AT401142B

AT401142B - Zahnärztliches handstück

Info

Publication number: AT401142B
Application number: AT241794A
Authority: AT
Original assignee: Buermoos Dentalwerk
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-06-25
Also published as: ATA241794A; FR2728453B1; DE19547460A1; FR2728453A1

Description

AT 401 142 B

Di© Erfindung betrifft ein ärztliches oder zahnärztliches Handstück mit einem rotierenden, innengekühlten Werkzeug, dem das Kühlfluid, üblicherweise Wasser, durch eine radial im Werkzeugschaft verlaufende Bohrung und eine axial verlaufende Bohrung zugeführt wird und wobei gegen das Austreten des Kühlfluids entlang des Spaltes zwischen dem Werkzeugschaft und den umliegenden Bauteilen des Handstückkopfes, 5 zumindest an der dem Handstückkopf zugewandten Seite, ein Luftkissen mit einem Druck geschaffen wird, der höher ist als der Druck der Kühlflüssigkeit im Bereich des Überganges vom Handstückkopf zum

Werkzeugschaft.

Ein derartiges Handstück ist aus der DE-A 40 39 162 bekannt. Dabei sind zwei Versionen vorgesehen: In einem Fall wird ein Luftpolster nur zwischen dem Kopfinneren und der Kühlmittelzufuhr aufgebaut und 70 eine herkömmliche Dichtung auf der anderen Seite der Kühlmittelzuleitung verwendet. Bei der zweiten

Variante wird zu beiden Seiten der Kühlmittelzufuhr ein Luftpolster als Sperre verwendet.

Als wesentlich ist dabei anzusehen, daß die Kühlmittel- und die Sperrluftkanäie in eine Hülse eingearbeitet sind, die den Werkzeugschaft mit engem Luftspalt umgibt.

Dieses System weist verschiedene Nachteile auf: Infolge des Lagerspieles und der Lagerelastizität des 75 Antriebes und der Werkzeughalterung müssen Schrägstellungen, Verkantungen und Vibrationen des Werkzeugschaftes auch im Bereich der Kühlmittelzufuhr bei der Dimensionierung des Luftspaltes zwischen dem Werkzeugschaft und der inneren Mantelfläche der Hülse berücksichtigt werden. Dies führt zu einer kritischen Spaltweite, die nicht unterschritten werden darf, wenn man Berührungen zwischen dem Werkzeugschaft und der inneren Hülsenwandung vermeiden will. Derartige Berührungen sind tatsächlich strikt zu 20 vermeiden, da sie bei den üblichen Drehzahlen der Werkzeuge zu einer raschen Zerstörung der Oberflächen führten, wodurch das Werkzeug und/oder die Hülse in kurzer Zeit unbrauchbar wären.

Die so vorgegebene kritische Spaltweite führt aber zu einem großen Bedarf an Sperrluft, der bei den bekanntermaßen kleinen Außenabmessungen chirurgischer und insbesondere dentaler Handstücke nur schwer zu befriedigen ist, da der Querschnitt der Zuleitungen nicht beliebig groß gewählt werden kann. Da 25 auch ein vorgegebener Mindestdruck im Bereich der Sperrluft aufrecht erhalten werden muß, um die Sperrfunktion gegen das axiale Ausfließen des Kühlmittels zu erfüllen, ist der Luftbedarf beträchtlich und nicht ohne Probleme, beispielsweise bei der Arbeitsluft für die Turbine, die das Werkzeug treibt, zu befriediegen.

Die Erfindung bezweckt hier Abhilfe zu schaffen und schlägt zur Vermeidung der genannten Probleme so vor, im Bereich des Luftkissens zumindest einen ringförmigen, aus elastischem Material bestehenden Bauteil vorzusehen, der unter der Wirkung des Druckes der Sperrluft im Luftkissen im wesentlichen jeden Kontakt mit dem Werkzeugschaft verliert.

Durch diese Maßnahme kann einerseits im Bereich der Kühlmittelzufuhr ein sehr voluminöser Ringspalt zur Kühlmittelzufuhr geschaffen werden und es wird gleichzeitig das Problem der Luft- und Druckverluste 35 im Bereich der Luftkissen bzw. im Luftspalt wesentlich reduziert.

Das Material aus dem die ringförmigen Bauteile bestehen, kann ein gummiartiger Kunststoff sein, soweit er den medizinischen Anforderungen entspricht und den häufigen Reinigungs- und Sterilisationsvorgängen standhält. Beispiele für ein derartiges Material sind Flour-Kautschuk (FPM) und Silicon-Kautschuk (MQ). 40 Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert: Dabei zeigt die Fig. 1 ein erfindungsgemäßes dentales Handstück, teilweise im Schnitt und die Fig. 2 eine Variante.

In einem chirurgischen oder dentalen Handstück, im abgebildeten Beispiel ein Winkelhandstück, mit einem Kopf 1 ist ein rotierbares Werkzeug 2 eingesetzt. Das Werkzeug 2 weist einen axialen Kanal 3 auf, 45 durch den Kühlmittel zur Arbeitsstelle und dort durch (nicht dargestellte) Öffnungen direkt zum Arbeitsbereich strömt. Um das Einströmen des Kühlmediums zu ermöglichen, ist eine radiale Öffnung 4 im Werkzeug 2 vorgesehen.

Im axialen Bereich der radialen Öffnung 4 ist im Handstückkopf 1 ein Ringkanal 5 ausgebildet, dem über eine Zuleitung 6 das Kühlmedium, üblicherweise Wasser, zugeleitet wird. Aus einem Sammelbereich so W strömt durch eine weitere Kühlmediumleitung 7 ebenfalls Kühlwasser und sprüht von außen, wie bekannt, auf den Bereich der Arbeitsstelle.

Um das axiale Ausströmen von Kühlmedium entlang des Mantels 8 des Werkzeuges 2 einerseits nach unten, zur Arbeitsstelle hin und andererseits nach oben, in den Bereich der Turbine, die das Werkzeug in Drehung versetzt, zu verhindern, ist die Ausbildung von Luftpolstern zu beiden Seiten des Ringkanals 5 55 vorgesehen.

Zu diesem Zweck wird von einer Luftzuleitung 9 und einem Luftverteiler L sowie weiteren Luftleitungen 10, 11 Sperrluft in Bereiche, die axial zu beiden Seiten des Ringkanals 5 liegen, geführt. In den Ausnehmungen 12, 13, in denen die Leitungen 10 bzw. 11 münden, sind Ringe 14, 15 aus elastischem 2

Claims

AT 401 142 B Material angeordnet. Diese Ringe weisen jeweils zur Ringkammer 5 hin gerichtet und diese in diesem Bereich auch definierend Ringlippen 16 auf, die bei betriebsbereitem, aber nicht arbeitendem (rotierendem) Werkzeug 2, den Schaft 8 des Werkzeuges 2 im wesentlichen entlang einer Kreislinie oder Zylindermantelfläche im wesentlichen druckfrei berühren. Die Bereiche 17, der Ringe 14, 15, die dem Ringkanal 5 abgewandt sind, bestehen aus Noppen, Rippen oder Leisten, die, radial nach innen und nach außen, deutlichen Abstand von der Mantelfläche 8 des Werkzeuges einerseits und der Mantelfläche der zugeordneten Hohlräume 12, 13 andererseits aufweisen. In diese Bereiche 17 münden die Sperrluftzufuhrkanäle 10, 11. Damit kann die Sperrluft, die am Umfang der Hohlräume 12, 13 im Bereich 17 der Ringkörper 14, 15 eintritt, nach innen zum Mantel 8 des Werkzeuges 2 strömen und, nachdem es einen Überdruck gegenüber dem Kühlmedium im Ringraum 5 aufgebaut hat, die Ringlippen 16 im wesentlichen vollständig vom Mantel 8 des Werkzeuges 2 abheben. Infolge der Elastizität des Materials aus dem die Ringkörper 14, 15 aufgebaut sind, können die Ringlippen 16 jeder Schrägstellung, Verkantung und Schwingung des Werkzeugschaftes folgen. Der sich unter der Wirkung des Überdruckes der Sperrluft einstellende Spalt um den Mantel 8 des Werkzeuges 2 herum, weist unabhängig von diesen Werkzeugbewegungen immer eine minimale und dem Druckunterschied angepaßte Weite auf. In Fig. 2 ist eine völlig analoge Ausbildung dargestellt, in der nur die Zufuhrleitungen 6, 7 für das Kühlmedium und 10, 11 für die Sperrluft anders ausgebildet sind. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sie kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es möglich, auf die Ausbildung der Bereiche 17, der Ringkörper 14, 15 zu verzichten, da diese nur die Aufgabe haben, die Ringkörper axial zu fixieren, was durch die Abdeckscheiben, die an den Stirnflächen des Bereichs*17 anliegen, geschieht. Es kann, wenn dies aus Stabilitätsgründen vorteilhaft erscheint, der Bereich 17 auch geschlossen und mit einer oder bevorzugten, mehreren radialen Bohrungen bzw. Durchlässen versehen sein, wodurch eine größere axiale Steifigkeit erzielt wird. Die Ringlippen 16 müssen nicht die dargestellte Form aufweisen, sondern können zur Mantelfläche 8 des Werkzeugschaftes hin mit Leisten, Ringen oder Vertiefungen, die in Ebenen normal zur Drehachse liegen, versehen sein, um Dichtlippen auszubilden. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß im Betriebszustand nur diese Dichtlippen makroskopische Bewegungen durchführen, da ja nur sie in der Lage sind, mit dem Werkzeugmantel in Berührung zu treten. Bei der Bemessung derartiger Dichtlippen ist auf die Beweglichkeit des Werkzeuges Rücksicht zu nehmen. Zu dieser Beweglichkeit bleibt noch auszuführen, daß sie durch das unvermeidliche Lagerspiel und die ebenso unvermeidliche Lagerelastizität gegeben ist, auch wenn Hochpräzisionslager, wie in der Medizintechnik üblich, verwendet werden. Derartige Lager sind in beiden Figura zu Illustrationszwecken eingezeichnet, sind dem Fachmann aber bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Die axiale Fixierung der Ringe 14, 15 erfolgt bevorzugt durch Anschläge 19 im Werkzeugkopf 1 auf der Seite des Ringkanals 5 und durch Halteringe 20 auf den axial gesehen gegenüberliegenden Seiten. Es kann dabei auch vorgesehen sein, die Halteringe mit Vorsprüngen analog zu den Vorsprüngen der Bereiche 17 zu versehen und die Ringe ohne derartige Elemente auszubilden. Diese Elemente haben nur die Aufgabe der axialen Fixierung bei gleichzeitiger Sicherstellung des radialen Sperrluftdurchtrittes. Durch den erfindungsgemäß nur geringen Luftverbrauch ist es möglich, die Sperrluft der Chipluft zu entnehmen. Patentansprüche 1. Ärztliches oder zahnärztliches Handstück mit einem rotierenden, innengekühlten Werkzeug, dem das Kühlfluid, üblicherweise Wasser, durch eine radial im Werkzr- jgschaft verlaufende Bohrung und eine axial verlaufende Bohrung zugeführt wird und wobei gegen das Austreten des Kühlfluids entlang des Spaltes zwischen dem Werkzeugschaft und den umliegenden Bauteilen des Handstückkopfes, zumindest an der dem Handstückkopf zugewandten Seite, ein Luftkissen mit einem Druck geschaffen wird, der höher ist als der Druck der Kühlflüssigkeit im Bereich des Überganges vom Handstückkopf zum Werkzeugschaft, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich des Luftkissens zumindest ein ringförmiger, aus elastischem Material bestehender Bauteil vorgesehen ist, der unter der Wirkung des Druckes der Sperrluft im Luftkissen im wesentlichen jeden Kontakt mit dem Werkzeugschaft verliert.
2. Handstück nach Anspruch 1 mit zwei ringförmigen Bauteilen (14, 15), dadurch gekennzeichnet, daß diese im axialen Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen sich einen Ringspalt (5) definieren, in dem das Kühlfluid von einer Zuleitung (6) im Werkzeugkopf (1) im wesentlichen radial nach innen zum Werkzeug (2) strömt. 3 AT 401 142 B
3. Handstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ringförmige Bauteil (14, 15) Bereiche (17) aufweist, die auf der der Kühlfluidzuführung abgewandten Seite angeordnet sind und aus Noppen, Rippen oder Leisten bestehen, die, radial nach innen und nach außen, deutlichen Abstand von der Mantelfläche (8) des Werkzeuges (2) einerseits und der Mantelfläche der zugeordneten Hohlräume s (12, 13) des Werkzeugkopfes (1) andererseits aufweisen.
4. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Bauteil (14, 15) auf der der Kühlfluidzuführung zugewandten Seite eine Ringlippe (16) aufweist, die bei betriebsbereitem, aber ruhendem und drucklosem Handstück den Schaft des Werkzeuges (2) im 70 wesentlichen entlang einer Kreislinie oder einer Zylindermantelfläche im wesentlichen druckfrei berührt.
5. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ringförmige Bauteil (14, 15) auf der Seite des Ringkanais (5) durch Anschläge (19) im Werkzeugkopf (1) und auf den axial gesehen gegenüberliegenden Seiten durch Halteringe (20) fixiert wird. 75
6. Handstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (20) mit Vorsprüngen analog zu den Vorsprüngen der Bereiche (17) versehen sind und daß die ringförmigen Bauteile (14, 15) im wesentlichen ebene Stirnflächen aufweisen.
7. Handstück nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrluft der Chipluft entnommen wird. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 SO 4 55