DE19530538A1 - Toleranzflexible Steckverbindung zur Befestigung von Zahn- oder Kiefersegmenten auf einer Modellbasis - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung zur Befestigung von Zahn- oder Kiefersegmenten auf einer Modell­ basis, bestehend aus einem Stift und einer dazu passenden Hülse, in der der Stift einen festen, durch Gegendruck wieder lösbaren Sitz hat, wobei der Stift aus einem permanent fi­ xierbaren Fixierschaft und einem lösbaren Steckschaft be­ steht.

Eine derartige Steckverbindung ist beispielsweise in der DE-PS 38 07 591 der Anmelderin beschrieben.

Bei den bisher bekannten Steckverbindungen wird dabei jedes Mal ein vorzugsweise zylindrisch ausgebildeter Stift in eine Hülse geschoben, deren Durchmesser identisch ist mit dem Durchmesser des Stiftes. Durch die identischen Durchmesser entsteht durch Reibung zwischen der äußeren Stiftoberfläche und der inneren Hülsenoberfläche eine festsitzende aber lös­ bare Steckverbindung. Teilweise treten dabei, wie beispiels­ weise in der oben angegebenen deutschen Patentschrift be­ schrieben, Stift und Hülse nicht in ihrer vollständigen Längserstreckung miteinander in Berührung, sondern Hülse und Stift weisen in ihrer Längserstreckung zueinander passende Kupplungsbereiche unterschiedlichen Durchmessers auf, um so neben der sicheren Verbindung, die Lösbarkeit der Verbindung zu erleichtern.

Nachteilig ist bei allen diesen Steckverbindungen, daß der Außendurchmesser des Stiftes und der Innendurchmesser der Hülse zumindest in ihren Kupplungsbereichen sehr genau zuein­ ander passen müssen. Bei der Herstellung der Hülsen und Stif­ te sind prinzipiell gewisse Maßtoleranzen nicht zu vermeiden. Es kann dabei in einem ungünstigen Fall vorkommen, daß der Stift, zumindest in seinen Kupplungsbereichen, einen relativ kleinen, an der unteren Toleranzgrenze (Minustoleranz) lie­ genden Durchmesser aufweist, während die zugehörige Hülse, zumindest in ihren Kupplungsbereichen, einen relativ großen, an der oberen Toleranzgrenze liegenden Durchmesser aufweist, so daß es in Abhängigkeit von den Herstellungstoleranzen von Stift und Hülse vorkommen kann, daß der Stift keinen festen Sitz in der Hülse hat oder im umgekehrten Fall, daß der Stift nicht mehr in die Hülse eingeschoben werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Steck­ verbindung zu schaffen, die einerseits zuverlässig gewährlei­ stet, daß der Stift auch dann in die zugehörige Hülse einge­ schoben werden kann, wenn aufgrund von Toleranzen beispiels­ weise der Stift einen großen Außendurchmesser und die Hülse einen geringen Innendurchmesser aufweist, es andererseits aber auch gewährleistet ist, daß im umgekehrten Fall, also bei einem Stift mit kleinem Außendurchmesser und einer Hülse mit großem Innendurchmesser noch eine ausreichende feste Steckverbindung gegeben ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Stift zumindest in seinen Kupplungsbereichen eine zylindrische Außenfläche auf­ weist, während die Hülse zumindest in ihren Kupplungsberei­ chen keinen zylindrischen Innendurchmesser besitzt, sondern eine innere Querschnittsfläche in Form eines Vielecks auf­ weist, wobei die Toleranzbereiche des Stiftes und der Hülse so gewählt sind, daß der Außendurchmesser des Stiftes minde­ stens dem Durchmesser des dem Vieleck der inneren Quer­ schnittsfläche der Hülse einschreibbaren Kreises entspricht, wobei die Hülse aus einem verformbaren, vorzugsweise ela­ stisch verformbaren Material hergestellt ist.

Dadurch wird erreicht, daß im einen Extremfall, das heißt, wenn der Stift einen relativ kleinen Außendurchmesser an sei­ ner unteren Toleranzgrenze aufweist und die Hülse einen rela­ tiv großen Innendurchmesser an ihrer oberen Toleranzgrenze aufweist, die zylindrische Stiftaußenfläche gerade noch die einzelnen Flächen, aus denen der Innendurchmesser der Hülse aufgebaut ist, berührt und sich somit eine ausreichend feste, Steckverbindung ergibt. Gleichzeitig wird aber auch erreicht, daß im anderen Extremfall, das heißt, wenn der Stift einen relativ großen Außendurchmesser an-seiner oberen Toleranz­ grenze aufweist und die Hülse einen relativ kleinen Innen­ durchmesser an ihrer unteren Toleranzgrenze aufweist, der Stift doch noch in die Hülse gesteckt werden kann. In diesem Fall biegen sich die verformbaren Flächen, aus denen der In­ nendurchmesser der Hülse aufgebaut ist, nach außen, erhöhen dadurch den Durchmesser des dem polygonalen Innendurchmesser der Hülse einschreibbaren Kreises und gestatten es so, daß der relativ dicke Stift doch noch in die relativ enge Hülse geschoben werden kann.

Das Material der Hülse muß dabei so gewählt werden, daß es sich einerseits leicht verformen kann, um dem relativ großen Stift Platz zu machen, daß es andererseits aber doch so viel Spannung aufweist, daß es sich mit ausreichender und stets gleicher Friktion um den Stift legt und ihn sicher hält. Um dies zu erreichen wird man, wenn das verformbare Material, aus dem die Hülse hergestellt ist, relativ hart ist, die Hül­ senwand dünn ausgestalten, wenn aber das verformbare Materi­ al, aus dem die Hülse hergestellt ist, relativ weich ist, die Hülsenwand dick ausgestalten.

Nachdem Stift und Hülse ineinander gesteckt sind, wird die Hülse in der Gipsmodellbasis befestigt. Durch den Gips wird ein zusätzlicher Druck auf die Hülse ausgeübt, der die Frik­ tion zwischen Hülse und Stift unterstützt.

Da diese erfindungsgemäße Kombination aus zylinderförmigem Stift und vieleckigem Innendurchmesser der Hülse nur in den Kupplungsbereichen, also in den Bereichen, wo Hülse und Stift miteinander in Verbindung treten, gegeben sein muß, können neben einer Ausgestaltung von Stift und Hülse, bei denen sich der Kupplungsbereich über die gesamte Stiftlänge erstreckt auch Ausgestaltungen von Stift und Hülse verwendet werden, wie sie in der obigen deutschen Patentschrift beschrieben sind, also Ausgestaltungen mit mehreren Kupplungsbereichen verschiedenen Durchmessers und auch mit dazwischengefügten Bereichen, in denen Stift und Hülse überhaupt nicht miteinan­ der in Berührung treten. Natürlich sind auch weitere aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltungen von Stift und Hülse, wie beispielsweise die Anfasung des Stiftendes, um das Einstecken des Stiftes zu erleichtern, möglich.

Sofern Stift und Hülse mehrere Kupplungsbereiche aufweisen, ist es natürlich auch möglich, nur einige dieser Kupplungsbe­ reiche mit einem vieleckigen Hülseninnendurchmesser auszuge­ stalten, die übrigen Kupplungsbereiche dagegen mit dem schon bekannten runden Hülseninnendurchmesser.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren 1 bis 9 beispielhaft erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfin­ dungsgemäßen Steckverbindung, wobei Stift und Hülse auseinandergezogen sind;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Steckverbindung aus Fig. 1, wobei Stift und Hülse im zusammengesteckten Zustand gezeigt sind und sich die Hülse im Gips befin­ det;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in

Fig. 2;

Fig. 7 zeigt eine sechseckförmige Ausgestaltung des Innen­ durchmessers der Hülse im unteren Teil im Bereich der Schnittlinie V-V;

Fig. 8 zeigt eine dreieckförmige Ausgestaltung des Innen­ durchmessers der Hülse im unteren Teil im Bereich der Schnittlinie V-V; und

Fig. 9 zeigt eine abgewandelte quadratische Ausgestaltung des Innendurchmessers der Hülse im unteren Teil im Bereich der Schnittlinie V-V.

In den Figuren und in den entsprechenden Beschreibungsteilen haben die Bezugsziffern folgende Bedeutung:

Bezugszeichenliste

1 Stift
2 Hülse
3 Fixierschaft
4 Steckschaft
5 Steckschaftbereich mit großem Außendurchmesser
6 Steckschaftbereich mit mittlerem Außendurchmesser
7 Steckschaftbereich mit kleinem Außendurchmesser
8 Hülsenbereich mit großem Innendurchmesser
9 Hülsenbereich mit mittlerem Innendurchmesser
10 Hülsenbereich mit kleinem Innendurchmesser
11 Berührungslinie
12 berührungsfreies Gebiet

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steckverbindung in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Steckverbindung besteht aus dem Stift 1 und der Hülse 2. Der Stift besteht aus einem Fixierschaft 3, mit dem er fest in der Gipsmodellbasis durch Einkleben befestigt ist und dem Steckschaft 4, der in die Hülse 2 eingesteckt wird. Im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel weist der Steckschaft drei ver­ schiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern auf, namlich den Abschnitt 5 mit einem großen Außendurchmesser, den Abschnitt 6 mit einem mittleren Außendurchmesser und den Abschnitt 7 mit einem kleinen Außendurchmesser. Wie man bes­ ser in Fig. 2 sieht, weist die Hülse entsprechende Abschnitte auf, nämlich einen Abschnitt 8 mit großem Innendurchmesser, einen Abschnitt 9 mit mittlerem Innendurchmesser und einen Abschnitt 10 mit kleinem Innendurchmesser. Es sind aber auch andere, hier nicht dargestellte Ausführungsformen möglich, bei denen der Steckschaft beispielsweise nur einen durchge­ hend gleichen Durchmesser aufweist oder nur zwei Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern besitzt, wobei die Hülse dann entsprechend angepaßte Abschnitte aufweist. Auch die längsmä­ ßige Ausgestaltung der einzelnen Abschnitte kann variiert werden. Wichtig ist nur, daß mindestens einer oder mehrere einzelne Kupplungsbereiche existieren, in denen der Steck­ schaft 4 des Stiftes 1 mit dem Innendurchmesser der Hülse 2 in Berührung tritt, denn in diesen Berührungsbereichen oder Kupplungsbereichen findet die eigentliche Halterung des Stif­ tes in der Hülse statt. Bei den Kupplungsbereichen können da­ bei einige einen vieleckigen Hülseninnendurchmesser aufwei­ sen, wobei bei den einzelnen Kupplungsbereichen die Polygona­ lität der Hülseninnendurchmesser unterschiedlich gestaltet sein kann, und andere Kupplungsbereiche können einen runden Hülseninnendurchmesser aufweisen. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind, wie man der Fig. 2 entnehmen kann, solche Kupplungsbereiche im oberen Teil zwischen dem Steckschaftbe­ reich 5 mit großem Außendurchmesser und dem Hülsenbereich 8 mit großem Innendurchmesser (im Bereich der Schnittlinie III-III, im unteren Teil zwischen dem Steckschaftbereich 6 mit mittlerem Außendurchmesser und dem Hülsenbereich 9 mit mitt­ lerem Durchmesser (Schnittlinie V-V) und im ganz unteren Teil zwischen dem Steckschaftbereich 7 mit kleinem Außendurchmes­ ser und dem Hülsenbereich 10 mit kleinem Innendurchmesser (Schnittlinie VI-VI) gegeben. Im mittleren Teil (Schnittlinie IV-IV) berühren sich Schaftaußenwand und Hülseninnenwand gar nicht.

Diese Ausgestaltung wird auch nochmals deutlich anhand der Schnittbilder der Fig. 3, 4, 5 und 6. Die Fig. 3 und 5 zeigen ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, nämlich, daß zumindest in einigen Kupplungsbereichen der Steckverbindung, also hier im Bereich der oberen Schnittlinie III-III und der unteren Schnittlinie V-V, der Steckschaft des Stiftes zylinderförmig ausgeführt ist, der Innendurchmesser der Hülse dagegen in Form einer vieleckigen Querschnittsflä­ che, hier im gezeigten Beispiel in Form eines Quadrates mit abgeschrägten Kanten. Der Steckschaft 4 berührt dabei an den sich in der Schnittansicht punktförmig darstellenden Berüh­ rungslinien 11 die Innenseite der Hülse 2 und gewährleistet dadurch einen sicheren Sitz des Stiftes in der Hülse. Die ge­ zeigten Querschnitte geben den Fall wieder, bei dem auf Grund von Toleranzabweichungen der Steckschaft einen relativ klei­ nen Durchmesser an seiner unteren Toleranzgrenze (Minus­ toleranz), die Hülse dagegen einen relativ großen In­ nendurchmesser an ihrer oberen Toleranzgrenze aufweist. In diesem Fall tritt praktisch keine Verformung der Hülse auf. Wie man aus den Querschnittsdarstellungen sieht, gibt es ne­ ben den Berührungslinien zwischen Stift und Hülse gleichzei­ tig aber auch Bereiche 12, in denen keine Berührung zwischen Steckschaft 4 und der Innenseite der Hülse 2 stattfindet. Diese Bereiche 12 sind ganz wichtig, denn sie stellen Reser­ vebereiche dar, durch die es der Hülse ermöglicht wird sich, wenn der Steckschaft 4 einen größeren Durchmesser aufweist, zu verformen und somit auch die Aufnahme dieses eigentlich zu großen Steckschaftes zu gestatten. Besteht die Hülse aus ei­ nem relativ weichen und dicken Material, so kann die Verfor­ mung sowohl aus einer Veränderung der äußeren Hülsenform als auch einem Zusammendrücken von Wandbereichen der Hülse beste­ hen.

Die Ausgestaltung von Stift und Hülse in den Bereichen, die keine Kupplungsbereiche darstellen, wo sich Stift und Hülse nicht berühren, hier also im Bereich der Schnittlinie IV-IV der Fig. 2, ist beliebig. Hier im Beispiel ist in Fig. 4 die Ausgestaltung des Querschnitts des Hülseninnendurchmessers in Form eines Quadrats gezeigt.

Die Fig. 7, 8 und 9 geben andere vieleckige Querschnitts­ flächen des Hülseninnendurchmessers im Kupplungsbereich der Schnittlinie V-V in Fig. 2 an, nämlich in Fig. 7 einen sechs­ eckigen Querschnitt, in Fig. 8 einen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten und in Fig. 9 einen quadratischen Querschnitt, wobei aber die Mittelteile der Quadratseiten nochmals nach außen versetzt sind.

Diese und beliebige weitere vieleckige Ausgestaltungen des Hülseninnendurchmessers sind in allen Kupplungsbereichen mög­ lich, wobei auch verschiedene vieleckige Ausgestaltungen mit­ einander oder mit runden Ausführungsformen kombiniert werden können.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2. Da hier ein dichter Abschluß des Hülseninneren gegen­ über der Gipsmodellbasis erreicht werden soll, ist der Hül­ seninnendurchmesser rund ausgeführt.

Insgesamt gibt die hier beschriebene Erfindung dem Benutzer eine Steckverbindung, bestehend aus Stift und Hülse, an die Hand, die auch bei den unvermeidlichen Fertigungstoleranzen von Stift und Hülse stets eine sichere, ausreichend klemmende Verbindung ermöglicht. Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich dabei auf verschiedene, aus dem Stand der Technik bekannte und bewährte Längsgestaltungen von Stift und Hülse anwenden.

Claims (10)

1. Steckverbindung zur Befestigung von Zahn- oder Kieferseg­ menten auf einer Modellbasis, bestehend aus einem Stift (1) und einer dazu passenden Hülse (2), in der der Stift (1) einen festen, durch Gegendruck wieder lösbaren Sitz hat, wobei der Stift (1) aus einem permanent fixierbaren Fixierschaft (3) und einem lösbaren Steckschaft (4) be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (1) im Be­ reich des Steckschaftes (4) zylindrisch ausgebildet ist und die Hülse (2) eine innere Querschnittsfläche in Form eines Vielecks aufweist, wobei die Toleranzbereiche des Steckschaftes (4) und der Hülse (2) so gewählt sind, daß der Außendurchmesser des Steckschaftes (4) mindestens dem Durchmesser des dem Vieleck der inneren Querschnittsflä­ che der Hülse (2) einschreibbaren Kreises entspricht, wo­ bei die Hülse (2) aus einem verformbaren Material herge­ stellt ist.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) aus einem sich elastisch verformbaren Material hergestellt ist.

3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die innere Querschnittsfläche der Hülse (2) in Form eines regelmäßigen Vielecks ausgebildet ist.

4. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Querschnittsfläche der Hülse (2) in Form eines Quadrats oder eines Dreiecks ausgebildet ist.

5. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das verformbare Materi­ al der Hülse (2) relativ hart ist, die Hülsenwandung re­ lativ dünn ausgebildet ist, wohingegen, wenn das ela­ stisch verformbare Material der Hülse (2) relativ weich ist, die Hülsenwandung relativ dick ausgebildet ist.

6. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelflächen, die die polygonale Innenfläche der Hülse (2) bilden, mit einer sanften Rundung ineinander übergehen.

7. Steckverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lösbare Steckschaft (4) des Stiftes (1) aus einem in Nachbarschaft zum Fixier­ schaft (3) befindlichen im Querschnitt größeren Kupp­ lungsbereich (5) und einem sich daran anschließenden, ge­ genüber dem größeren Kupplungsbereich (5) im Querschnitt kleineren Kupplungsbereich (6) besteht, und daß die Hülse (2) aus einem größeren polygonalen Hohlzylinderbereich (8), der einen Innendurchmesser in Form eines einschreib­ baren Kreises aufweist, der dem Durchmesser des größeren Kupplungsbereiches (5) entspricht und aus einen kleineren polygonalen Hohlzylinderbereich (9) besteht, der einen Innendurchmesser in Form eines einschreibbaren Kreises aufweist, der dem Durchmesser des kleineren Kupplungsbe­ reiches (6) entspricht.

8. Steckverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des größeren Kupplungsbereichs (5) des Stiftes (1) kleiner oder gleich ist der Länge des größe­ ren polygonalen Hohlzylinderbereichs (8) der Hülse (2).

9. Steckverbindung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich zu dem größeren und kleineren Bereichen des Stiftes (1) und der Hülse (2) noch weitere, zueinander passende, von den obigen beiden Bereichen sich im Durchmesser unterscheidende Durchmesserbereiche des Stiftes (1) und der Hülse (2) vorgesehen sind.

10. Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Steckschaftes (4) mit einer Führungsfase versehen ist.