • SLM Selective Laser Melting
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment in which the coolant outlet takes place via an outlet opening on the conical part of the drill head 3.
  • the discharge of the coolant thus takes place in the direction of the axis of rotation 6 to the rear.
  • the resulting modified course of the coolant channel 11 is clear in Fig.8.
  • Figure 9 the course of the coolant channels 11 is even better visible.
  • Fig.10 shows a modified embodiment of the cooling channel.
  • a central supply line 7 is provided, which opens into a cooling channel 16.
  • the cooling passage 16 includes a circumferentially extending cooling passage portion connecting two portions 17 with multiple deflections of the coolant. The outlet of the coolant is again via an outlet opening 15th
  • the trepan drill carries a collecting cap 18, which between it and the cone-shaped abutment. 8 of the drill head 3 forms an annular collecting space for the exiting via the outlet opening 15 coolant.
  • the coolant collecting in the annular space 20 can be discharged via the discharge line 19.
  • a flexible hose which supplies the coolant to a coolant tank, can be attached to the discharge line 19.
  • the collecting cap 18 may preferably consist of a rigid material, such as stainless steel, and must be freely rotatable relative to the drill.

Abstract

Bei einem Trepanbohrer (1) für chirurgische, insbesondere zahnchirurgische Zwecke, umfassend einen Bohrerschaft (2), eine wenigstens teilweise von einem Hohlzylindermantel (5) gebildete Bohrkrone (3) und eine Kühlvorrichtung für die Bohrkrone (3), umfasst die Kühlvorrichtung wenigstens einen im Hohlzylindermantel (5) der Bohrkrone (3) verlaufenden, einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden Kühlkanal (11).

Description

Trepanbohrer
Die Erfindung betrifft einen Trepanbohrer für chirurgische, insbesondere zahnchirurgische Zwecke, umfassend einen Bohrer- schaft, eine wenigstens teilweise von einem Hohlzylindermantel gebildete Bohrkrone und eine Kühlvorrichtung für die Bohrkrone.
Die Entwicklung von Trepanbohrern reicht bis in die Antike zurück. Heute werden diese chirurgischen Instrumente zur Implan- tationsbettpräparation und Knochenentnahme bei Augmentationsverfahren in der Dentalchirurgie, in der Probenentnahme bei Knochenbiopsien und bei der Öffnung der Schädeldecke verwendet. Durch die hohen Drehgeschwindigkeiten von bis zu 6000 Umdrehungen in der Minute können die Bohrer im Gewebe sehr heiß werden, was zu einer Schädigung des umliegenden Gewebes führen kann. Hauptproblem bei der Kühlung von Trepanen ist die Zufuhr des Kühlmittels an den Punkt der Wärmeentwicklung, die primär an den Schneidezähnen des Bohrers entsteht. Durch die relativ dünne und parallele Zylinderwand, die in den Knochen eingetrieben wird, ist es mit der derzeitigen Methode der Kühlung von außen nicht möglich, die Kühlflüssigkeit bis zu der Schneide zu transportieren. Dieser Effekt verstärkt sich besonders bei größeren Bohrtiefen. Ebenso ist die Kühlmittelzufuhr über Kühlfenster als kritisch anzusehen, da durch die Rotation des Boh- rers das Kühlmittel an der Fensterwand eher zerstäubt bzw. weggeschleudert wird, als dass diese über das Fenster in die Tiefe eindringen kann.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Kühlung von Trepanboh- rern zu verbessern und insbesondere eine effiziente Kühlung gezielt an denjenigen Stellen des Trepanbohrers zu gewährleisten, die einer besonderen thermischen Belastung ausgesetzt sind. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Trepanbohrer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß im Wesentlichen derart weitergebildet, dass die Kühlvorrichtung wenigstens einen im Hohlzylin- dermantel der Bohrkrone verlaufenden, einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden Kühlkanal umfasst. Durch die Anordnung wenigstens eines Kühlkanals im Inneren des HohlZylindermantels kann das Kühlmittel nahezu unmittelbar an den Ort der Wärmeent- wicklung herangeführt werden und dadurch eine effiziente Kühlleistung gewährleisten. Der Verlauf des Kühlkanals im Inneren des Hohlzylindermantels kann den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gewählt sein, wobei eine bevorzugte Weiterbildung jedoch vorsieht, dass wenigstens ein Abschnitt des wenigstens einen Kühlkanals in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes benachbarten Bereich des Hohlzylindermantels verläuft. Die Kühlkanäle sind dabei so in den Hohlzylindermantel eingearbeitet, dass das Kühlmittel innerhalb des Mantels direkt und nahe zu den Schneiden der Bohrkrone geleitet wird. Dadurch wird eine gleich bleibende Kühlung unabhängig von der jeweiligen Bohrtiefe gewährleistet.
Dadurch, dass der wenigstens eine Kühlkanal erfindungsgemäß einen geschlossenen Querschnitt aufweist, was nichts anderes bedeutet, als dass der Kühlkanal vollständig im Inneren des Hohlzylindermantels verläuft, kann ein Verstopfen des Kühlkanals verhindert werden.
Die Kühlleistung setzt sich aus einer Mehrzahl von Faktoren zusammen, wie beispielsweise aus dem Verlauf und der Länge des wenigstens einen Kühlkanals sowie aus der je Zeiteinheit durch den Kühlkanal fließenden Kühlmittelmenge. Zur Verbesserung der Kühlleistung ist es bei der erfindungemäßen Ausbildung ohne weiters möglich, ein entsprechend vorgekühltes Kühlmittel, und insbesondere Wasser, zu verwenden.
Zur Versorgung mit Kühlmittel weist der Trepanbohrer einen geeigneten Anschluss auf, wobei in diesem Zusammenhang bevorzugt vorgesehen ist, dass der wenigstens eine Kühlkanal über eine von einer zentralen Bohrung im Bohrerschaft gebildeten Zuleitung gespeist ist. Von der zentralen Zuleitung wird das Kühlmittel in der Folge durch den wenigstens einen Kühlkanal gelei- tet, wobei zur Ableitung des Kühlmittels bevorzugt vorgesehen ist, dass der wenigstens eine Kühlkanal eine die Außenfläche der Bohrkrone durchsetzende Austrittsöffnung aufweist. Mit Rücksicht auf die hohen Drehgeschwindigkeiten bis zu 6000 Umdrehungen in der Minute muss bei Trepanbohrern besonders darauf acht gegeben werden, dass keine Unwucht auftritt. Eine Unwucht kann insbesondere aufgrund einer über den Umfang des Hohlzylindermantels ungleichen Massenverteilung auftreten. Um sicherzustellen, dass die für die Ausbildung des Kühlkanals bzw. der Kühlkanäle erforderlichen Materialaussparungen zu keiner Unwucht führen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass der Kühlkanal bzw. die Kühlkanäle in Bezug auf die Rotationsachse des Trepanbohrers achsensymmetrisch ausge- bildet ist bzw. sind.
Wie bereits erwähnt, ist eine besonders intensive Kühlung beim Trepanbohrer vor allem in Schneidkantennähe erforderlich. Zu diesem Zweck ist bevorzugt vorgesehen, dass der wenigstens eine Kühlkanal in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes benachbarten Bereich in axialer Richtung verbreitert ausgebildet ist. Durch die Verbreiterung des wenigstens einen Kühlkanals in demjenigen Bereich, in welchem die größte Wärmeentwicklung auftritt, wird sichergestellt, dass eine entsprechend größere Oberfläche bereitgestellt wird, an welcher ein Wärmeaustausch mit dem Kühlmedium stattfinden kann. Eine Erhöhung der Kühlleistung gelingt auch dadurch, dass, wie es einer besonders bevorzugten Weiterbildung entspricht, der wenigstens eine Kühlkanal in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes benachbar- ten Bereich mäanderartig verlaufend ausgebildet ist.
Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Kühlleistung besteht bevorzugt darin, dass der wenigstens eine Kühlkanal in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes benachbarten, insbesondere in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich den Kühlmittelstrom mehrfach umlenkende Einbauten, insbesondere den Kühlkanal in radialer Richtung durchsetzende Wandstützen, aufweist. Die mehrmalige Umlenkung des Kühlmittelstroms führt dabei zu einer teilweisen Verwirbelung des Kühlmittels sowie zu einer turbulenten Strömung, die den Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und Hohlzylindermantel intensiviert.
Ein besonders vorteilhafter Verlauf des wenigstens eines Kühlkanals ergibt sich gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dadurch, dass der wenigstens eine Kühlkanal im wesentlichen U-förmig verlaufend ausgebildet ist, wobei der die beiden U-Schenkel verbindende Abschnitt des Kühlkanals zur mehrfachen Umlenkung des Kühlmittelstroms ausgebildet ist. Dabei bilden die beiden U-Schenkel einen überaus direkten und kurzen Zu- bzw. Ableitungsweg, sodass das Kühlmittel ohne Umweg der besonders kritischen Zone in Schneidkantennähe zugeführt wird, in welcher im die beiden U-Schenkel verbindenden Abschnitt eine mehrfache Umlenkung des Kühlmittelstroms und dadurch ein besonders intensiver Wärmeaustausch erfolgt. Eine derartige Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Mehrzahl derartiger U-förmig verlaufender Kühlkanäle und insbesondere zwei in Bezug auf die Rotationsachse des Trepanbohrers diametral gegenüber liegende Kühlkanäle vorgesehen sind, die beide von der zentralen Zuleitung gespeist werden und jeweils eine gesonderte Austrittsöffnung aufweisen. Zwei oder mehrere mit mehrfacher Umlenkung des Kühlmittels ausgebildete Kühlkanalabschnitte können aber auch untereinander verbunden sein, und es ist in diesem Zusammenhang die Ausbildung derart getroffen, dass der wenigstens eine Kühlkanal wenigstens zwei Bereiche mit mehrfacher Umlenkung des Kühlmittels aufweist, die durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlkanalabschnitt miteinander verbunden sind.
Wie an sich bekannt, kann der Hohlzylindermantel bevorzugt wenigstens ein Fenster aufweisen. Ein derartiges Fenster führt zu einer Innenbelüftung des Bohrkopfs durch Umgebungsluft. Bevorzugt ist ein derartiges Fenster in einem von Kühlkanälen freien Umfangsbereich der Hohlzylinderwand ausgebildet. Prinzipiell ist es möglich, das aus dem wenigstens einen Kühlkanal über die Austrittsöffnung austretende Kühlmedium frei entweichen zu lassen. Das entweichende Kühlmedium bildet dabei jedoch aufgrund der hohen Drehgeschwindigkeit einen Kühlmittelnebel, der die freie Sicht zum Anwendungsort behindern kann. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Austrittsöffnung von einer Auffangvorrichtung für das Kühlmittel übergriffen wird. In konstruktiv besonders einfacher Weise kann dabei bevorzugt vorgesehen sein, dass die Auffangvorrichtung von einer den Hohlzylindermantel im Bereich der Austrittsöffnung umgebenden bzw. umgreifenden Sammelkappe gebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine perspektivische Ansicht eines Trepanbohrers in einer ersten Ausbildung, Fig.2 eine Ansicht des Trepanbohrers gemäß dem Pfeil II der Fig.l, Fig.3 einen Schnitt gemäß der Linie III/III der Fig.2 , Fig.4 einen Schnitt gemäß der Linie IV/IV der Fig.2 , Fig.5 eine Ansicht des Trepanbohrers, bei welcher der Außenmantel entfernt wurde, Fig.6 eine Ansicht des Kühlkanals, Fig.7 eine perspektivische Ansicht eines Trepanbohrers in einer abgewandelten Ausbildung, Fig.8 eine Ansicht des Trepanbohrers gemäß Fig.7 , bei welcher der Außen- mantel entfernt wurde, Fig.9 den Kühlkanal des Trepanbohrers gemäß den Fig.7 und 8 , Fig.10 einen Kühlkanal in einer abgewandelten Ausbildung, Fig.11 eine Schnittansicht eines Trepanbohrers mit Sammelkappe und Fig.12 den Tepanbohrer gemäß Fig.11 in einer perspektivischen Ansicht.
In Fig.l ist ein erfindungsgemäßer Trepanbohrer 1 dargestellt, der einen Bohrerschaft 2 sowie eine Bohrkrone 3 mit Schneidzähnen 4 aufweist. Die Bohrkrone 3 ist hierbei von einem Hohlzylinder gebildet, dessen Hohlzylindermantel mit 5 bezeichnet ist. Bei einer Rotation des Trepanbohrers um die Rotationsachse 6 erzeugen die Schneidzähne 4 einen ringförmigen Schnitt, wobei der Bohrkern im Inneren des Hohlzylindermantels 5 aufgenommen wird. Der Trepanbohrer weist zwei im Inneren des Hohlzylindermantels verlaufende Kühlkanäle auf, die über eine zentrale Bohrung 7 im Bohrerschaft 2 gespeist werden. Die Austrittsöffnung eines der beiden Kühlkanäle ist mit 15 bezeichnet. In Fig.l ist weiters ersichtlich, dass die Bohrkrone 3 zwei Fenster 9 aufweist.
Der Bohrerschaft 2 weist an seinem freien Ende einen Kupplungsflansch 10 auf, an welchem ein nicht näher dargestellter Rota- tionsantrieb angreift.
In der Ansicht gemäß Fig.2 ist ersichtlich, dass die Zuleitung für die Kühlkanäle von einer zentralen Bohrung im Bohrerschaft 2 gebildet ist. Wie insbesondere in der Schnittansicht der Fig.3 zu erkennen ist, mündet die Zuleitung 7 in zwei Kühlkanäle 11 , die zunächst im Inneren eines kegeligen Abschnitts der Bohrkrone 3 und in der Folge im Inneren des Hohlzylindermantels 5 in Richtung zu dem die Schneidezähne 4 aufweisenden Endbereich verlaufen. In dem dem schneidenden Ende benachbarten Be- reich des Kühlkänals 11 wird das Kühlmittel in Umfangsrichtung umgelenkt und gelangt in einen relativ breiten Bereich des Kühlkanals, in welchem das Kühlmittel mehrfach umgelenkt wird. Für die Zwecke der Umleitung weist der Kühlkanal 11 in diesem Kühlbereich mehrere, den Kühlkanal 11 radial durchsetzende Wandstützen 12 auf, die von der Außenwand 13 zur Innenwand 14 des Hohlzylindermantels reichen. In der Schnittdarstellung gemäß Fig.4 ist derjenige Bereich der Kühlkanäle 11 ersichtlich, über welchen die Ableitung des Kühlmittels erfolgt. Die Kühlkanäle weisen zu diesem Zweck jeweils eine die Außenfläche der Bohrkrone 3 durchsetzende Austrittsöffnung 15 auf.
Die Ausgestaltung des Kühlkanals ist besonders deutlich in Fig.5 ersichtlich, in welcher die Außenwand 13 des Hohlzylindermantels 5 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Es ist ersichtlich, dass der Kühlkanal 11 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei der die beiden U-Schenkel verbindende Abschnitt des Kühlkanals 11 die den Kühlkanal radial T2010/000315
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durchsetzenden Wandstützen 12 zur mehrfachen Umlenkung des Kühlmittelstroms aufweist.
Die Herstellung des Trepanbohrers erfolgt derart, dass zunächst der in Fig.5 dargestellte Grundkörper hergestellt wird, in den der Kühlkanal 11 eingearbeitet und insbesondere gefräst wird. Abschließend wird eine Hülse, die in der Folge die Außenwand 13 des Hohlzylindermantels 5 ausbildet, über den in Fig.5 dargestellten Grundkörper gezogen und in geeigneter Weise endbear- beitet. Alternativ zu der beschriebenen Herstellung mittels CNC-Fräsen kann die Umsetzung auch mit der neuen Technologie des Lasermetallschmelzens (SLM, Selektive Laser Melting) erfolgen. In Fig.6 sind die Kühlkanäle alleine dargestellt und es ist ersichtlich, dass beide Kühlkanäle 11 von der gemeinsamen Zuleitung 7 gespeist werden. Der Kühlmittelaustritt erfolgt über die beiden Austrittsenden 15. In Fig.7 ist eine alternative Ausbildung dargestellt, bei welcher der Kühlmittelaustritt über eine Austrittsöffnung am kegelförmigen Teil des Bohrkopfs 3 erfolgt. Der Ausstoß des Kühlmittels erfolgt somit in Richtung der Rotationsachse 6 nach hinten. Der sich daraus ergebende abgewandelte Verlauf des Kühlmittelkanals 11 wird in Fig.8 deutlich. In Fig.9 ist der Verlauf der Kühlmittelkanäle 11 noch besser ersichtlich.
Fig.10 zeigt eine abgewandelte Ausbildung des Kühlkanals. Es ist wiederum eine zentrale Zuleitung 7 vorgesehen, welche in einen Kühlkanal 16 mündet. Der Kühlkanal 16 umfasst einen in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlkanalabschnitt, der zwei Bereiche 17 mit mehrfacher Umlenkung des Kühlmittels miteinander verbindet. Der Austritt des Kühlmittels erfolgt wiederum über eine Austrittsöffnung 15.
Bei der Ausbildung gemäß Fig.11 trägt der Trepanbohrer eine Sammelkappe 18, die zwischen sich und dem kegelförmigen Ab- schnitt 8 des Bohrkopfs 3 einen ringförmigen Auffangraum für das über die Austrittsöffnung 15 austretende Kühlmittel bildet. Das sich im Ringraum 20 sammelnde Kühlmittel kann über die Ableitung 19 ausgebracht werden. An die Ableitung 19 kann bei- spielsweise ein flexibler Schlauch angebracht werden, der das Kühlmittel einem Kühlmitteltank zuführt.
In der perspektivischen Darstellung gemäß Fig.12 ist die Form der Kappe besser ersichtlich. Die Sammelkappe 18 kann bevorzugt aus einem starren Material, wie beispielsweise Edelstahl, bestehen und muss gegenüber dem Bohrer frei drehbar sein.

Claims

Patentansprüche :
1. Trepanbohrer für chirurgische, insbesondere zahnchirurgi- sehe Zwecke, umfassend einen Bohrerschaft, eine wenigstens teilweise von einem Hohlzylindermantel gebildete Bohrkrone und eine Kühlvorrichtung für die Bohrkrone, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung wenigstens einen im Hohlzylindermantel (5) der Bohrkrone (3) verlaufenden, einen geschlossenen Quer- schnitt aufweisenden Kühlkanal (11) umfasst.
2. Trepanbohrer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Abschnitt (17) des wenigstens einen Kühlkanals (11) in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes (3) benachbarten Bereich des Hohlzylindermantels (5) verläuft.
3. Trepanbohrer nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) über eine von einer zentralen Bohrung (7) im Bohrerschaft (2) gebildeten Zulei- tung gespeist ist.
4. Trepanbohrer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) eine die Außenfläche der Bohrkrone (3) durchsetzende Austrittsöffnung (15) aufweist.
5. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (11) bzw. die Kühlkanäle (11) in Bezug auf die Rotationsachse (6) des Trepanbohrers (1) achsensymmetrisch ausgebildet ist bzw. sind.
6. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes (3) benachbarten Be- reich in axialer Richtung verbreitert ausgebildet ist.
7. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes (3) benachbarten Bereich mäanderartig verlaufend ausgebildet ist.
8. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) in einem dem schneidenden Ende des Bohrkopfes (3) benachbarten, insbesondere in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich (17) den Kühlmittelstrom mehrfach umlenkende Einbauten, insbesondere den Kühlkanal (11) in radialer Richtung durchsetzende Wandstützen (12), aufweist.
9 . Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) im wesentlichen U-förmig verlaufend ausgebildet ist, wobei der die beiden U-Schenkel verbindende Abschnitt (17) des Kühlkanals (11) zur mehrfachen Umlenkung des Kühlmittelstroms ausgebildet ist.
10. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühlkanal (11) wenigstens zwei Bereiche (17) mit mehrfacher Umlenkung des Kühlmittels aufweist, die durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlkanalabschnitt miteinander verbunden sind.
11. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylindermantel (5) wenigstens ein Fenster ( 9 ) aufweist.
12. Trepanbohrer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fenster ( 9 ) in einem von Kühlkanälen (11) freien Umfangsbereich der Hohlzylinderwand (5) ausgebildet ist.
13. Trepanbohrer nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (15) von einer Auffangvorrichtung für das Kühlmittel übergriffen ist.
14. Trepanbohrer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung von einer den Hohlzylindermantel (5) im Bereich der Austrittsöffnung (15) umgebenden bzw. umgreifenden Sammelkappe (18) gebildet ist.
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