DE29603692U1 - Orthodontic accessory made of metal with a marking - Google Patents
Orthodontic accessory made of metal with a markingInfo
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Description
pOfiä PatentanwältepOfiä Patent Attorneys
Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phi/, not. Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. Helmut Hubbuch -1991 European Patent AttorneysDipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phi/, not. Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. Helmut Hubbuch -1991 European Patent Attorneys
14.02.1996 Tw/Be/Wa96S05/FOE1 E001DEU14.02.1996 Tw/Be/Wa96S05/FOE1 E001DEU
Bernhard Förster GmbH., D-75172 PforzheimBernhard Förster GmbH, D-75172 Pforzheim
Orthodontisches Hilfsteil aus Metall mit einer MarkierungOrthodontic appliance made of metal with a marking
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufbringen einer Markierung auf der Oberfläche eines orthodontischen Hilfsteile aus Metali, insbesondere auf ein der Korrektur der Zahnstellung dienendes Band.The invention is based on a method for applying a marking on the surface of an orthodontic auxiliary part made of metal, in particular on a band used to correct the position of the teeth.
Es ist bekannt, solche Hilfsteile mit einem Farbstoff zu bedrucken, um eine Markierung, z.B. eine Typenbezeichnung oder eine Größenbezeichnung aufzubringen. Nachteilig dabei ist, daß solche aufgedruckten Markierungen im Mund unter den dort herrschenden Bedingungen und Beanspruchungen nicht beständig sind. Mechanische Beanspruchungen ergeben sich aus dem Kauvorgang und aus der täglichen Zahnreinigung, chemische Beanspruchungen ergeben sich aus dem Angriff von Säuren, die in Speisen und Getränken enthalten sind und/oder sich als deren Zersetzungsprodukte im Mund bilden. Wenn ein Kieferorthopäde imIt is known to print such auxiliary parts with a dye in order to apply a marking, e.g. a type designation or a size designation. The disadvantage of this is that such printed markings are not durable in the mouth under the conditions and stresses prevailing there. Mechanical stresses arise from the chewing process and from daily tooth cleaning, chemical stresses arise from the attack of acids that are contained in food and drinks and/or that form in the mouth as their decomposition products. If an orthodontist in the
Westliche Karl-Friedrich-Straße29-31 &Ogr;-75&Idigr;&Zgr;2$&thgr;&Ggr;&9&Mgr;\'\ "Y' *.'.'. ·,"Sds'thtmkKarlsruhe 16852-750(BLZ660 WO75) Telefon(07231)39840 Telefax(07231 }3£&xgr;4%$ ·* .! : .: ·..! '·„' "faqfcasse Pforzheim803812(BLZ666500'85) Westliche Karl-Friedrich-Straße29-31 &Ogr;-75&Idigr;&Zgr;2$&thgr;&Ggr;&9&Mgr;\'\ "Y'*.'.'.·,"Sds'thtmkKarlsruhe 16852-750(BLZ660 WO75) Telefon(07231)39840 Telefax(07231 }3£&xgr;4%$ ·* .! : .: ·..! '·„'"faqfcassePforzheim803812(BLZ666500'85)
VAT Registration No. DE 144180005VAT Registration No. DE 144180005
Verlauf einer Behandlung zur Korrektur der Zahnsteüung eingesetzte orthodontische
Hilfsteile zeitweise entfernt, ist eine nachträgliche Identifizierung wegen der inzwischen verschwundenen Markierung nicht mehr möglich.
Aus der EP 0 327 628 A1 ist es bereits bekannt, eine sich im Mund nicht abnutzende
Markierung auf orthodontischen Hilfsteüen dadurch zu erzielen, daß man das jeweilige orthodontische Hilfsteil von der Oberfläche her bis in eine bestimmte
Tiefe lokal aufschmilzt und dadurch ein Schmelzgefüge erzeugt; das ist ein
Gefüge, welches sich durch Erstarren des zuvor bis in eine gewisse Tiefe aufgeschmolzenen
Bereiches ergibt sich dadurch vom Gefüge in den übrigen Bereichen des Hilfsteile unterscheidet. Um das Erscheinungsbild auffälliger zu machen,
schlägt die EP 0 327 628 A-1 ergänzend vor, die Oberfläche der Schmelzgefügeschicht
aufzurauhen und Oxide aus der Reaktion des Metalls mit der Umgebungsluft in die Schmelzgefügeschicht einzulagern. Erreicht wird das Schmelzgefüge
dadurch, daß man einen hochenergetischen Elektronenstrahl oder einen gepulsten Laserstrahl wie einen Schreibstift über die Oberfläche des orthodontischen
Hilfsteile wandern läßt. An den Auftreffpunkten der Strahlen wird infolge der hohen transportierten Energiedichte die Oberfläche punktweise kurzzeitig
aufgeschmolzen. Dabei kommt es zusätzlich zu einer Erosion an der Oberfläche des Hüfsteils, weil das durch die hohe Energiedichte schlagartig erfolgende Aufschmelzen
der Oberfläche begleitet wird von Materialverlusten durch Abdampfen und durch Fortschleudern von mikroskopisch feinen Tröpfchen oder Partikeln.
Für die Lesbarkeit der Beschriftung ist diese Erosion durchaus günstig, weil die
Beschriftung dadurch Tiefe erhält und plastisch wirkt. Bei der Beschriftung orthodontischer
Bänder hat die Erosion jedoch schwerwiegende Nachteile. Um das zu verstehen, muß man wissen, daß die orthodontischen Bänder nicht nackt verwendet
werden, sondern mit aufgeschweißten Teilen zur Verankerung und/oder Führung von Drahtbögen, mit denen Kräfte auf die hinsichtlich ihrer Stellung zu korrigierenden
Zähne übertragen werden. Diese aufgeschweißten Teile befinden sich entweder auf der buccalen Seite (die der Wange zugewandte Seite) oder auf der
lingualen Seite {das ist die der Zunge zugewandte Seite) des Bandes. Für eine Beschriftung oder sonstige Markierung steht deshalb praktisch nur der AbschnittIf orthodontic aids used to correct tooth position are temporarily removed during treatment, subsequent identification is no longer possible because the marking has since disappeared.
From EP 0 327 628 A1 it is already known to achieve a marking on orthodontic aids that does not wear off in the mouth by locally melting the respective orthodontic aid from the surface to a certain depth, thereby creating a melted structure; this is a structure that results from the solidification of the area previously melted to a certain depth and is therefore different from the structure in the other areas of the aid. In order to make the appearance more noticeable, EP 0 327 628 A-1 additionally proposes roughening the surface of the melted structure layer and incorporating oxides from the reaction of the metal with the ambient air into the melted structure layer. The melted structure is achieved by allowing a high-energy electron beam or a pulsed laser beam to move over the surface of the orthodontic aid like a pen. At the points where the rays hit, the surface is briefly melted at certain points due to the high energy density transported. This also leads to erosion on the surface of the hip part, because the sudden melting of the surface caused by the high energy density is accompanied by material loss through evaporation and by the throwing away of microscopically fine droplets or particles. This erosion is actually beneficial for the legibility of the label, because it gives the label depth and a three-dimensional effect. However, erosion has serious disadvantages when labeling orthodontic bands. To understand this, you have to know that orthodontic bands are not used bare, but with welded-on parts for anchoring and/or guiding wire arches, which are used to transfer forces to the teeth whose position is to be corrected. These welded-on parts are either on the buccal side (the side facing the cheek) or on the lingual side (that is, the side facing the tongue) of the band. For labelling or other marking, therefore, only the section
des Bandes zur Verfügung, der im Zahnzwischenraum zu liegen kommt. Da die Zahnzwischenräume meist sehr eng sind, manchmal sogar erst geschaffen werden müssen, muß das orthodontische Band sehr dünn sein.of the band that will be placed between the teeth. Since the spaces between the teeth are usually very narrow and sometimes even have to be created first, the orthodontic band must be very thin.
Aus diesem Grund ist es bekannt, daß man orthodontische Bänder bei der Herstellung über ihre Länge ungleichmäßig zieht, um zu erreichen, daß der Abschnitt des Bandes, welcher im Zahnzwischenraum zu liegen kommt, dünner ist als die auf der buccalen und lingualen Seite des Zahns liegenden Abschnitte des Bandes. Ausgerechnet dort, wo das orthodontische Band am dünnsten und dadurch am schwächsten ist, wird es durch die Erzeugung eines Schmelzgefüges noch weiter geschwächt, wobei sich die Situation dadurch verschärft, daß die Erzeugung des Schmelzgefüges, wie erwähnt, mit einer Erosion des Bandes Hand in Hand geht. In Anbetracht der Tatsache, daß die orthodontischen Bänder langfristig nicht unerhebliche Kräfte übertragen sollen, ist eine solche Schwächung unerwünscht. Außerdem sind die von der Erosion betroffenen Markierungen unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Bänder bestimmungsgemäß unter mechanischer Spannung stehen, unter dem chemischen Angriff der im Mund vorhandenen sauren Medien besonders korrosionsgefährdet. Verstärkt wird die Korrosionsgefahr weiterhin dadurch, daß durch die Erosion Vertiefungen entstehen, die sich bereitwillig mit Speiseresten zusetzen, von diesen im unzugänglichen Zahnzwischenraum aber nur schwer wieder gereinigt werden können.For this reason, it is known that orthodontic bands are unevenly stretched along their length during manufacture in order to ensure that the section of the band that lies in the interdental space is thinner than the sections of the band on the buccal and lingual sides of the tooth. Precisely where the orthodontic band is thinnest and therefore weakest, it is weakened even further by the creation of an enamel structure, whereby the situation is aggravated by the fact that the creation of the enamel structure, as mentioned, goes hand in hand with an erosion of the band. In view of the fact that the orthodontic bands are intended to transmit not insignificant forces in the long term, such weakening is undesirable. In addition, taking into account the fact that the bands are intended to be under mechanical tension, the markings affected by the erosion are particularly at risk of corrosion due to the chemical attack of the acidic media present in the mouth. The risk of corrosion is further increased by the fact that erosion creates depressions that readily become clogged with food particles, but which are difficult to clean in the inaccessible interdental spaces.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, wie orthodontische Bänder für die Dauer einer Zahnkorrekturbehandlung dauerhaft markiert werden können, ohne sie zu schwächen.The present invention is based on the object of finding a way to permanently mark orthodontic bands for the duration of a tooth correction treatment without weakening them.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Band stellenweise, entsprechend der gewünschten Gestalt der Markierung, auf eine unter dem Schmelzpunkt des Metalls liegende Temperatur erwärmt wird, so daß sich auf der Oberfläche in der Gestalt der gewünschten Markierung nur eine Anlaßfarbe bildet. Diese Art der Markierung schwächt das orthodontische Band nicht, insbesondere führt sie zuThis task is solved by heating the band in places, depending on the desired shape of the marking, to a temperature below the melting point of the metal, so that only a tempering color forms on the surface in the shape of the desired marking. This type of marking does not weaken the orthodontic band, in particular it leads to
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keiner Erosion. Überraschenderweise ist sie dennoch deutlich lesbar, hinreichend dauerhaft und ermöglicht scharf abgegrenzte Markierungen.no erosion. Surprisingly, it is still clearly legible, sufficiently durable and allows for sharply defined markings.
Wenn auch diese Vorteile besonders für das Markieren von Bändern bedeutsam sind, kann dieselbe Art der Markierung auch bei anderen orthodontischen Hilfsteilen angewendet werden, z.B. bei Brackets, obwohl bei diesen die sich durch Aufschmelzen und Erodieren der Oberfläche mittels eines pulsierenden Lasers ergebende Schwächung des Brackets unbedeutend ist. Ein Korrosionsangriff, der mindestens die Ästhetik beeinträchtigt, wird beim Stand der Technik, durch erodierende Markierung allerdings begünstigt, nicht aber bei Anwendung der Erfindung.Although these advantages are particularly important for marking bands, the same type of marking can also be used for other orthodontic auxiliary parts, e.g. brackets, although in these cases the weakening of the bracket resulting from melting and eroding the surface using a pulsating laser is insignificant. Corrosive attack, which at least impairs aesthetics, is promoted by eroding marking in the prior art, but not when the invention is used.
Schutz wird beansprucht für ein orthodontisches Hilfsteil aus Metall, insbesondere für ein der Korrektur der Zahnsteilung dienendes Band, welches auf seiner Oberfläche eine Markierung trägt, die durch eine Anlaßfarbe gebildet ist, unter welcher sich kein Schmelzgefüge befindet.Protection is claimed for an orthodontic appliance made of metal, in particular for a band used to correct tooth pitch, which has on its surface a marking formed by a tempering colour under which there is no enamel structure.
Lokal begrenzte Anlaßfarben, welche sich als Markierung eignen, können z.B. dadurch erzeugt werden, daß man einen der gewünschten Markierung nachgebildeten Stempel auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt, z.B. mitteis elektrischer Widerstandsbeheizung, und den Stempel bis zur Bildung von Anlaßfarben auf die zu markierende Oberfläche aufsetzt. Dabei kann der Andruck der Stempel gering sein und er sollte so gering sein, daß die zu markierende Oberfläche nicht verformt wird.Locally limited tempering colors that are suitable for marking can be created, for example, by heating a stamp that is modeled on the desired marking to a sufficiently high temperature, e.g. using electrical resistance heating, and placing the stamp on the surface to be marked until tempering colors are formed. The pressure of the stamp can be low and should be so low that the surface to be marked is not deformed.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Zange ähnlich einer Schweißzange zu verwenden, bei der die Elektrode oder mehrere Elektroden, die auf die zu markierende Oberfläche einwirken, an ihrer Spitze der gewünschten Markierung nachgebildet sind. Mittels einer solchen Zange kann man ein orthodontisches Band lokal durch elektrisches Widerstandsbeheizen auf eine Temperatur erwärmen, bei welcher sich Anlaßfarben bilden.Another possibility is to use a pair of pliers similar to welding pliers, in which the electrode or several electrodes acting on the surface to be marked are modelled on the desired marking at their tip. Using such pliers, an orthodontic band can be locally heated by electrical resistance heating to a temperature at which tempering colours are formed.
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Besonders elegant, schnell und berührungslos kommt man zum Ziel, wenn man mit einem Laser arbeitet und die zu markierende Oberfläche mit einem Laserstrahl abtastet, im Gegensatz: zum Stand der Technik allerdings nicht mit so hoher Energiedichte, daß ein Schmelzgefüge entstehen kann, sondern mit wesent- !ich niedrigerer Energiedichte, die zwar ausreicht, Anlaßfarben zu erzeugen, aber nicht ausreicht, die Schmelztemperatur des Metalis zu erreichen. Um das zu gewährleisten, kann man unterschiedliche Maßnahmen ergreifen. Vorzugsweise sorgt man dafür, daß der Laserstrahl nicht genau auf die zu markierende Oberfläche fokussiert wird, sondern der Brennpunkt deutlich vor oder hinter der zu markierenden Oberfläche liegt. Dadurch trifft das Laserlicht nicht mit dem geringstmöglichen Strahlquerschnitt, sondern mit einem aufgeweiteten Strahlquerschnitt und mit entsprechend verringerter Energiedichte auf die zu markierende Oberfläche. Außer der räumlichen Energiedichte kann man mit Vorteil auch die zeitliche Energiedichte verringern, indem man den Laser beim Markieren nicht gepulst, sondern ungepulst betreibt. Besonders vorteilhaft ist es, diese beiden Maßnahmen in Kombination zur Anwendung zu bringen.The aim can be achieved particularly elegantly, quickly and without contact if one works with a laser and scans the surface to be marked with a laser beam. In contrast to the state of the art, however, not with such a high energy density that a melting structure can be created, but with a significantly lower energy density, which is sufficient to produce tempering colors, but not sufficient to reach the melting temperature of the metal. Various measures can be taken to ensure this. Preferably, one ensures that the laser beam is not focused exactly on the surface to be marked, but that the focal point is clearly in front of or behind the surface to be marked. This means that the laser light does not hit the surface to be marked with the smallest possible beam cross-section, but with an expanded beam cross-section and with a correspondingly reduced energy density. In addition to the spatial energy density, one can also advantageously reduce the temporal energy density by operating the laser unpulsed rather than pulsed during marking. It is particularly advantageous to use these two measures in combination.
Besonders geeignet ist ein Laser, der infrarotes Licht abstrahlt, insbesondere ein Neodym-YAG-Laser.A laser that emits infrared light is particularly suitable, especially a neodymium-YAG laser.
Anlaßfarben auf metallischen Oberflächen sind eine Folge von Reaktionen des Metalls mit der umgebenden Atmosphäre bei Erwärmung, wobei oberflächlich festhaftende Sauerstoffverbindungen und Stickstoffverbindungen entstehen. In welchen Temperaturbereichen die Anlaßfarben entstehen, hängt vom Werkstoff ab und ist, soweit es dem Fachmann nicht ohnehin bekannt sein sollte, durch einfache Versuche festzustellen. Orthodontische Bänder bestehen üblicherweise aus nichtrostendem Stahl (Edelstahl). Bei ihm setzt die Bildung von Anlauffarben schon unter 300° C ein und verändert und verstärkt sich bei höheren Temperaturen. Für Zwecke der Erfindung besonders geeignet ist der Bereich zwischen 300° C und 800° C, insbesondere zwischen 500° C und 800° C. Die AnlauffarbenTempering colours on metallic surfaces are a result of reactions of the metal with the surrounding atmosphere when heated, whereby oxygen compounds and nitrogen compounds adhere firmly to the surface. The temperature ranges in which the tempering colours arise depend on the material and, if this is not already known to the expert, can be determined by simple tests. Orthodontic bands are usually made of stainless steel. The formation of tarnishing colours starts at temperatures below 300° C and changes and intensifies at higher temperatures. The range between 300° C and 800° C, in particular between 500° C and 800° C, is particularly suitable for the purposes of the invention. The tarnishing colours
werden bei Edelstahl mit steigenden Temperaturen dunkler und intensiver. Vorzugsweise erzeugt man einen dunkelbraunen, changierenden Farbton, der sich gut abhebt von der übrigen hellen, blanken Edelstahloberfläche und dadurch gut lesbar ist.become darker and more intense with increasing temperatures on stainless steel. Preferably, a dark brown, shimmering color is created that stands out well from the rest of the bright, shiny stainless steel surface and is therefore easy to read.
Die beigefügte einzige Figur zeigt ein orthodontisches Band 1 in vergrößertem
Maßstab, beschriftet mit einer aus Anlaßfarben gebildeten Markierung 2, welche mit Hilfe eines Lasers erzeugt wurde, dessen Strahl über die Oberfläche des
Bandes geführt wurde. Gut geeignet dafür ist ein Neodym-YAG-Laser mit einer
Wellenlänge von 1064 nm und einer maximalen Ausgangsleistung von 15 W bei
ungepulstem Betrieb bzw 60 W bei gepulstem Betrieb. Dunkelbraune Anlaßfarben erreicht man mit diesem Laser mit folgenden Betriebsdaten:
Stromaufnahme: 70%The attached single figure shows an orthodontic band 1 on an enlarged scale, labelled with a marking 2 made of annealing colours, which was created using a laser whose beam was guided over the surface of the band. A neodymium YAG laser with a wavelength of 1064 nm and a maximum output power of 15 W in unpulsed operation or 60 W in pulsed operation is well suited for this. Dark brown annealing colours can be achieved with this laser with the following operating data:
Power consumption: 70%
Wanderungsgeschwindigkeit des Laserstrahls über die zu markierende Oberfläche:
600 mm/s.
Abstand der zu markierenden Oberfläche vom Brennpunkt: ca. 5 mm,Travel speed of the laser beam over the surface to be marked: 600 mm/s.
Distance of the surface to be marked from the focal point: approx. 5 mm,
Schwankungsbreite des Laserstrahls beim Ziehen einer Markierungslinie:
0,18 mm.Laser beam fluctuation range when drawing a marking line:
0.18mm.
Mit demselben Lasergerät könnte man die orthodontischen Bänder wie im Stand
der Technik auch erodierend und unter Bildung eines Schmelzgefüges beschriften, wenn man die Betriebsdaten wie folgt änderte:
Stromaufnahme: 65% bei gepulstem Betrieb,
Pulsfrequenz: 20 kHz,Using the same laser device, it would be possible to mark the orthodontic bands using erosion and by forming a melting structure, as in the state of the art, if the operating data were changed as follows:
Power consumption: 65% in pulsed operation,
Pulse frequency: 20 kHz,
Wanderungsgeschwindigkeit des Strahls über die zu beschriftende Oberfläche:
100 mm/s,
Abstand der zu beschriftenden Oberfläche vom Brennpunkt: weniger alsSpeed of travel of the beam over the surface to be marked:
100mm/s,
Distance of the surface to be marked from the focal point: less than
Schwankungsbreite des Laserstrahls beim Schreiben einer Linie: 0,15 mm.Laser beam fluctuation width when writing a line: 0.15 mm.
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| DE29603692U1 true DE29603692U1 (en) | 1996-04-25 |
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Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE29603692U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT2406U1 (en) * | 1997-05-06 | 1998-10-27 | Leone Spa | ORTHODONTIC AID |
-
1996
- 1996-02-29 DE DE29603692U patent/DE29603692U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT2406U1 (en) * | 1997-05-06 | 1998-10-27 | Leone Spa | ORTHODONTIC AID |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960605 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19990429 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20020326 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20040312 |
|
| R071 | Expiry of right |