DC-Kleinstmotoren im Dienste der Zahngesundheit:

Laufruhige Antriebslösungen, die nicht nerven

Oft ist es die letzte Rettung: Hat sich ein Zahn tief entzündet, hilft nur noch eine Wurzelbehandlung. Danach ist der Zahn zwar tot - kann aber mit einer Krone weiter seinen Dienst leisten. Bild: Nouvag AG

Unter Endodontie oder Endodontologie versteht man einen Teilbereich der Zahnheilkunde. Die häufigsten Behandlungen sind die Behandlungen des Wurzelkanals, die bei entzündeter Pulpa (im Volksmund „Zahnnerv“) den Zahn erhalten sollen. Viele dürften das entsprechende Prozedere aus eigener Erfahrung kennen: Der Zahnarzt entfernt den „Nerv“, reinigt den Wurzelkanal und füllt ihn anschließend. Diese Behandlung erfordert große Sorgfalt, ist also nicht unbedingt einfach, denn schließlich soll der Zahn erhalten und der Patient möglichst lange Zeit schmerzfrei bleiben. Neue Erkenntnisse, Techniken und Systeme sorgen mittlerweile dafür, dass sich heute auch schwierige Wurzelbehandlungen erfolgreich und mit möglichst geringer Patientenbelastung durchführen lassen. Dazu hat die moderne Antriebstechnik einen wichtigen Beitrag geleistet. DC-Kleinstantriebe sind die treibende Kraft neuer Endodontie-Systeme, die heute in Zahnarztpraxis immer häufiger anzutreffen sind.

Eine erfolgreiche Behandlung der Zahnwurzel erfordert enormes Fachwissen, eine spezielle technische Ausstattung, besondere Instrumente und Materialien, viel Zeit und im wahrsten Sinne des Wortes sehr viel „Fingerspitzengefühl“ vom behandelnden Zahnarzt. Das Pulpagewebe muss dabei vollständig aus den Wurzelkanälen entfernt werden, ebenso wie Keime und nekrotisches Material. Die Kanalwände gilt es zudem gleichmäßig zu bearbeiten, ohne Formveränderung und ohne übermäßige Schwächung der Wurzel, damit die Füllung möglichst lange hält. Laufen diese Arbeitsschritte optimal ab, lassen sich heute sogar Zähne erhalten, die vor noch nicht allzu langer Zeit entfernt werden mussten.

Leise Technik, die gut in der Hand liegt

Der TCM Endo ist ein sehr kompaktes und benutzerfreundliches Gerät für die Endondontie. Bild: Nouvag AG

Der TCM Endo ist ein sehr kompaktes und benutzerfreundliches Gerät für die Endondontie.
Bild: Nouvag AG

Zum Fortschritt der Endodontie hat auch moderne Automatisierungstechnik entscheidend beigetragen. Ein gutes Beispiel dafür liefert das Endo Motorsystem TCM Endo R11, das von der Nouvag AG mit Hauptsitz in Goldach (CH) am Bodensee entwickelt wurde. Das elegante, sehr kompakte und benutzerfreundliche Gerät erleichtert dem Zahnarzt die sorgfältige Reinigung und Bearbeitung des Wurzelkanals und kann so ganz entscheidend zum Behandlungserfolg beitragen.

Im Prinzip besteht das neue System aus drei Komponenten: der Steuereinheit, die auf einem übersichtlichen Display dem behandelnden Arzt alle wichtigen Informationen anzeigt, einem Fußpedal, das als An- und Ausschalter fungiert und dem Handteil. Letzteres setzt sich zusammen aus dem Handstück mit der Antriebseinheit und einem davon getriebenen Winkelstück mit auswechselbaren Feilen, das ein ergonomisches Arbeiten auch an eher unzugänglichen Stellen ermöglicht.

Der passende Antrieb: klein, leistungsstark und laufruhig

Einen geeigneten Antrieb für das Handstück zu finden war dabei alles andere als trivial. Gefragt waren nicht nur kompakte Abmessungen, sondern auch ein Drehmoment von 1 bis 5 mNm im Drehzahlbereich von 60 bis 500 U/min. Ein vibrationsarmer und leiser Betrieb war natürlich ebenfalls wünschenswert, um ein präzises und konzentriertes Arbeiten zu ermöglichen und weder Arzt noch Patient durch unangenehme Geräusche während der Behandlung zu belästigen. Auch Getriebegeräusche sollten also vermieden werden. Da der Zahnarzt in der Mundhöhle agiert, übertragen sich Schall und Vibrationen direkt in den Gehörgang, sind also für den Patienten besonders deutlich zu hören und oft auch noch negativen Assoziationen verknüpft.

Der edelmetallkommutierte DC-Kleinstmotor ist extrem laufruhig. Bild: Faulhaber

Der edelmetallkommutierte DC-Kleinstmotor ist extrem laufruhig.
Bild: Faulhaber

Kein Wunder also, dass DC-Kleinstmotoren aus dem FAULHABER-Programm sich dank ihrer Laufruhe für dieses Einsatzfeld als besonders geeignet erwiesen. Die in den Handstücken des Endo-Systems eingesetzten DC-Kleinstantriebe der Baureihe 1524 sind bei einem Durchmesser von 15 mm außerdem lediglich 24 mm lang und ließen sich dadurch gut integrieren. Dank ihrer hohen Leistungsdichte sind die Motoren aber nicht nur kompakt, sondern auch leicht. Sie wiegen lediglich 18 g, was der Anwendung ebenfalls entgegen kommt. Schließlich soll mit dem System auch bei längerer Behandlungsdauer oder vielen Behandlungen am Tag ein präzises, ermüdungsfreies Arbeiten gewährleistet sein. Der Motor wurde mit einem zweistufigen, sehr laufruhigen Stirnradgetriebe kombiniert, das ein Untersetzungsverhältnis von 11,9:1 liefert. Zusammen mit dem Motor ergibt sich so eine lediglich 33 mm lange Antriebseinheit.

Geringes Trägheitsmoment und rastmomentfreier Lauf

Von anderen Ausführungen unterscheiden sich die FAULHABER DC-Kleinstantriebe hauptsächlich im Aufbau: Ihr Rotor ist nicht auf einen Eisenkern gewickelt, sondern besteht aus einer freitragenden, in Schrägwicklung hergestellten Kupferspule. Dieser als Glockenanker bezeichnete Rotor wiegt deshalb wenig und überzeugt durch ein sehr geringes Trägheitsmoment und rastmomentfreien Lauf. Dadurch bieten die Motoren hohe Dynamik und präzisen Gleichlauf. Bei Motoren mit kleiner Leistung haben sich die Edelmetall-Kommutierungssysteme zudem wegen ihres geringen Übergangswiderstands bestens bewährt. Dank ihrer linearen Charakteristik lassen sich die DC-Kleinstmotoren zudem einfach regeln. Die entsprechende Ansteuerung ließ sich gut in die Steuerung des Endodontie-Systems integrieren.
Von diesen Eigenschaften können Anwender natürlich auch in vielen anderen Anwendungen profitieren. Die Kleinstmotoren stehen mit Durchmessern von 6 bis 22 mm zur Verfügung und werden ergänzt durch eine umfangreiche Auswahl an Standardkomponenten wie hochauflösenden Encodern, Präzisionsgetrieben und Steuerungen. Für besondere Anforderungen lassen sie sich zudem modifizieren. Zu den häufigsten Anpassungen gehören beispielsweise Vakuumtauglichkeit, Erweiterung des Temperaturbereichs, modifizierte Wellen, andere Eingangsspannungen sowie kundenspezifische Anschlüsse oder Stecker. Dementsprechend breit gefächert ist das Anwendungsspektrum; es reicht von der Medizin- und Kameratechnik bis hin zu Robotik oder beliebigen Automatisierungsaufgaben. In den neuen Endodontie-Systemen haben sich die DC-Kleinstantriebe mittlerweile bewährt. Bereits seit Mitte 2014 profitieren Zahnärzte und Patienten von der effektiven Behandlung bei Zahnwurzelerkrankungen.

Über Faulhaber
Die FAULHABER-Gruppe mit ihren 1.800 Mitarbeitern ist spezialisiert auf Entwicklung, Produktion und Einsatz von hochpräzisen Klein- und Kleinstantriebssystemen, Servokomponenten und Steuerungen bis zu 200 Watt Abgabeleistung. Dazu zählt die Realisierung von kundenspezifischen Komplettlösungen ebenso wie ein umfangreiches Programm an Standardprodukten wie bürstenlose Motoren, DC Kleinstmotoren, Encoder und Motion Controller. Die Marken der FAULHABER-Gruppe gelten weltweit als Zeichen für hohe Qualität und Zuverlässigkeit in komplexen und anspruchsvollen Anwendungsgebieten wie Medizintechnik, Bestückungsautomaten, Präzisionsoptik, Telekommunikation, Luft- und Raumfahrt sowie Robotik. Vom leistungsstarken DC-Motor mit 200 mNm Dauerdrehmoment bis zum filigranen Mikroantrieb mit 1,9 mm Außendurchmesser umfasst das FAULHABER Standardportfolio mehr als 25 Millionen Möglichkeiten ein optimales Antriebssystem für eine Anwendung zusammenzustellen. Dieser Technologiebaukasten ist zugleich die Basis für Modifikationen, um auf besondere Kundenwünsche hinsichtlich Sonderausführungen eingehen zu können.

Titelbild: Nouvag AG


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