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Zahnärztliches Instrument
Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnärztliches Instrument mit einer Mitnehmervorrichtung für ein drehbares Werkzeug, wie z. B. eine Fräse oder eine Schleifscheibe, bei welchem das Werkzeug unter Vermittlung der Wälzkörper von zwei koaxialen, im Abstand voneinander liegenden Wälzlagern durch ein der Mitnehmervorrichtung zugeführtes Druckmittel mit hoher Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt wird.
Es ist bereits bekannt, die Wellen derartiger Instrumente durchLuftturbinen mittels Pressluft anzutreiben. Man hat zu diesem Zweck die Welle in Kugellagern gelagert und die Innenringe der Kugellager auf die Welle bzw. Hohlwelle des Turbinenlaufrades gesetzt, wobei die äusserenKugellagerringe feststehen und die Drehung vom Kugelkäfig abgenommen und auf die Instrumentenwelle übertragen wird. Auf diese Weise wird aber die Umlaufgeschwindigkeit der Instrumentenwelle gegenüber jener des Turbinenlaufrades um mehr als die Hälfte vermindert.
Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden zahnärztlichen Instrument wird im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen die Drehgeschwindigkeit der Instrumentenwelle dadurch hinaufgesetzt, dass die das Werkzeug lösbar festklemmende hohle Welle in den Innenlaufringen der. Wälzlager festsitzt und das Druckmittel wenigstens mittelbar die Wälzkörperkäfige der beiden Lager antreibt, wobei die Wälzkörper als Planetenkörper ihre Drehbewegung mit erhöhter Tourenzahl den Innenlaufringen beider Lager und der in ihnen festsitzenden Welle übertragen.
Hiebei kann das Druckmittel durch zwischen den Wälzlagern ausmündende Düsen den Wälzkörperkäfigen unmittelbar und im wesentlichen tangential zugeführt werden.
Anstatt dessen kann zwischen den beiden Wälzlagern ein Rotor frei drehbar um die hohle Welle ge- lagert sein, welcher mit den Wälzkörperkäfigen der Lager gekuppelt ist und der durch das Druckmittel angetrieben wird, wobei der Rotor die beiden Käfige und die Wälzkörper mitnimmt und dadurch seine Drehbewegung mit erhöhter Tourenzahl auf die hohle Welle überträgt.
Gegenstand der Erfindung ist schliesslich, dass in an sich bekannter Weise in der Bohrung der hohlen Welle eine Schraubenfeder mit dicht aneinander liegenden Windungen eingepasst ist, deren eines Ende frei und deren anderes an der Welle befestigt ist und die dazu bestimmt ist, den Schaft des drehbaren Werkzeuges zu umschliessen und lösbar festzuklemmen, und dass die Welle bei abgestellter Dmckmittelzufuhr gegen Drehung gesichert werden kann, um den Schaft des Werkzeuges in die Schraubenfeder einführen zu können.
Die Drehung der Welle kann man hiebei im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen, bei welchen ein abschraubbarer Instrumentenkopf vorgesehen ist, dadurch verhindern, dass man die Hohlwelle aus dem Boden des vorteilhaft konkav ausgeführten Instrumentenkopfes herausragen lässt und beim Einsetzen bzw.
Wechseln des Werkzeuges die Welle durch Fingerdruck festhält.
Die Zeichnung zeigt zweiAusführungsbeispiele des zahnärztlichen Instrumentes gemäss der Erfindung.
Die Fig. l ist ein Axialschnitt des ersten und die Fig. 2 ein Axialschnitt des zweiten Beispieles.
Das in Fig. 1 gezeigte Vorderende eines zahnärztlichen Handstückes besitzt einen Kopf 1, in dessen zylindrischer Bohrung 2 im Abstand von einander zwei Kugellager 3 und 4 koaxial angeordnet und mittels ihrer äusseren Ringe 5 und 6 am Kopf l festgehalten sind. Vermittels der Käfige 7, 8 sind die Kugeln dieser Lager 3 und 4 im Abstand von einander gehalten und die Innenringe 9 und 10 beider Lager sind fest mit einer Hülse 11 verbunden, die am unteren Ende mit einem gelochten Zapfen 12 geschlossen ist. Das volle
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Ende 11'der Hülse 11 durchsetzt mit Spiel den Boden des Kopfes 1 und überragt um weniges die konkave Oberfläche l'des letzteren.
In die Bohrung 13 der Hülse 11 ist eine rechtgängige Schraubenfeder 14 mit aneinanderliegenden Windungen eingepasst, deren unteres Ende 14'zwischen dem Zapfen 12 und dem unteren Ende der Hülse 11 befestigt ist. Das obere Ende der Feder 14 ist frei und es ist zwischen der letzten Windung und dem Boden der Bohrung 13 ein kleiner Zwischenraum freigelassen. Die Feder 14 bildet eine Kupplungsvorrichtung zwischen der Hülse 11 und dem zylindrischen Schaft 15 eines drehbaren Werkzeuges, z. B. einer Fräse oder einer Schleifscheibe.
Zwischen den beiden koaxialen Kugellagern 3 unu 4 sind zwei Düsen 16 und 17 eingebaut, die so gerichtet sind, dass durch den Strahl der aus ihnen ausströmenden von einem Kompressor gelieferten Druckluft die Käfige 7 und 8 der Kugellager tangential beaufschlagt werden.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Instrumentes ist folgende : Sobald Druckluft aus den beidenDü- sen 16 und 17 zwischen die Wälzbahnen der Kugellager 3 und 4 strömt, beaufschlagt sie tangential die beiden Kugelkäfige 7 und 8 und es wirken diese Teile als Turbinen. Die Käfige und ihre Kugeln drehen sich mit hoher Geschwindigkeit und in Folge der Drehung dieser Planetenträger und Planeten werden die mit der Hülse 11 fest verbundenen inneren Ringe 9 und 10 mitgenommen, u. zw. mit einer erhöhten Winkelgeschwindigkeit, die unter anderem abhängig ist vom Durchmesser des inneren Lagerringes und demjenigen der Kugeln.
Die Geschwindigkeit des Werkzeuges, dessen Schaft 15 über die Schraubenfeder 14 mit der Hülse 11 gekuppelt ist, ist also gegenüber derjenigen erhöht, die von einer normalen Luftturbin geliefert würde, deren Achse unmittelbar mit der Achse des drehbaren Werkzeuges gekuppelt wäre. Diese Geschwin- digkeit kann beträchtliche Werte erreichen, u. zw. ein Mehrfaches von denjenigen, die bei den gebräuchlichen mit Luftturbinen ausgerüsteten Instrumenten erreicht werden.
Die aus den Düsen 16, 17 ausströmende Luft kann durch nicht gezeichnete Öffnungen entweichen, die an der Aussenseite der Lager angebracht sind ; ein Teil dieser Luft kann auch erforderlichenfalls zum Kühlen des Instrumentes benutzt werden.
Zum Befestigen des Schaftes 15 des Werkzeuges in der Hülse 11 genügt es, bei ausser Betrieb befindlicher Blasvorrichtung und einem auf das obere, die konkave Oberfläche l'des Kopfes 1 überragende Ende 11'der Hülse 11 zwecks Verhindern des Drehens der Hülse 11 abgestützten Finger das Ende des Werkzeugschaftes 15 in die Schraubenfeder 14 einzuführen, u. zw. unier leichter Drehung im Sinne der Wicklung der Federwindungen und nachherigerFreigabe des Schaftes 15, wodurch die etwas entspannte Feder 14 sich wieder spannt und den Schaft augenblicklich blockiert. Die Feder 14 ist so in die Hülse 11 eingepasst, dass in Drehrichtung des Werkzeuges eine Selbstklemmwirkung eintritt.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des Instrumentes besitzt einen Kopf 21, in dessen zylindri- scher Bohrung22 im Abstand von einander zwei Kugellager 23 und 24 koaxial angeordnet und mittels ihrer äusseren Ringe 25 und 26 am Kopf 21 festgehalten sind. Die Kugeln jedes dieser Lager sind mittels Käfigen 27, 28 im Abstand von einander gehalten und die Innenringe 29, 30 beider Lager sind fest mit der Hülse 31 verbunden, die an ihrem unteren Ende vermittels eines gelochten Zapfens 32 abgeschlossen ist. Das obere volle Ende 31'der Hülse 31 durchsetzt mit Spiel den Boden des Kopfes 21 und überragt um weniges die konkave Oberfläche 21'des letzteren.
In die Bohrung 22 der Hülse 31 ist ebenfalls eine der Schraubenfeder 14 der Fig. l ähnliche (nicht gezeichnete) Schraubenfeder mit aneinanderliegenden Windungen eingepasst, welche die Kupplungseiarichtung zwischen der Hülse 31 und dem Schaft 35 einer Fräse bildet.
Das Instrument gemäss Fig. 2 besitzt eine einzige Düse 36, die tangential zum Rotor 38 einer Luftturbine gerichtet ist, welcher Rotor auf der Hülse 31 frei drehbar ist. Der Rotor 38 ist mit den Käfigen 27, 28 verbunden mittels an Kränzen 40 und'41 angebrachten Kerben 39, die mit entsprechenden Vorsprüngen.
42 zusammenwirken, welche an den Innenseiten der Käfige 27, 28 beider Lager vorgesehen sind.
Der Rotor 38 nimmt nicht unmittelbar die Hülse 31 mit, aber infolge der Einwirkung des aus der Düse 36 ausströmenden Luftstrahles nimmt er die beiden Käfige 27 und 28 der Lager mit, die ihre Drehbewegung mit übersetzter Geschwindigkeit auf die mit der Hülse 31 fest verbundenen Innenringe 29 und 30 übertragen, welche Hülse 31 über die Schraubenfeder mit dem Schaft 35 des Werkzeuges gekuppelt ist.
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Dental instrument
The invention relates to a dental instrument with a driver device for a rotatable tool such. B. a milling machine or a grinding wheel, in which the tool is set in rotation at high speed by means of a pressure medium supplied to the driver device by means of the rolling elements of two coaxial, spaced-apart rolling bearings.
It is already known to drive the shafts of such instruments through air turbines using compressed air. For this purpose, the shaft is mounted in ball bearings and the inner rings of the ball bearings are placed on the shaft or hollow shaft of the turbine runner, the outer ball bearing rings being fixed and the rotation removed from the ball cage and transmitted to the instrument shaft. In this way, however, the rotational speed of the instrument shaft is reduced by more than half compared to that of the turbine runner.
In the dental instrument forming the subject of the invention, in contrast to the known designs, the rotational speed of the instrument shaft is increased in that the hollow shaft that releasably clamps the tool in the inner races of the. Rolling bearings is stuck and the pressure medium drives the rolling element cages of the two bearings at least indirectly, the rolling elements as planetary bodies transferring their rotational movement with increased speed to the inner races of both bearings and the shaft that is stuck in them.
In this case, the pressure medium can be supplied to the rolling element cages directly and essentially tangentially through nozzles opening out between the rolling bearings.
Instead, a rotor can be freely rotatable around the hollow shaft between the two rolling bearings, which is coupled to the rolling element cages of the bearings and which is driven by the pressure medium, the rotor taking the two cages and the rolling elements with it and thereby its rotary motion transfers with increased number of revolutions to the hollow shaft.
The subject of the invention is finally that in a known manner in the bore of the hollow shaft a helical spring with tightly spaced turns is fitted, one end of which is free and the other end is attached to the shaft and which is intended to support the shaft of the rotatable To enclose the tool and releasably clamp it, and that the shaft can be secured against rotation when the Dmckmittelzufuhr is switched off in order to be able to introduce the shaft of the tool into the helical spring.
In contrast to the known designs in which an instrument head that can be screwed off is provided, the rotation of the shaft can be prevented by letting the hollow shaft protrude from the bottom of the instrument head, which is advantageously designed to be concave.
Changing the tool holds the shaft by finger pressure.
The drawing shows two exemplary embodiments of the dental instrument according to the invention.
Fig. 1 is an axial section of the first and Fig. 2 is an axial section of the second example.
The front end of a dental handpiece shown in FIG. 1 has a head 1, in the cylindrical bore 2 of which two ball bearings 3 and 4 are arranged coaxially at a distance from one another and are held on the head l by means of their outer rings 5 and 6. By means of the cages 7, 8, the balls of these bearings 3 and 4 are kept at a distance from one another and the inner rings 9 and 10 of both bearings are firmly connected to a sleeve 11 which is closed at the lower end with a perforated pin 12. The full
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The end 11 'of the sleeve 11 penetrates the base of the head 1 with play and projects slightly beyond the concave surface 1' of the latter.
A right-hand helical spring 14 with adjacent turns is fitted into the bore 13 of the sleeve 11, the lower end 14 ′ of which is fastened between the pin 12 and the lower end of the sleeve 11. The upper end of the spring 14 is free and a small space is left between the last turn and the bottom of the bore 13. The spring 14 forms a coupling device between the sleeve 11 and the cylindrical shaft 15 of a rotatable tool, e.g. B. a milling cutter or a grinding wheel.
Between the two coaxial ball bearings 3 and 4, two nozzles 16 and 17 are installed, which are directed so that the cages 7 and 8 of the ball bearings are tangentially acted upon by the jet of the compressed air flowing out of them from a compressor.
The described instrument works as follows: As soon as compressed air flows out of the two nozzles 16 and 17 between the rolling paths of the ball bearings 3 and 4, it acts tangentially on the two ball cages 7 and 8 and these parts act as turbines. The cages and their balls rotate at high speed and as a result of the rotation of these planet carriers and planets, the inner rings 9 and 10 fixedly connected to the sleeve 11 are taken along, u. between. With an increased angular velocity, which is dependent, among other things, on the diameter of the inner bearing ring and that of the balls.
The speed of the tool, the shaft 15 of which is coupled to the sleeve 11 via the helical spring 14, is therefore higher than that which would be supplied by a normal air turbine whose axis would be directly coupled to the axis of the rotatable tool. This speed can reach considerable values. or a multiple of those that can be achieved with the conventional instruments equipped with air turbines.
The air flowing out of the nozzles 16, 17 can escape through openings (not shown) which are attached to the outside of the bearings; some of this air can also be used to cool the instrument if necessary.
To fasten the shank 15 of the tool in the sleeve 11, it is sufficient, when the blower is not in operation and a finger supported on the upper end 11 'of the sleeve 11 protruding over the concave surface 1' of the head 1 in order to prevent the sleeve 11 from rotating Insert the end of the tool shaft 15 into the coil spring 14, u. between a slight rotation in the sense of the winding of the spring coils and subsequent release of the shaft 15, as a result of which the somewhat relaxed spring 14 is tensioned again and the shaft is blocked immediately. The spring 14 is fitted into the sleeve 11 in such a way that a self-clamping effect occurs in the direction of rotation of the tool.
The embodiment of the instrument shown in FIG. 2 has a head 21, in the cylindrical bore 22 of which two ball bearings 23 and 24 are arranged coaxially at a distance from one another and are held on the head 21 by means of their outer rings 25 and 26. The balls of each of these bearings are held at a distance from one another by means of cages 27, 28 and the inner rings 29, 30 of both bearings are firmly connected to the sleeve 31, which is closed at its lower end by means of a perforated pin 32. The upper full end 31 'of the sleeve 31 penetrates the base of the head 21 with play and projects slightly beyond the concave surface 21' of the latter.
A helical spring (not shown) similar to the helical spring 14 of FIG. 1 with contiguous coils is also fitted into the bore 22 of the sleeve 31, which forms the coupling direction between the sleeve 31 and the shaft 35 of a milling cutter.
The instrument according to FIG. 2 has a single nozzle 36 which is directed tangentially to the rotor 38 of an air turbine, which rotor is freely rotatable on the sleeve 31. The rotor 38 is connected to the cages 27, 28 by means of notches 39 which are attached to rings 40 and 41 and which have corresponding projections.
42 cooperate, which are provided on the inside of the cages 27, 28 of both bearings.
The rotor 38 does not directly take the sleeve 31 with it, but as a result of the action of the air jet flowing out of the nozzle 36 it takes the two cages 27 and 28 of the bearings with it, which their rotational movement with increased speed on the inner rings 29 firmly connected to the sleeve 31 and 30, which sleeve 31 is coupled to the shank 35 of the tool via the helical spring.
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