DE10106656C2 - Vorsatzteil für ein zahnmedizinisches Bohrgerät sowie ein zahnmedizinisches Bohrgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorsatzteil für ein zahnmedizinisches Bohrgerät sowie ein zahnmedizinisches Bohrgerät, das zum Bohren in kleinen Zwischenräumen geeignet ist, wie sie z. B. in der Zahnmedizin aber auch in anderen Bereichen der Feinmechanik oder der allgemeinen Technik vorkommen.

Bei Bohrungen in kleinen Zwischenräumen, insbesondere bei der zahnmedizinischen Behandlung im Mundbereich eines Patienten, werden in der Regel Bohrgeräte verwendet, die ein relativ kleines Handstück aufweisen. Im Handstück wird die Bohrachse beispielsweise starr bis zur Werkzeugaufnahme geführt. Das Handstück selbst wird beispielsweise über eine flexible Welle angetrieben oder verfügt selbst über einen Elektromotor. Be­ kannt sind gerade Handstücke, bei denen die Achse des Bohrers die Verlängerung der Handstück- bzw. der Bohrachse ist. Es sind aber auch Bohrgeräte bekannt, bei denen die Werkzeugach­ se von der Antriebsachse des Handstücks bzw. des Bohrgerätes abweicht. Dazu werden in der Regel gewinkelte Handstücke ver­ wendet, sogenannte Winkelstücke, bei denen die Richtungsände­ rung der Antriebsachsen beispielsweise über Kegelzahnrad- Verzahnungen im gewinkelten Handstück erreicht wird.

Durch die Richtungsänderung der Bohrachse (Werkzeugachse) zur Antriebsachse bis hin zur rechtwinkligen Umlenkung der An­ triebsachse wird auch das Bohren an schwierigen bis kaum zu­ gänglichen Stellen ermöglicht. In der Zahnmedizin sind diese schwer zugänglichen Stellen durch die geometrischen Verhält­ nisse im Mundbereich gegeben. Die Mundöffnung ist relativ ge­ ring, die Lippen und Wangen begrenzen neben anderen Faktoren die Einsatzmöglichkeiten der bekannten Bohrgeräte.

Bei den bekannten Bohrgeräten werden die Einsatzmöglichkeiten vor allem durch deren Größe und diese wiederum durch die Grö­ ße der verwendeten mikromechanischen Bauteile begrenzt. Im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit bekannter Bohrgeräte läßt sich eine weitere Minimalisierung, wenn überhaupt, nur schwer und verbunden mit hohen Kosten realisieren.

Aus der WO 00/74578 A2 ist ein Knochenbohrgerät bekannt, bei dem eine gebogene Nadel an einer Nadelaufnahme drehbar mon­ tiert ist. Die Anordnung ist so ausgestaltet, dass bei einer Berührung der Nadel am Knochen diese rotiert und in den Kno­ chen gezwungen wird.

Aus der US 5,863,159 ist ein Winkelbohraussatz für eine Bohr­ maschine bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Bohren in Bereichen zu er­ möglichen, die mit herkömmlichen Bohrgeräten nicht zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorsatzteil für ein zahnmedizi­ nisches Bohrgerät und ein zahnmedizinisches Bohrgerät gelöst, das eine Vorrichtung zur Ankopplung an den Antrieb das Bohrgerätes sowie eine Abtriebseinheit mit einer Werkzeugaufnahme aufweist, wobei die Achse der Ab­ triebseinheit parallel zur Achse des Antriebs des Bohrgerätes liegt, und wobei die Abtriebseinheit über eine in gleicher Ebene liegende Antriebsvorrichtung mit dem Antrieb verbunden ist. Durch den parallelen Versatz der Bohrachse zum Antrieb werden die Frei­ heitsgrade dar Bewegung des Bohrgerätes bzw. des Handstückes vergrößert. Darüber hinaus ist es möglich, das Vorsatzteil mit relativ kleinen Abmessungen auszuführen, so daß auch eine bessere Zugänglichkeit zu kleinen (Zahn-)Zwischenräumen er­ möglicht wird.

Die Antriebsvorrichtung kann dabei vorteilhafterweise aus ei­ nem Zahnradgetriebe bestehen. Es kann aber auch eine An­ triebsvorrichtung in Form eines Riemengetriebes vorgesehen werden, wobei z. B. O-Ringe, Keilriemen, leiterförmige Riemen, etc. verwendet werden können. Möglich ist es aber auch, eine Antriebsvorrichtung mit einem Luftdruckantrieb vorzusehen. Solche Luftdruckantriebe sind bei zahnmedizinischen Geräten bereits bekannt. Sie arbeiten nach dem Turbinenprinzip, wobei der Luftantrieb über ein Schaufelrad erfolgt. Denkbar für die Antriebsvorrichtung wären beispielsweise auch Gasturbinenan­ triebe.

Mit dem Begriff "Antrieb" ist im folgenden, soweit sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt und soweit auf mecha­ nische Antriebe bzw. Getriebe bezug genommen wird, eine An­ triebswelle gemeint. Bei Luftdruckantrieben ist allerdings eine Antriebswelle nicht vorhanden. Deshalb wird der allge­ meine Begriff "Antrieb" verwendet.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ergibt sich mit einer Anordnung, bei der die Achse der Abtriebsein­ heit im wesentlichen parallel zur Achse des Antriebs des Bohrgerätes liegt. Es kann in vielen Fällen günstig sein, wenn die Werkzeug- oder Bohrachse etwas abgewinkelt zum An­ trieb des Bohrgerätes liegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ergibt sich, wenn das Vorsatzteil um die Achse des Antriebs drehbar ist. Insbesondere bei abgewinkelten Handstücken lassen sich dadurch die Freiheitsgrade des Bohrgerätes vergrößern. Zweck­ mäßigerweise ist das Vorsatzteil aber hinsichtlich der Dreh­ barkeit arretierbar oder zumindest so schwergängig, daß ein ungewolltes Verdrehen während des Bohrens unterbleibt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist zwischen dem Bohrgerät und dem Vorsatzteil ein Abstands­ stück vorgesehen. Damit wird die Beweglichkeit des Handstüc­ kes einschließlich des Vorsatzteils weiter verbessert. Ein besonderer Vorteil ergibt sich insbesondere dann, wenn das Vorsatzteil gegenüber dem Abstandsstück verschiebbar ausge­ bildet werden kann. Damit kann der Abstand zwischen Antrieb­ sachse und Abtriebswelle variiert werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich da­ durch, daß die Vorrichtung zur Ankoppelung an den Antrieb des Bohrgerätes so ausgebildet ist, daß das Vorsatzteil nach ei­ ner Drehung um 180 Winkelgrade um den Vektor der Ebene, in der die Achse der Antriebswelle liegt, ebenfalls an den An­ trieb des Bohrgerätes ankoppelbar ist. Vereinfacht ausge­ drückt heißt dies, daß das Vorsatzteil auch von der "anderen Seite" auf das Bohrgerät bzw. das Handstück aufsetzbar ist. Damit liegt der Bohrer antiparallel oder im wesentlichen an­ tiparallel zur Antriebswelle des Bohrgerätes bzw. des Hand­ stücks, so daß seine Wirkrichtung umgekehrt ist. Auf diese Weise wird ein retrogrades Bohren ermöglicht.

Die Umkehrung der Bohrrichtung kann auch dadurch erreicht werden, daß die Werkzeugaufnahme so ausgebildet ist, daß ein Werkzeug (z. B. der Bohrer) sowohl von vorne als auch von hin­ ten befestigbar ist.

Es ist auch möglich, das Vorsatzteil nicht als lösbares Vor­ satzteil auszubilden sondern Vorsatzteil und Bohrgerät ein­ stückig auszuführen. Damit erreicht man eine stabilere Aus­ führung verglichen mit einem lösbar befestigten Vorsatzteil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Unterkiefer eines Menschen mit verschiedenen Bohrgeräten B nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Vorsatzteil V;

Fig. 3 ein Bohrgerät B mit einem daran befestigten Vor­ satzteil V im Eingriff in eine Zahnlücke ZL;

Fig. 4 ein gewinkeltes Bohrgerät B mit einem Vorsatzteil V im Eingriff in eine Zahnlücke ZL;

Fig. 5 und Fig. 6 die aus Fig. 3 und Fig. 4 bekannten Bohr­ geräte mit antiparallel aufgesetzten Bohrwerkzeug W bzw. Vorsatzteil V;

Fig. 7 und Fig. 8 eine Ausführung des Vorsatzteils V mit einem Abstandsstück S.

Fig. 1 zeigt die Zahnreihe eines menschlichen Unterkiefers. In der vorderen Zahnlücke ZL ist ein Bohrvorgang mit einem geraden Bohrgerät B und in der hinteren Zahnlücke ZL mit ei­ nem gewinkelten Bohrgerät B gezeigt. Die dargestellten Bohr­ geräte B werden auch mit "Handstück" bezeichnet. Wie beim ge­ raden Bohrgerät B zu erkennen ist, begrenzt der rechts von der Spitze des Bohrgeräts B liegende Zahn die Bewegung des Bohrgeräts B in der mit einem Pfeil bezeichneten Richtung R1. Es ergibt sich somit keine Möglichkeit, eine Bohrung in einem größeren Winkel in Bezug auf den Zahn, auf den die Spitze des Bohrgerätes B zeigt, vorzunehmen.

Anhand der Darstellung des gewinkelten Bohrgerätes B, mit dem in einer Zahnlücke ZL im Bereich der Backenzähne gearbeitet werden soll, ist erkennbar, daß das Bohrgerät bzw. der Kopf des Bohrgerätes wegen seiner relativ großen Abmessungen nicht weiter in die Zahnlücke ZL eingebracht werden kann.

Wie anhand von Fig. 1 leicht erkennbar ist, stellt die Größe der verwendeten mikromechanischen Bauteile den einschränken­ den Faktor bezüglich der Einsatzmöglichkeit der Bohrgeräte B dar. Das Einbringen des Bohrkopfs in so kleine Bohrräume, wie sie durch die Zahnzwischenräume gegeben sind, bleibt damit weitgehend begrenzt.

Fig. 2 zeigt ein Vorsatzgerät V, das es ermöglicht, das Bohr­ werkzeug W gegenüber der Antriebswelle AW parallel zu verset­ zen. Das Vorsatzteil V besteht aus dem Gewinde G mittels des­ sen das Vorsatzteil V am Bohrgerät B (in Fig. 2 nicht ge­ zeigt) befestigbar ist. Das Gewinde G ist mit dem Getriebe­ körper GK verbunden. Der Getriebekörper GK nimmt die Zahnrä­ der ZR1, ZR2 und ZR3 auf. Die Zahnräder sind vorzugsweise ku­ gelgelagert. Das Zahnrad ZR1 weist eine Vorrichtung VW zur Ankopplung an den Antrieb AW auf. Diese kann beispielsweise aus einer 6-Kant Aufnahme bestehen, wenn das Ende der An­ triebswelle AW ebenfalls ein 6-Kant ist. Es sind aber auch andere kraft- oder formschlüssige Ankopplungsvorrichtungen möglich. Das Zahnrad ZR2 dient der Übertragung der Drehbewe­ gung des Zahnrades ZR1 auf das Zahnrad ZR3 und damit auf die Abtriebseinheit AB. Das Bohrwerkzeug W ist in einer sogenann­ ten Werkzeugaufnahme WA kraft- oder formschlüssig und in der Regel lösbar mit dem Zahnrad ZR3 verbunden. In die Werk­ zeugaufnahme WA können Werkzeuge W unterschiedlicher Länge eingesetzt werden. Die Bohrkrone KR des Bohrwerkzeuges W wird jedoch in der Regel unmittelbar aus dem Getriebekörper GK herausragen, so daß die Länge des Werkzeugkörpers WK gegen Null geht.

Die Getriebeanordnung mit 3 Zahnrädern scheint für die Anwen­ dung bei Zahnzwischenraumbohrungen am besten geeignet zu sein.

Das Vorsatzteil V kann so ausgebildet sein, daß es direkt am Bohrgerät B, bzw. am Handstück befestigt werden kann. Es kann aber auch so ausgebildet sein, daß es an einem Arbeitskopf, der bereits am Bohrgerät befestigt ist, anbringbar ist.

Die Werkzeugaufnahme WA für das Bohrwerkzeug W kann so ausge­ bildet sein, daß der Bohrer auch von der entgegengesetzten Seite (dort wo sich das Bezugszeichen WA befindet) aufge­ steckt werden kann. Damit sind dann retrograde Bohrvorgänge ausführbar. Diese Anordnung wird später anhand der Fig. 5 und 6 nochmals gezeigt.

Das Vorsatzteil V wird mittels des Gewindes G am hier nicht gezeigten Bohrgerät B, bzw. am Handstück befestigt. Neben dem Gewinde G sind selbstverständlich auch andere Befestigungs­ möglichkeiten am Bohrgerät B möglich wie z. B. ein Bajonett- Verschluß. Gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gewinde G fest mit dem Getriebekörper GK verbunden, so daß das Vorsatzteil immer mit dieser Seite am Bohrgerät befestigt werden muß. Die Befestigungsmöglichkeit am Bohrge­ rät B bzw. die Vorrichtung VW zur Ankopplung an den Antrieb AW kann aber auch so ausgeführt werden, daß die Vorrichtung V bei einer Drehung von 180 Winkelgraden um die Achse A3 eben­ falls an das Bohrgerät B und an dessen Antriebswelle AW an­ koppelbar ist. In diesem Fall könnte die oben beschriebene Ausbildung der Werkzeugaufnahme WA, wonach das Bohrwerkzeug W von beiden Seiten in die Werkzeugaufnahmevorrichtung WA ein­ gebracht werden kann, unterbleiben, obgleich natürlich beide Möglichkeiten, nämlich die Vorrichtung von beiden Seiten an das Bohrgerät B anzukoppeln und das Bohrwerkzeug W von beiden Seiten in der Werkzeugaufnahme WA zu befestigen, ebenfalls vorgesehen sein könnten.

Bei Verwendung von Bohrgeräten B mit unterschiedlichen Vor­ richtungen zur Ankopplung an den Antrieb AW könnte die Vor­ richtung VW des Vorsatzteiles zur Ankopplung an den Antrieb AW auch so ausgeführt sein, daß auf jeweils einer Seite des Vorsatzteils V unterschiedliche Ankopplungsvorrichtungen vor­ gesehen sind.

Fig. 3 zeigt den Einsatz eines geraden Bohrgeräts B mit auf­ gesetztem Vorsatzteil V. Hier ist deutlich zu sehen, daß das Vorsatzteil V wegen seiner geringen geometrischen Abmessungen leicht in eine Zahnlücke ZL, in der Größenordnung von in der Regel etwa zwischen 4 bis 4,5 mm, einbringbar ist und somit ein Bohren von der Seite des Zahnes in Richtung der Achse A1 möglich ist.

Fig. 4 zeigt einen entsprechenden Bohrvorgang mit einem ge­ kröpften Bohrgerät B. Die Größe des Bohrkopfes des gekröpften Bohrgerätes B ist hier nicht mehr hinderlich, da das Vorsatz­ teil V in die Zahnlücke ZL einbringbar ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils ein Bohrgerät B, bei dem ent­ weder das Bohrwerkzeug W von der anderen Seite der Werk­ zeugaufnahme WA (Fig. 2) im Vorsatzteil V befestigt ist oder aber bei dem das Vorsatzteil V um 180 Winkelgrade gedreht (um die Achse A3, Fig. 2) auf das Bohrgerät B aufgesetzt wurde. Dadurch kann neben der Vorwärts- und Seitwärtsbohrrichtung auch in rückwärtiger Richtung (retrograd) gebohrt werden. Beim Bohren in rückwärtiger Richtung muß allerdings die Dreh­ richtung der Antriebswelle geändert werden, was bei mechani­ schen Getrieben in der Regel durch eine Änderung der Dreh­ richtung des Antriebs erfolgen wird.

Anhand der Darstellung gemäß den Fig. 7 und 8 wird ein weite­ res Ausführungsbeispiel eines Vorsatzteils V beschrieben, wo­ bei Fig. 8 die Draufsicht von Fig. 7 ist. Dieses Vorsatzteil V verfügt über einen Antrieb mit einem Riemen R anstelle ei­ nes Zahnradgetriebes. Dabei ist das Vorsatzteil V mittels eines Gewindes G lösbar oder auch fest mit dem Bohrgerät B (nur teilweise gezeigt), welches ein korrespondierendes Innenge­ winde aufweist, verbunden. Das Gewinde G könnte im Vorsatz­ teil V ebenfalls lösbar befestigt sein. Im gezeigten Beispiel ist es nicht lösbar befestigt.

Im Gegensatz zu der bisher gezeigten Befestigungsmöglichkeit des Vorsatzteiles V ist hier die Verbindung zwischen dem Bohrgerät B und dem Vorsatzteil V mit einem Abstandsstück S versehen. Das Abstandsstück S ist mit dem Vorsatzteil V ver­ schiebbar verbunden, wobei das Vorsatzteil V über zwei Flach­ kopfschrauben FS, die in einem Langloch L versenkt sind, am Abstandsstück fixierbar ist. Damit läßt sich das Vorsatzteil V in Bezug auf das Abstandsstück S in den mit den Pfeilen P1 und P2 angezeigten Richtungen linear gegenüber dem Bohrgerät B verschieben. Dies bietet die Möglichkeit mit dem Vorsatz­ teil V weiter in Zwischenräume hinein zu gelangen oder allge­ mein gesprochen, den Parallelversatz nach Bedarf anzupassen. Für die verschiedenen, einstellbaren Abstände zwischen der Achse A1 des Bohrwerkzeuges W und der Achse A2 des Antriebs AW stehen verschiedene Größen von Antriebsriemen R zur Verfü­ gung. Der aus Fig. 2 bekannte Antrieb AW ist hier im oberer Bereich in Form von Stiften ST ausgeführt, die zur Aufnahme des Antriebsriemens R vorbereitet sind. Die Stifte ST können auswechselbar am Antrieb AW befestigt sein. Die Distanzänderung zwischen Antrieb AW und Abtriebswelle könnte auch - bei gleichbleibender Riemengröße - durch unterschiedliche Riemen­ scheiben, die an den Stiften ST vorgesehen sein können, aus­ geglichen werden.

Auch im Vorsatzteil V gemäß den Fig. 7 und 8 sind Kugellager KL vorgesehen, um eine möglichst reibungsarme Rotationsüber­ tragung von der Antriebswelle AW des Bohrgeräts B zum Bohr­ werkzeug W des Vorsatzteils V zu gewährleisten. Eine axiale ohne Spiel laufende Rotation des Bohrwerkzeuges B erreicht man sinnvoll durch die hintereinander angeordnete Anbringung von Kugellagern KL wie in Fig. 8 gezeigt.

Bei Verwendung einer lösbaren Verbindung des Vorsatzteils V mit dem Bohrgerät B ergibt sich der Vorteil, daß das Bohrge­ rät B nach Entfernen des Vorsatzteils V ganz konventionell zum Bohren weiter benutzt werden kann. Wie anhand von Fig. 2 beschrieben, könnte auch hier die Befestigung des Vorsatz­ teils V am Bohrgerät B bzw. am Abstandsstück S so ausgeführt sein, daß das Vorsatzteil um 180 Winkelgrade um die Achse A3 (Fig. 2) gedreht werden kann, so daß auch auf diese Weise ei­ ne retrograde Bohrung durchgeführt werden kann.

Die dargestellten Kraftübertragungsmöglichkeiten sind selbst­ verständlich nicht abschließend aufgezählt. Es bieten sich auch andere Kraftübertragungsmöglichkeiten an. So könnte z. B. für größere Vorsatzteile V und stärkere Motoren oder An­ triebseinheiten ein Kettenantrieb verwendet werden. Je nach Einsatzzweck wird der Fachmann die Materialien entsprechend auswählen. Für die Zahnmedizin jedenfalls sollten alle Teile aus sehr hochwertigem Material gefertigt werden.

Bezugszeichenliste

A1, A2, A3, AA Achse
AB Abtriebseinheit
AW Antrieb
B Bohrgerät
FS Flachkopfschrauben
G Gewinde
GK Getriebekörper
KL Kugellager
KR Bohrkrone
L Langloch
P1, P2 Richtungspfeile
R Antriebsriemen
R1 Richtung
S Abstandsstück
ST Stifte
V Vorsatzteil
VW Vorrichtung zur Ankopplung an den Antrieb
W Werkzeug
WA Werkzeugaufnahme
WK Werkzeugkörper
ZL Zahnlücke
ZR1, ZR2, ZR3 Zahnräder

Claims (11)

1. Vorsatzteil (V) für ein zahnmedizinisches Bohrgerät (B) mit einer Vorrichtung (VW) zur Ankopplung an den Antrieb (AW) des Bohrgerätes (R) sowie einer Abtriebseinheit (AB) mit einer Werkzeugaufnahme (WA), wobei die Achse (A1) der Abtriebseinheit (AB) parallel versetzt zur Achse (A2) des Antriebs (AW) des Bohrgerätes (B) liegt, und wobei die Ab­ triebseinheit (AB) über eine in gleicher Ebene (ZR1, ZR2, ZR3; R) liegende Antriebsvorrichtung mit dem Antrieb (AW) verbunden ist.

2. Vorsatzteil (V) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsvor­ richtung ein Zahnradgetriebe ist.

3. Vorsatzteil (V) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsvor­ richtung ein Riemengetriebe umfaßt.

4. Vorsatzteil (V) nach Anspruch 1, wobei die Antriebsvor­ richtung einen Luftdruckantrieb umfaßt.

5. Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo­ bei die Achse (A1) der Abtriebseinheit (AB) im wesentli­ chen parallel zur Achse (A2) des Antriebes (AW) des Bohr­ gerätes (B) liegt.

6. Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo­ bei das Vorsatzteil (V) um die Achse (A2) des Antriebes (AW) drehbar ist.

7. Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo­ bei zwischen dem Bohrgerät (B) und dem Vorsatzteil (V) ein Abstandsstück (S) vorgesehen ist.

8. Vorsatzteil (V) nach Anspruch 5, wobei das Vorsatzteil (V) gegenüber dem Abstandsstück (S) verschiebbar ist.

9. Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo­ bei die Vorrichtung (VW) zur Ankopplung an den Antrieb (AW) des Bohrgerätes (B) so ausgebildet ist, daß das Vor­ satzteil nach einer Drehung um 180 Winkelgrade um den Vek­ tor der Ebene, in der die Achse (A2) des Antriebs (AW) liegt, ebenfalls an den Antrieb (AW) des Bohrgerätes (B) ankoppelbar ist.

10. Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wo­ bei die Werkzeugaufnahmevorrichtung (WA) so ausgebildet ist, daß ein Werkzeug (W) sowohl von vorne als auch von hinten befestigbar ist.

11. Zahnmedizinisches Bohrgerät (B) mit einem Vorsatzteil (V) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Vorsatz­ teil (V) mit dem Bohrgerät (B) einstückig ausgeführt ist.