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Winkelstück für Zahnbohrmasehinen.
Die in üblicher Weise mit Gleitlagern versehenen Winkelstücke für zahnärztliche Bohrmaschinen weisen den Nachteil auf, dass sich ihre im Winkelkopf befindlichen Teile, nämlich sowohl die Lager der
Bohrspindel als auch die Kegeltriebräder, in kürzester Zeit derart abnutzen, dass sie ganz oder teilweise ersetzt werden müssen. Beim Ersatz der ausgelaufenen Teile ist es schwierig, das hintere Trieblager zu erneuern, da dieses bei den üblichen Winkelstückköpfen, deren Gehäuse nur von der Vorderseite her zugänglich ist, nicht ohne weiteres ausgetauscht werden kann. Die Reparatur des Winkelstückes ist daher immer nur sehr unvollkommen.
Der Grund für die starke Abnützung der Winkelkopfteile im Betrieb ist folgender : Die über- wiegende Beanspruchung des zahnärztlichen Bohrers ist eine unter einem Winkel, im äussersten Falle senkrecht zur Bohrerdrehaehse gerichtete radiale Kraft, die unter Umständen sehr beträchtlich sein, manchmal auch die Grösse von einigen Kilogramm erreichen kann. Da nun die Drehzahl des Bohrers etwa 2000-3000 Umdrehungen in der Minute beträgt, werden die Lager äusserst hoch beansprucht, dem
Verschleiss daher stark unterworfen. Wegen der Kleinheit des Lagers ist auch die Schmierung meist unzureichend, was infolge der für gewöhnlich technisch unsachgemässen Behandlung des Winkelstückes durch den Zahnarzt noch um so mehr ins Gewicht fällt.
Die ersten Zeichen der Abnutzung treten stets am Vorderlager bzw. an der Bohrspindel auf.
Ersteres wird nämlich gelockert und die Bohrspindel schwankt, wobei die im Winkelstückkopf befindlichen Kegelräder in unrichtigen Eingriff kommen, sich daher nicht mehr längs der Teilkreise aufeinander abwälzen. Würde diese geänderte gegenseitige Lage der Kegelräder beibehalten, so würde sich durch die Abnutzung allmählich von selbst ein neuer E ; ngriff blden. Durch die wechselnde Beanspruchung des zahnärztlichen Bohrers und die Lockerung des Vorderlagers tritt aber in kürzester Zeit ein ganz abnormaler Verschleiss der Kegelräder ein.
Der schlechte Eingriff der Kegelräder bewirkt rückwirkend einen ungleichmässigen Lauf der Bohrspindel und des Bohrers, was eine weitere starke Abnutzung des Vorderlagers verursacht. In der Folge tritt nunmehr auch eine starke Radialbeanspruchung des hinteren Lagers auf, das bei einem neuen Winkelstückkopf im wesentlichen nur als Spurlager wirkt, mit fortschreitender Abnützung des Vorderlagers und der Kegelräder aber immer mehr die Funktion eines Traglagers übernimmt und demgemäss alsbald in geänderter Weise abgenutzt wird.
Haben die verschiedenen Teile des Winkelstückes eine grosse Abnutzung erfahren, so tritt ein unruhiger Gang und eine solche Lockerung des Bohrers auf, dass er bei seiner Verwendung nun eine kegelmantelförmige Bahn beschreibt, anstatt um seine eigene Achse zu rotieren. Ein sicheres Arbeiten ist mit einem solchen Winkelstück nicht mehr möglich.
Gelingt es dagegen, die grosse Abnutzung der Lagerstellen zu verhindern, so wird auch die Abnutzung der Trieblinge, Kegelräder usw. aufgehoben, die Lebensdauer des Winkelstückkopfes auf ein Vielfaches erhöht und seine Arbeitsweise wesentlich verbessert.
Nach der Erfindung sind nun in den Winkelstückkopf an Stelle von Gleitlagern Wälzlager, vorzugsweise Kugellager, eingebaut. Die Anwendung von Kugellagern bei Winkelstücken von Zahnbohrmasehinen ist zwar wegen der bekannten günstigen Eigenschaften dieser Lager wiederholt vorgeschlagen worden, doch weisen die vorgeschlagenen Lösungen durchwegs konstruktive Nachteile auf, die ihrer praktischen Verwendung entgegenstehen. Tatsächlich werden ja auch jetzt noch nur Winkelstücke mit Gleitlagern angewendet und hergestellt.
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Erfindungsgemäss ist nun das Gehäuse des Winkelstückkopfes an seiner der Durchtrittsöffnung für das Bohrwerkzeug gegenüberliegenden Hinterseite mit einer Öffnung versehen und sind die beiden Wälzlager mit der Bohrspindel in solcher Weise vereinigt, dass sie gemeinschaftlich mit dieser wie ein einziges Stück von rückwärts in das Lagergehäuse einzuführen sind, das durch einen nachstellbaren, zweckmässig mittels Schrauben zu befestigenden Deckel verschlossen wird, der mit seiner Innenseite
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der Bohrspindel gebildet, die äusseren Ringe durch ringförmige Schalen aus vorteilhaft sehr dünnem Stahlblech.
Diese Ausbildung ermöglicht, im Gegensatz zu den bekannten Winkelstücken mit Wälzlagern, beim Winkelstück nach der Erfindung Bohrer üblicher Bauart zu verwenden, dieselben mittels der am Gehäusedeckel angeordneten Fixiervorrichtung in üblicher Weise einzuspannen und schliesslich durch mehr oder minder festes Anziehen der Schrauben des Gehäusedeckels die Stellung der Bohrspindel während ihres betriebsmässigen Umlaufes zu regeln, wobei die günstigste Stellung der Bohrspindel und der Lager im Gehäuse durch einfaches Abhorchen des beim Umlaufen des Getriebes auftretenden Geräusches leicht festgestellt werden kann.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in seinem grundsätzlichen Aufbau, u. zw. zeigt sie den Winkelstückkopf im Schnitt durch die beiden Kegelradachsen.
Bei dem Winkelstückkopf nach der Erfindung ist 1 das Gehäuse des Winkelstückkopfes, 2 das Antriebskegelrad, 3 das angetriebene Kegelrad, 4 die Bohrspindel, 5 das in die Bohrspindel eingespannte Bohrwerkzeug, 6 das vordere und 7 das hintere als Sehulterlager ausgebildete Kugellager. Der innere Kugellagerring der Lager 6 und 7 wird in zweckmässiger Weise durch je eine Verstärkung 14 der Bohrspindel 4, der äussere durch je eine verhältnismässig dünnwandige Stahlschale. M gebildet. Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich die äussere Schale 13 in viel geringerem Ausmasse abnützt als die innere Lauffläche des Kugellagers, weshalb es genügt, die Stahlschale aus einem Blech von weniger als l) ? ?, vorteilhaft sogar von nur etwa 0'3 mm Dicke herzustellen.
Dadurch werden die Abmessungen des Gehäuses kleiner, was dem Zahnarzt eine verbesserte Übersieht über das Arbeitsfeld gewährleistet.
Die der Durchtrittsöffnung des Bohrwerkzeuges gegenüberliegende Seite des Winkelstückkopfgehäuses 1 ist offen ausgebildet und wird durch einen Deckel 8 verschlossen, der mittels auch im
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werden kann. Der Deckel 8 drückt mit seiner Innenseite auf die Schale 13 des hinteren Kugellagers 7, wodurch die Stellung der Bohrspindel 4 und der an ihm angeordneten Wälzlager im Gehäuse 1 von aussen her in einfachster Weise justiert werden kann. Nachdem der Deckel 8 mittels der Schrauben 9 in seine richtige Stellung zum Gehäuse 1 gebracht worden ist, wird er an diesem mittels der Splinte 10 befestigt.
Soll die Nachstellbarkeit der Bohrspindel und des Lagers auch im Betriebe gewahrt bleiben, dann ist von der Anwendung von Splinten allerdings abzusehen.
Am Deckel 8 ist auch die Einspannvorrichtung für den Bohrer 5 vorgesehen, die wie üblich als ein um eine Achse 11 verschwenkbarer Sperrkeil ausgebildet ist. Diese Einrichtung ermöglicht die Anwendung der allgemein gebräuchlichen Bohrwerkzeuge auch bei dem Winkelstücke nach der Erfindung.
Beim Zusammenbau wird die Bohrspindel 4 gemeinschaftlich mit den beiden zusammengestellten Lagern 6 und 7 wie ein einziges Stück von hinten in das Gehäuse 1 eingeschoben und kann daher bei einer Reparatur zusammen mit beiden Lagern wieder ausgebaut werden. Zu diesem Zwecke sind in der
Vorderwand des Gehäuses einige Löcher 17 vorgesehen, durch die hindurch die Lagerschale 13 des vorderen
Lagers 6 mittels eines Dornes oder kleiner Stifte aus dem Gehäuse gedrückt werden kann. Auch ist es möglich, die Durchtrittsöffnung für das Bohrwerkzeug entsprechend weiter als den Bohrerschaft auszubilden, so dass die Lagerschale 13 des Vorderlagers 6 durch einen in diese Öffnung einzuführenden
Schlüssel oder Dorn nach hinten ausgestossen werden kann.
Da für einen Kugelkäfig bei der gedrängten Anordnung der Teile nur wenig Raum zur Verfügung steht, werden die Kugeln vorteilhaft frei eingebaut, u. zw. abwechselnd immer eine grössere Laufkugel und eine kleinere Distanzkugel. Dadurch wird überdies erreicht, dass die Kugeln keinerlei Gleitbewegungen ausführen, demnach nur rollende Reibung auftritt. Es ist aber grundsätzlich möglich, auch Kugeln von durchwegs gleicher Grösse mit oder ohne Kugelkäfig zu verwenden.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform des Winkelstückkopfes wäre eine solche, bei der an Stelle des vorderen Kugellagers 6 ein Rollentraglager, und an Stelle des hinteren Spurlagers 7 eine Schulterkugellager eingebaut würde. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die billigere Ausführungsform, bei der beide Wälzlager als Schulterkugellager ausgebildet sind, auch den höchsten Anforderungen einwandfrei entspricht.
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