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Verfahren und Vorrichtung zum Fräsen von Zahnersatz
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fräsen von Zahnersatz, insbesondere
von Kronen und Brücken auf Restzähnen, mittels einem in drei Ebenen beweybaren,
von einem Motor aus angetriebenen Fräswerkzeug, wobei die Wandstärke des Zahnersatzes
reduziert wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Kronen und Brücken, welche auf entsprechend abgeschliffene Restzähne
yeschoben werden, müssen zur genauen Anpassung nach ihrer Herstellung noch gefräst
werden. Insbesondere ist dies wegen der notwendigen Haftkraft und der Einschubrichtung
der anzufertige,nden Prothese erforderlich. Weiterhin soll der mit einer Krone überzogene
Zahn nicht zu dick
werden.
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Zum Abschleifen bzw. Fräsen verwendet man bisher ein Frä swerkzeug,
im allgemeinen einen Fräser, der an einem Stativ über einen Ausleger bzw. Gelenkarm
in allen drei Ebenen bewegbar ist. Mit diesem Fräser wird dann der Zahnersatz bearbeitet.
Damit jedoch nicht zu viel Material von der Kronenwand abgenommen wird, muß der
Fräsvorgang öfters unterbrochen werden. Der Zahnersatz wird dann von dem Restzahn
abgenommen, die Wandstärke gemessen, anschließend wieder auf den oder auf die Restzähne
aufgesetzt und wieder weiter gefräst.
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Trotz den besteht die Gefahr, daß evtl. die Wandstärke zu dünn wird
oder sogar durchgefräst wird. Dieser Vorgang ist somit nicht nur sehr umständlich
und zeitaufwendig, sondern darüberhinaus auch noch ungenau. Weiterhin läßt sich
Ausschuß nicht immer vermeiden. Die Wandstärke von Wachsinodellationen konnte wegen
der Gefahr der Perforation überhaupt nicht gemessen werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der die erforderlichen
Frä sarbei ten schnell und maßgenau durchgeführt werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bewegung
des Fräswerkzeuges und dessen relative Lage zu den Restzähnen über einen mit dem
Fräswerkzeug direkt oder indirekt
verbundenen Kontaktstift, der
auf einer die Bewegung des Kontaktstiftes weiteryebenden Kontaktplatte geführt ist,
auf einem Bildschirm oder monitor angezeigt wird.
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Erfindungsgemäß wird nun auf optische Weise die relative Lage des
oder der Restzähne zu der oder den Kronen angezeigt. Die auf beliebige Weise über
die Kontaktplatte übertragene und auf dem Bildschirm, Monitor oder einem sonstigen
Display-Gerät angezeigte Fräserbewegung läßt ein genaues Arbeiten zu und zwar ohne
daß der Zahnersatz zur Messung seiner Wandstärke von dem oder den Restzähnen abgenommen
werden muß. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich außerdem auch die erforderlichen
Fräsarbeiten wesen-tlich schneller durchführen. Außerdem können nun auch Wachsmodellationen
bis auf eine geringe Wandstärke gefräst werden, was eine ldaterialersparnis für
den nachfolgenden Guß bringt.
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In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen
sein, daß vor Arbeitsbeginn die Kontur der Restzähne mit dem Fräswerkzeug nachgefahren
wird und deren Weg in dem Bildschirm oder Monitor gespeichert wird, und daß während
des Fräsvorganges die aktuelle Lage des Fräswerkzeuges in Bezug auf die eingespeicherten
Werte der Restzähne auf dem Bildschirm oder Monitor sichtbar wird.
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Auf diese Weise hat man auf de Bildschirm stets die Kontur der Restzähne
sichtbar und die jeweilige Lage des Fräswerkzeuyes
wird während
des Fräsvorganges angezeigt. Damit läßt sich äußerst genau arbeiten und die Gefahr,
daß die Wand durchgefräst wird, wird dariit ausgeschaltet.
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Zusätzlich kann als weitere Sicherheit vorgesehen sein, daß bei Unterschreiten
eines vorgewählten Minimal abstandes des Fräswerkzeuges von den Restzähnen ein optisches
und/oder akustisches Warnsignal gegeben wird.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem an einem
Ausleger eines Statives in einem Gehäuse angeordneten Fräswerkzeug, das über Verstellglieder
in allen drei Ebenen verstellbar ist, kann darin bestehen, daß das Fräswerkzeug
oder ein mit dem Fräswerkzeug verbundenes Teil mit einem Kontaktstift verbunden
ist, dessen Spitze auf der Oberfläche einer die Bewegung des Kontakstiftes weitergebenden
Kontaktplatte bewegbar ist, und daß die Kontaktplatte mit einem Bildschirm oder
Monitor verbunden ist. Die Kontaktplatte kann von beliebiger Art sein. Neben elektrischen
Leiterplatten sind auch andere Arten, welche allgemein bekannt sind.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung kann darin bestehen,
daß das Fräswerkzeug in einem Führungsteil in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet
ist, und daß für die horizontale Verschiebung in der Ebene eine Führungsscheibe
vorgesehen ist, die mit dem Kontaktstift und dem
Führungsteil verbunden
ist.
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Da normalerweise Kontaktplatten flache und ebene Platten sind muß
nun erfindungsgemäß dafür gesorgt werden, daß die erforderlichen Freiheitsgrade
des Fräswerkzeuges in drei Ebenen entsprechend aufgeteilt werden. Dies bedeutet,
es ist dafür zu sorgen, daß der Teil, an dem der Kontaktstift angeordnet ist, nur
eine Bewegung in einer Ebene durchführt. Im all geilei nen wird dies die Horizontalebene
sein. Aus diesem Grunde wird nun erfindungsgemäß - im Gegensatz zu den bekannten
Vorrichtungen - die Vertikalbewegung des Fräswerkzeuges über ein gesondertes Teil
durchgeführt. Hierzu dient das Führungsteil, während die Horizontalverschiebung
in beliebiger Richtung durch die Führungsscheibe, an der der Kontaktstift befestigt
ist, durchgeführt wird.
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In vorteilhafter Weise wird man den Kontaktstift vom Mittelpunkt der
Führungsscheibe aus vertikal nach oben führen, wobei dieser aus Toleranz gründen
und zum Ausgleich von möglichen Unebenheiten oder ungenauen Führungsbewegungen elastisch
mit der Führungsscheibe verbunden sein kann oder selber elastisch ist. Auf diese
Weise ist stets ein Kontakt mit der Kontaktplatte gegeben.
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Die Führungsscheibe kann mit einem zentral angeordneten nach unten
ragenden zylinderartigen Körper versehen sein, der in radialer Richtung mit einer
Spielpassung, in vertikaler
Richtung jedoch frei beweglich mit
dem Führungsteil verbunden ist. Wenn der zylinderartige Körper ein Hohl zylinder
ist, ergibt sich damit eine teleskopartige Verbindung mit dem Führungsteil. Selbstverständlich
bedeutet zylinderartiger Körper nicht ausschließlich ein Körper, der einen runden
Querschnitt aufweist; vielmehr sind auch andere Querschnittsformen möglich.
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Den Antriebsmotor für das Fräswerkzeug wird man zur Vereinfachung
im allgemeinen im Inneren des Führungsteiles anordnen. Derartige Motore sind als
Mikromotore allgemein bekannt.
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Zum Schutz der Führungsscheibe und zu deren Führung kann diese in
einem Lagergehäuse gelagert und in der Horizontalebene geführt sein.
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Die Kontaktplatte kann an der Oberseite des Lagergehäuses über der
Führungsscheibe angeordnet sein, wodurch diese ebenfalls geschützt ist.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem weitere
erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen, prinzipmäßig in der Zeichnung beschrieben.
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Ein Stativ 1 ist mit einer Säule 2 versehen, die einen Ausleger 3
aufweist, welcher höhenverstellbar an der Säule angeordnet
ist.
Mit dieser Höhenverstellbarkeit wird eine Grobeinstellung durchgeführt. Hierzu kann
eine Klemmschraube 4 dienen. Zur verdrehsicheren Führung kann diese Säule 2 im Querschnitt
gesehen eine Längsnut 5 aufweisen, in der ein entsprechendes Gegenstück des Auslegers
geführt ist.
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In einem Lagergehäuse 6, das am Ende des Auslegers 3 angeordnet ist,
befindet sich eine Führungsscheibe 7. Die Führunysscheibe 7 kann in einem Gleitlager,
einem Kugellager, einem Luftlager, einein Magnetl ager oder dyl. 8 in dein Lagergehäuse
6 gelagert und geführt sein. Die Führungsscheibe 7 kann von beliebiger Form sein.
Im allgemeinen wird sie eine kreisrunde Gestalt aufweisen und am Außenumfang einen
Umfangsrand 9 als Endanschlag aufweisen. Die Führungsscheibe 7 läßt sich in dem
Lager 8 in horizontaler Richtung beliebig verschieben.
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Von der Führungsscheibe 7 aus ragt zentral nach unten ein Hohl zylinder
10 als zylinderartiger Körper. Der Hohl zylinder 10 umschließt ein Führungsteil
11, welches ebenfalls eine Zylinderform besitzt. Das Führungsteil 11 ist teleskopartig
riit dem Hohl zylinder 10 verbunden und läßt sich mit einer entsprechenden Spielpassung
in vertikaler Richtung gegenüber dem Hohlzylinder 10 bewegen. Hierzu kann z.B. eine
Feder 12 dienen, deren eines Ende an dem Führungsteil 11 und deren anderes Ende
an dem Hohl zylinder 10 oder an der Unterseite der Führungsscheibe 7 befestigt ist.
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Der Hohlzylinder 10 kann eine Aussparung 13 aufweisen, durch die eine
auf dem Führungsteil angeordnete meßskala sichtbar ist. Auf diese Weise läßt sich
präzise eine Höhenverstellung durchführen.
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In dem Führungsteil 11 ist auch ein Antriebsmotor 14 für ein Fräswerkzeug,
nämlich einen Fräser 15, angeordnet, der unten aus dem Führungsteil 11 ragt. Der
Motor und der Fräser 15 und dessen Verbindung, im allgemeinen ein Schnellverschluß,
sind von allgemein bekannter Bauart und werden hier nicht näher beschrieben.
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Auf der Oberseite der Führungsscheibe 7 ist im Zentrum ein Kontaktstift
16 befestigt. Auf dieser Mittellinie liegt auch der Mittelpunkt des Fräsers 15.
Die Spitze des Kontaktstiftes 16 liegt elastisch bzw. federnd auf der Oberfläche
einer Kontaktplatte 17 an und wird entsprechend der Bewegung des Fräsers 15 über
diese geführt. Die Kontaktplatte 17 ist über eine elektrische Verbindung 18 mit
einem Monitor 19 verbunden, in welchem die Bewegungen des Kontaktstiftes 16 auf
der Oberfläche der Kontaktplatte 17 optisch dargestellt werden.
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Art und Weise dieser Übertraguny und der Darstellungsart sind allgemein
bekannt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung funktioniert nun auf folgende Weise:
Ein Kiefermodell 20 ist auf einer Halteeinrichtung 21 befestigt. Das Kiefermodell
20 weist die Form der zurechtgeschliffenen Restzähne 22 auf, über die Kronen 23
geschoben sind. Mit dem Fräser 15 werden nun die Außenkonturen der Brücken 23, insbesondere
zur Reduzierung der Wandstärke, bearbeitet. Damit nun stets eine notwendige Restwandstärke
eingehalten wird, nimmt man zuerst die Brücken 23 von den Restzähnen 22 ab. Anschließend
wird der Fräser an die dicksten Stellen der Restzähne geführt und deren Konturen
nachgezeichnet. In der Ausschnittvergrößerung ist die dickste Stelle mit "24" bezeichnet.
Die Bewegung des Fräsers 15 wird über den Kontaktstift 16 und die Kontaktplatte
17 auf den Monitor 19 übertragen und dort gespeichert. Anschließend werden die Kronen
23 aufgesetzt, wonach mit dem Bearbeitungsvorgang begonnen werden kann. Die aktuelle
Position des Fräsers 15 im Vergleich zu den Außenkonturen der Restzähne 22 ist dabei
in dem Monitor 19 sichtbar, da ja die Kontur der Restzähne darin eingespeichert
ist. Auf diese Weise läßt sich die zur Verfügung stehende Wandstärke stets kontrollieren
und die notwendige Restwandstärke einhalten. Da im allgemeinden die Kronen auf der
Innenseite vertikal abgeschliffen werden, ist es ausreichend die dickste Stelle
der Restzähne 22 vorher zu bestimmen, da die notwendige Wandstärke in den übrigen
Bereichen damit auf jeden Fall vorhanden ist.
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Sollten jedoch andere Formen geschliffen werden, ist es lediglich
erforderlich an einigen weiteren Stellen entsprechende Kontrollkonturen der Restzähne
22 aufzuzeichnen.
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Vertikalbewegungen des Fräsers 15 werden durch eine Vertikalverschiebung
des Führungsteiles 11 durchgeführt. Der Hohl zylinder 10 besitzt dabei eine Form,
daß dieser gleichzeitig zur Führung des Fräsers 15 durch eine Hand verwendet wird.
Hierzu wird der Hohlzylinder 10 entsprechend von einer Hand umfaßt. Horizontalbewegungen
des Fräsers 15 ermöglicht die Führungsscheibe 17, welche in horizontaler Richtung
frei beweglich in dem Lager 8 angeordnet ist. Zur Beweglichkeit des Hohlzylinders
10 besitzt das Gehäuse 6 im mittleren Bereich auf der Unterseite eine entsprechend
große Aussparung.
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In dem Monitor 19 ist die Kontur der Restzähne 22 mit "25" angedeutet.
Die Außenkontur der Brücken 24 ist mit "26" angedeutet, womit die vorhandene Wandstärke
sichtbar ist. Im Bedarfsfalle können die Konturen in dem Monitor auch vergrößert
dargestellt werden. Geyebenenfalls ist es auch ausreichend, daß anstelle einer Sichtbarkeit
der vollständigen Kontur der Kronen jeweils nur ein Lichtpunkt die aktuelle Lage
des Fräswerkzeuges in Bezug auf die Kontur 25 der Restzähne anzeigt. Selbstverständlich
können die Konturen auch auf andere Weise optisch dargestellt werden.
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Statt einer Führungsscheibe 7 mit der die Horizontalbewegungen ausyeführt
werden, können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung auch noch andere Einrichtungen
zu diesem Zweck vermerkt werden. So lassen sich auch bekannte Konstruktionen, z.B.
mit Kugelköpfen, entsprechend umbauen, d.h. mit der erfindungsgemäßen Kontaktplatte
mit Kontaktstift und Monitor versehen.
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Die Erfindung ist neben der Verwendung zum Fräsen von Zahnersatz auch
für andere Gebiete, z.B. als Kopierfräsgerät, geeignet.
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