DE3436636A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die fertigung eines zahnaerztlichen werkzeugs zum ausbohren des zahnwurzelkanals - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Fertigung eines zahnärztlichen Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals

B e s c h r_e_i_b_u_n_g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Fertigung eines zahnärztlichen Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Bei der Fertigung von auch als Reamer bekannten Räumahlen zum Ausräumen des Zahnwurzelkanals wird ein zuvor drei-,_c kantig oder quadratisch zugeschliffenes Drahtstück in sich verdreht. Im Gegensatz dazu wird ein auch unter der Bezeichnung "Η-Feile" bekanntes Bohrwerkzeug der genannten Art in der Weise hergestellt, daß an einem Drahtstück eine sich,."spiralförmig entlang dem Umfang erstreckende, sehr scharfe Kante durch Schleifen erzeugt wird, so daß sich das Aussehen eines Spiralbohrers ergibt, welcher sich zu seinem freien Ende bis aus einen Durchmesser von 0,08 mm verjüngt. Von dieser haarfeinen Spitze aus erstreckt sich die durch Schleifen zu formende scharfe Kante spiralförmig über eine Länge des Drahtstücks von ca. 16 mm bei einem Materialabtrag in der Größenordnung von zwei Hundertstel Millimeter und unter stetiger Zunahme des Durchmessers. Die Bearbeitung eines solchen Werkzeugs erfordert mithin eine äußerste Präzision, und selbst bei Anwendung äußerster

Sorgfalt kommt es häufig vor, daß das fertiggestellte 30

Werkzeug den hohen Anforderungen nicht genügt.

Die Fertigung eines solchen Werkzeugs der vorstehend genannten Art unter Anwendung bekannter Verfahren ist

durch die folgenden Umstände erschwert: 35

- die stetige Verjüngung des herzustellenden Werkzeugs;

- die große Steigung der spiralförmigen Kante;

- die Forderung, das Werkzeug aus relativ weichem, biegsamem Draht zu fertigen, da sonst Bruchgefahr besteht;

- durch die zur Erzielung von Rostfreiheit erforderliche Verwendung von austenitischem rostfreiem Stahl, welcher sich jedoch nur unter beträchtlichen Schwierigkeiten schleifen läßt;

- und durch die Forderung, daß die Fertigungskosten für das Werkzeug nur einen Bruchteil von denen für einen Bohrer betragen sollen, damit das Werkzeug nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden kann.

Bei einem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Verfahren für die Fertigung eines Werkzeugs der genannten Art wird ein Drahtstäbchen 3 in eine U- oder V-förmige Nut einer Führung 1 eingelegt und unter von einer Drehung begleitetem Vorschub darin mittels einer in einem bestimmten Winkel 0 in bezug auf die Nut 2 angestellten, dünnen Schleifscheibe 4 geschliffen. Da sich der Durchmesser des Drahtstücks 3 zu seinem freien Ende hin durch das Schleifen auf einen Bruchteil des Ausgangsdurchmessers verringert, ist der jeweils geschliffene Bereich des entstehenden Werkzeugs nicht mehr sicher in der Nut 2 abgestützt, so daß das Drahtstück unter dem Angriff der in einem Winkel von etwa 45 bis 65° angestellten Schleifscheibe 4 zu flattern beginnen kann oder gar aus der Nut herausspringt. In jedem Falle kann das durch die Verringerung des Durchmessers ermöglichte Ausweichen des Drahtstücks 3 vor der Schleifscheibe 4 die Maßhaltigkeit der Schleifarbeit beeinträchtigen.

Um diesen Mängeln abzuhelfen, wurden Führungen 1 erprobt, bei welchen die Tiefe der Nut 2 entsprechend der für das fertiggestellte Werkzeug vorgesehenen Verjüngung abnimmt. Dabei besteht jedoch noch immer die Gefahr, daß das Drahtstück 3 unter dem Angriff der winklig angestellten Schleifscheibe 4 aus der Nut herausspringt Wegen der Verwendung eines Drahtstücks aus relativ weichem Metall besteht darüber hinaus die Gefahr der Beschädigung der äußerst feinen Spitze des Werkzeugs und der angeschlissenen Kante durch die fortdauernde Berührung mit der Wandung der Nut 2.

Angesichts der vorstehend erläuterten Schwierigkeiten und Mangel bekannter Verfahren schafft die Erfindung ein neuartiges Verfahren der eingangs genannten Art, sowie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung, welches bzw. welche es ermöglicht, ein zahnärztliches Werkzeug zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals mit höchster Präzision und dabei äußerst wohlfeil herzustellen. Dabei ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Drahtstück während der Schleifbearbeitung, anders als bei Abstützung desselben in einer U- oder V-förmigen Nut, in Umfangsrichtung allseitig abgestützt wird, so daß es sich mit hoher Präzision zu einem Werkzeug der beschriebenen Art mit einem Spitzendurchmesser von 0,08 mm zuschleifen läßt.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer bekannten Vorrichtung für die Fertigung eines auch als "H-Feile" bezeichneten Bohrwerkzeugs,

eine schematisierte Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung, eine schematisierte Darstellung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eine vergrößerte Teildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Bearbeitung eines Werkzeugs,

eine schematisierte Darstellung einer Führung in einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und 8 Darstellungen der Führung in weiteren Ausführungsformen der Erfindung,

und 10 schematisierte Darstellungen der räumlichen Anordnung von Schleifscheiben verschiedener Stärke in bezug auf eine Führung,

eine Darstellung des Wirkprinzips der Schleifbearbeitung und

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Fig. 12 eine schematisierte Darstellung eines Zustands, in welchem ein zu bearbeitendes Drahtstück nicht mit einer Führungsbohrung fluchtet.

Ein zu einer in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gehöriges Spannfutter 5 dient zum Einspannen eines auf eine vorbestimmte Länge zugeschnittenen, einen Durchmesser von etwa 0,4 bis 1,6 mm aufweisenden Drahtstücks 3 und für dessen von einer Drehung begleiteten Vorschub unter dem Antrieb eines Motors. Dabei kann die Vorschubstrecke pro Umdrehung in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Spannfutters 5 variabel sein. Eine vor dem Spannfutter 5 angeordnete Führung 6 aus gesintertem Hartmetall, keramischem Werkstoff oder Diamant hat eine Führungsbohrung 7, deren Innendurchmesser um etwa 0,005 bis 0,02 mm größer ist als der Durchmesser des Drahtstücks 3 , und welche in Axialrichtung mit dem eingespannten Drahtstück fluchtet. An der dem Spannfutter 5 zugewandten Seite der Führung 6 hat die Führungsbohrung 7 einen trichterförmig erweiterten Einlaß 8. Bei dem von einer Drehung begleiteten Vorschub des Drahtstücks 3 durch die Führungsbohrung 7 hindurch ist das Drahtstück in Umfangsrichtung allseitig abgestützt. An der dem Spannfutter 5 abgewandten Seite der Führung 6 ist eine eine Stärke von etwa 2,5 mm aufweisende Schleifscheibe 9 angeordnet. Sie ist unter einem gegebenen Winkel θ in bezug auf die Mittelachse der Führungsbohrung 7 angestellt und hat einen einseitig abgeschrägten, in einer scharfen Kante 10 auslaufenden Umfangsrand. Unter dem Antrieb eines Motors 11 dient die Schleifscheibe 9 dazu, das Drahtstück 3 während des von einer Drehung begleiteten Vorschubs desselben spiralförmig anzuschleifen. Dabei ist die Schleifscheibe 9 in Radialrichtung hin und her bewegbar, um den Radialabstand zwischen der Mittelachse der Führungsbohrung 7 und der Kante 10 zu vergrößern oder zu verkleinern.

Wie man in Fig. 4 erkennt, ist das dem Spannfutter 5 abgewandte Ende der Führung 6 entsprechend dem Anstellwinkel 0

der Schleifscheibe 9 abgeschrägt, so daß die Schleifscheibe 9 so nahe wie möglich an der Ausmündung der Führungsbohrung 7 arbeitet.

In der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Drahtstück 3 in das Spannfutter 5 eingespannt und, wie in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet, unter Drehung vorwärtsbewegt, so daß es in die Führungsbohrung 7 der Führung 6 eindringt und in Umfangsrichtung allseitig darin abgestützt wird. Unmittelbar nach dem Austritt aus der Führungsbohrung 7 wird das Drahtstück 3 mittels der Schleifscheibe 9 spiralförmig angeschliffen, wobei die Schleifscheibe 9 fortlaufend aufwärts bewegt wird, so daß der Durchmesser der durch das Schleifen erzeugten spiralförmigen Kante fortlaufend zunimmt.

Gleichzeitig damit kann der Vorschub des Drahtstücks 3 pro Umdrehung desselben fortlaufend vergrößert werden, so daß sich neben der Zunahme des Durchmessers zusätzlich eine Zunahme der Steigung b der eingeschliffenen Spiralkerbe a ergibt. Darüber hinaus ist es auch möglich, der Spiralkerbe a eine in Richtung auf die Wurzel des Drahtstücks stetig zunehmende Steigung b zu verleihen, ohne die Schleifscheibe 9 dabei in Radialrichtung zu bewegen.

Durch die Kombination einer Radialbewegung der Schleifscheibe 9 mit einer Veränderung des Vorschubs des Drahtstücks 3 pro Umdrehung desselben lassen sich Werkzeuge mit der jeweils gewünschten Verjüngung zur Spitze hin und variabler Steigung der Schneidkante erzeugen.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform durchsetzt die Führungsbohrung 7 eine einstückige Führung 6. Die Führung kann jedoch auch, wie in Fig. 6 dargestellt, aus zwei symmetrischen Hälften 13 zusammengesetzt sein, welche an den einander zugewandten Seiten jeweils eine ein halbkreisförmiges Profil aufweisende Nut 12 haben. Die beiden Hälften werden dann so zusammengesetzt, daß die beiden Nuten

zusammen eine kreisförmige Führungsbohrung bilden.

Eine in Fig. 7 gezeigte Führung setzt sich aus zwei Teilen 13' und 13" zusammen, von denen das eine Teil 13' eine rechtwinklig V-förmige Nut 12' aufweist, welche beim Aneinanderlegen der beiden Teile eine Führungsbohrung darstellt.

Ferner ist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der trichterförmige Einlaß 8 der Führungsbohrung 7 einstückig mit der Führung 6 insgesamt ausgebildet. Fig. 8 zeigt dagegen ein Ausführungsbeispiel, in welchem die Führung aus zwei Teilen 14 und 15 zusammengesetzt ist, von denen das erste einen trichterförmigen Einlaß und das zweite eine glatt durchgehende Bohrung aufweist.

Wie vorstehend bereits erwähnt, ist die Schleifscheibe 9 vorzugsweise so nahe wie möglich an der Austrittsseite der Führung 6 angeordnet. Ist nämlich der Abstand zwischen der Schleifscheibe 9 und der Führung 6 zu groß, wie z.B. in Fig. 9 dargestellt, so-besteht die Gefahr, daß sich das Drahtstück 3 unter dem von der Schleifscheibe 9 ausgeübten Druck verbiegt. Wie in Fig. 10 zu erkennen ergibt sich die gleiche Gefahr bei einer übermäßigen Stärke der Schleifscheibe 9", da die scharfe Kante c derselben dann in einem zu großen Abstand von der Ausmündung der Führungsbohrung 7 am Drahtstück 3 angreift, selbst wenn die Schleifscheibe in geringstem Abstand von der Führung 6 angeordnet ist. In dieser Hinsicht müßte die Schleifscheibe 9 daher möglichst dünn sein. Da jedoch andererseits die scharfe Kante c bei einer sehr dünnen Schleifscheibe sehr schnell abgenutzt wird, muß die Schleifscheibe 9 eine gewisse Mindeststärke aufweisen.

Wie man in Fig. 11 erkennt, ist mit einer die Stärke d1 aufweisenden Schleifscheibe 9 bei einer Bearbeitungstiefe S eine der Abschrägung der scharfen Kante c und der Stärke d1 der Schleifscheibe proportionale Steigung der eingeschlif-

ΑΊ

fenen Spiralrille erzielbar. Die Verwendung einer Schleifscheibe 9 mit der Stärke d2 ermöglicht dagegen bei gleicher Bearbeitungstiefe S die Ausbildung einer Spiralrolle, welche eine größere Tiefe sowie eine größere Steigung aufweist, wobei außerdem die Abnutzung der Schleifscheibe 9 verringert ist. Im Hinblick auf die Präzision der Bearbeitung sowie auf die Abnützung der Schleifkante c liegt die Stärke der Schleifscheibe 9 daher vorzugsweise in einer durch die Beziehung P sin θ gegebenen Größenordnung, worin P die größte Steigung der Spiralrille und 9 der Anstellwinkel der Schleifscheibe ist. Eine Schleifscheibe mit einer durch diese Beziehung bestimmten Stärke ist dabei vorzugsweise so nahe wie möglich an der Austrittsseite der Führung 6 angeordnet.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung insgesamt wird der radiale Abstand zwischen der Mittelachse der Führungsbohrung 7 und der Kante 10 der Schleifscheibe durch radiale Bewegung der Schleifscheibe variiert.

Demgegenüber ist auch eine entsprechende Verschiebung der Führung 6 oder auch eine gleichzeitige Radialverschiebung der Führung 6 und der Schleifscheibe 9 möglich. Eine solche Verschiebung der Führung 6 bewirkt zwar, daß die Mittelachse der Führungsbohrung 7 dann nicht mehr genau mit der Mittelachse des Spannfutters 5 fluchtet. Diese Versetzung ist jedoch im Höchstfall gleich dem halben Durchmesser des Drahtstücks 3 und kann dadurch ausgeglichen werden, daß sich das Drahtstück 3 unter Abstützung am trichterförmigen Einlaß 8 de.r Führungsbohrung 7 entsprechend durchbiegt. Da der Innendurchmesser der Führungsbohrung 7 um etwa 0,005 bis 0,02 mm größer ist als der Durchmesser des Drahtstücks 3 ,ist eine solche Versetzung der Führungsbohrung relativ zum Spannfutter 5 sogar von Vorteil, da sie eine noch sicherere Führung des Drahtstücks 3 ermöglicht und dadurch zu einer noch genaueren Schleifbearbeitung führen kann. In einem solchen Verfahren wird die Führung 6 zu Beginn der Bearbeitung radial an die "Schleifscheibe 9 heran geführt und mit fortschreitender Bearbeitung radial

AO .

davon wegbewegt. Am Ende der Bearbeitung kann die Führung dann in eine Stellung bewegt werden, in welcher die Mittelachse der Führungsbohrung 7 mit derjenigen des Spannfutters 5 fluchtet, so daß sich das Drahtstück 3 ohne Anschlagen der angeschliffenen Kanten an der Wandung der Führungsbohrung 7 aus dieser herausziehen läßt. Es ist offensichtlich auch möglich, das fertig bearbeitete Werkzeug auch vorwärts aus. der Führungsbohrung herauszuziehen.

Während in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nur eine einzige Schleifscheibe 9 vorhanden ist, kann auch mit zwei oder drei Schleifscheiben gearbeitet werden, um ein Werkzeug mit zwei bzw. drei Spiralrillen und entsprechenden Schneidkanten zu fertigen.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Halterung bzw. ein Spannfutter für ein Drahtstück sowie eine Führung mit einer Führungsbohrung für die Aufnahme des Drahtstücks auf, so daß das Drahtstück 3 während der Bearbeitung in Umfangsrichtung allseitig in der Führungsbohrung 7 abgestützt ist.

Damit ist das Drahtstück weitaus sicherer abgestützt als in einer herkömmlichen Führung mit U- oder V-förmiger Führungsnut, so daß die Schleifbearbeitung mit erhöhter Präzision durchführbar ist. Das Drahtstück vermag dadurch die bei der Schleifbearbeitung auftretenden, rechtwinklig zu seiner Längsachse gerichteten Kräfte sicher aufzunehmen. Da die Schleifbearbeitung nach dem Austritt des Drahtstücks aus der Führungsbohrung stattfindet, besteht keine Gefahr, daß die angeschliffene Schneidkante anschließend mit irgendwelchen Führungsteilen in Berührung kommt, wie dies bei Verwendung der bekannten Nutenführung der Fall ist, so daß eine Beschädigung der Schneidkante ausgeschlossen ist.

Auch beim Auftreten eines geringfügigen Fluchtfehlers zwischen dem Einspannfutter und der Führungsbohrung läßt sich das Drahtstück unter entsprechender Verformung durch den trichterförmigen Einlaß sicher in die Führungsbohrung ein-

führen, wobei eine solche Versetzung sogar in vorteilhafter Weise zu erhöhter Präzision der Bearbeitung beiträgt. Die beschriebene Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß sich der radiale Abstand zwischen der Mittelachse der Führungsbohrung und der scharfen Kante der Schleifscheibe sowie auch die Vorschubstrecke des Drahtstäbchens pro Umdrehung desselben variieren lassen, so daß das fertig bearbeitete Werkzeug einen variablen Durchmesser und eine spiralig verlaufende Schneidkante mit variabler Steigung erhalten kann.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das zu bearbeitende Drahtstück nach Einführen desselben in die Führungsbohrung allseitig durch die innere Umfangsfläche der Boh- rung abgestützt. Da das Einführen des Drahtstücks in die Führungsbohrung unter Drehung des Drahtstücks erfolgt, bietet es selbst dann keine Schwierigkeiten, wenn der Innendurchmesser der Bohrung kaum größer ist als der Durchmesser des Drahtstücks. Nach der Schleifbearbeitung ist der zum freien Ende hin gegebenenfalls abnehmende Durchmesser des Drahtstücks kleiner als vor der Bearbeitung, so daß sich das fertige Werkzeug mühelos und ohne anzustoßen rückwärts aus der Bohrung herausziehen läßt.

Die Erfindung ist nicht nur für die Fertigung des vorstehend beschriebenen Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals anwendbar, sondern auch für die Fertigung eines Werkzeugs zum Füllen des Zahnwurzelkanals durch Umkehrung des Profils der in das Drahtstück eingeschliffenen Spiralrille.

Claims (2)

BERG ■ STAPF ■ SCHWABE ■ SANDMAIR * '■ --patektänwälte'· · . :; ·- · - ···.?.:. MAUESKIit£HERSTRASef 46" BOtfO.MUNCpEN Anwaltsakte 33 694 Company Matsutani Seisakusho No. 743, Nakaakutsu, Takanezawa-machi, Shioya-gun, Tochigi-ken, Dapan Verfahren und Vorrichtung für die Fertigung eines zahnärztlichen Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals Patentansprüche

1. Verfahren für die Fertigung eines zahnärztlichen

Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drahtstäbchen unter Drehung und Vorschub mit einer feststehenden Geschwindigkeit in eine Führungsbohrung eingeführt wird, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Drahtstäbchens, so daß die Außenseite des Drahtstäbchens allseitig an der Innenseite der Führungsbohrung abgestützt ist, und daß das Drahtstäbchen unmittelbar nach seinem Austritt aus der Führungsbohrung mittels einer

• (089) 98 82 72 - 74 Telex: 05 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)

• '«-«hiev Telekopierer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code HYPO DE Ml

°"->"->wi, Miinrhfin 65343-808 (BLZ 7001008ÖJ

dünnen Schleifscheibe, deren scharfe Kante nahe dem Austritt des Drahtstäbchens aus der Bohrung angeordnet ist, geschliffen wird, wobei der Abstand zwischen der axialen Mitte der Führungsbohrung und der Kante der Schleifscheibe in Abhängigkeit vom Vorschub des Drahtstäbchens fortschreitend variiert wird.

2. Vorrichtung für die Fertigung eines zahnärztlichen Werkzeugs zum Ausbohren des Zahnwurzelkanals, gekennzeichnet durch ein Einspannfutter (5) für den Drehantrieb und Vorschub eines darin eingespannten Drahtstäbchens (3), durch eine vor dem Einspannfutter angeordnete Führung (6) mit einer Führungsbohrung (7), deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Drahtstäbchens, und durch eine eine scharfe Kante (10) aufweisende, dünne Schleifscheibe (9), welche zunächst der Vorderseite der Führung in einem feststehenden Winkel zur axialen Mitte der Führungsbohrung angeordnet ist, wobei der Abstand zwischen der axialen Mitte der Führungsbohrung und der scharfen Kante der Schleifscheibe durch Verbindung mit dem Vorschub des Einspannfutters variabel ist.