Werkstoffe

Die Konuskrone

Teil 6 - Metallguss und Friktion

Die Einstellung einer gleichmäßigen Friktion ist mit der klassischen Gusstechnik – wenn überhaupt – nur mit großem Aufwand erreichbar. Dies wurde in den vorangegangenen Teilen unseres Werkstoffkunde-Lexikons (siehe unten) schon unter verschiedenen Blickwinkeln skizziert. Die Konuskrone wäre eine Alternative, die gusstechnische Kompromisse erlaubt.

Die Konuskrone ist definiert als ein Doppelkronensystem, bei dem durch eine gezielte konische Gestaltung der Primärkronen (Patrizen) eine mathematisch bestimmbare Haftkraft der Sekundärkronen (Matrizen) erreicht wird. Mit der Konuskrone wird eine form- und kraftschlüssige Verbindung erzielt und damit das Konzept der starren Abstützung von Prothesen am Pfeilerzahn verwirklicht.

Die klassische Konuskrone ist mit den hochgoldhaltigen Legierungen Typ IV mit einem Elastizitätsmodul von 100.000 MPa konzipiert worden. Darauf beruhen die Angaben in der Literatur, wenn nicht explizit etwas anderes angegeben ist. Zur Erzielung einer reproduzierbaren Haftkraft von 5–10 N wird ein Konuswinkel von 6 Grad empfohlen (Abb. 1).

  • Abb. 1: Zusammenhang von Konuswinkel und resultierenden Haftkräften bei einer extraharten hochgoldhaltigen Legierung Typ IV.
  • Abb. 2: Liegt eine horizontale Entlastung vor, kann sich der Konus immer setzen und festziehen.
  • Abb. 1: Zusammenhang von Konuswinkel und resultierenden Haftkräften bei einer extraharten hochgoldhaltigen Legierung Typ IV.
  • Abb. 2: Liegt eine horizontale Entlastung vor, kann sich der Konus immer setzen und festziehen.

Das Prinzip beruht darauf, dass erst in der Endposition der Außenkrone auf der Innenkrone ein Formschluss erreicht wird. Dabei wirkt die Innenkrone wie ein Keil in der Außenkrone, was zu einer gewissen Spannungsentwicklung im Bereich des marginalen Drittels der Außenkrone führt. Die Matrize spannt sich gewissermaßen auf. Das funktioniert nur, wenn auf allen horizontalen Flächen ein Entlastungsspalt besteht, die Krone also gewissermaßen horizontal hohl liegt und sich setzen kann (Abb. 2).

Bei sorgfältiger Einhaltung der Winkel kann ein Konus niemals seine Haftkraft verlieren, was ihn zu einem robusten Verankerungselement macht. Damit ist er in Hinsicht auf Gussprobleme etwas verarbeitungsfreundlicher und weniger techniksensitiv.

Es ist aber zu berücksichtigen, dass aufgrund der Aufspannung der Außenkrone im Kronenrandbereich die Verblendungen vermehrt auf Zug beansprucht werden, was wiederum zu erhöhten Abplatzraten führen kann. Deshalb muss konstruktiv dafür gesorgt werden, dass die Verblendung gut gefasst wird oder aber eine Mindestwandstärke von 0,5 mm eingehalten wird, um Spannungsüberhöhungen zu vermeiden.

Auch Verblendkomposite mit einem geringeren E-Modul mit größerer Verformungstoleranz wären denkbar; diese sind dann aber wiederum weniger hoch gefüllt, was ihre Abrasionsresistenz schwächt. In jedem Falle sollte die Verblendung auch durch makroskopische Retentionen stabilisiert werden, um den chemischen Verbund zum Metall zu entlasten.

Alle vorangegangen und folgenden Teile finden Sie unten verlinkt.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Peter Pospiech

Bilder soweit nicht anders deklariert: Prof. Dr. Peter Pospiech



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