Zahnärztliches Winkelhandstück
Bei zahnärztlichen Bohr- oder dergleichen Handstücken bereitet die Halterung des Werkzeuges in dem Einspannteil des Handstückes namentlich dann besondere Schwierigkeiten, wenn das Werkzeug bzw. der Einspannteil mit Höchstdrehzahlen von 300 000 U/m und darüber, wie sie beispielsweise mit Druckluftturbinen erreicht werden, angetrieben wird. Bei den genannten Höchstdrehzahlen wird einerseits eine höchstmögliche Zentrizität des Werkzeuges und anderseits eine genügende Drehsicherung des Werkzeuges in der Halterung verlangt, um einerseits Zerstörungen oder Beschädigungen des den Turbinenantrieb enthaltenden Kopfteiles infolge von Exzentrizitäten zu vermeiden und anderseits bei leichter Auswechselbarkeit des Werkzeuges ein hinreichendes Drehmoment zu erzielen.
Man hat bei einem zahnärztlichen Bohrhandstück mit Luftturbinenantrieb, bei dem das Werkzeug in einer zentrischen Bohrung des Turbinenläufers gehaltert ist, in die Läuferbohrung eine aus Kunststoff oder dergleichen bestehende Halterungshülse, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Aussendurchmesser des Werkzeugschaftes, eingebracht, in deren Innenbohrung der Werkzeugschaft eingeführt wird. Die beim Einbringen des Werkzeuges bewirkte Materialverdrängung soll eine sichere Halterung des Werkzeuges bewirken. Diese Halterungsvorrichtung hat indes den Nachteil, dass eine gleichmässige Materialverdrängung und damit auch ein exakt zentrischer Sitz des Werkzeuges in der Halterungshülse nicht erzielbar ist.
Ausserdem sind derartige Kunststoff- oder Gummihülsen infolge der bei den genannten Drehzahlen sehr hohen Zentrifugalkräfte verhältnismässig starken Formänderungen unterworfen.
Es ist auch schon bekannt, metallische Halterungen zu verwenden, wie z. B. ein zylindrisches Klemmfutter mit einem konisch geformten, dreifach gespaltenen Kopf, wobei durch Hineinziehen des Klemmfutters in die Hohlwelle mittels einer Einstellmutter- der Werkzeugschaft festgeklemmt wird. Abgesehen von der Umständlichkeit des Auswechselns des Werkzeuges besteht bei dieser Vorrichtung der Mangel, dass die Klemmbacken nur mit einem schmalen Ring auf dem Werkzeugschaft aufliegen, so dass, insbesondere bei schnellstlaufenden Turbinen, eine einwandfreie Festhaltung des Werkzeuges nicht gesichert ist.
Bei der Verwendung metallischer Halterungshülsen tritt zwar die oben geschilderte Materialverdrängung nicht auf; es bestehen jedoch nicht geringe Schwierigkeiten, lediglich durch entsprechende Formgebung einerseits eine exakte zentrische Führung des Werkzeuges in der Innenbohrung der Hülse und anderseits bei leichter Auswechselbarkeit des Werkzeuges einen genügend grossen Anpressdruck des Werkzeugschaftes an die Innenwandung der Hülse zur Erreichung eines hinreichenden Drehmomentes zu erzielen.
Die Erfindung bringt eine Lösung, bei der unter Verwendung einer metallischen Halterungsbuchse die vorgenannten Schwierigkeiten mit verhältnismässig geringem Aufwand behoben sind. Bei einem zahn ärztlichen Winkelhandstück mit einer im Winkelkopf gelagerten, das Werkzeug halternden Welle, mit Turbinenantrieb, wobei das Werkzeug in einer zentrischen Axialbohrung der Welle durch eine den Werkzeugschaft umfassende, mit Längsschlitzen versehene Metallhülse festgehalten -wird, besitzt erfindungsgemäss die metallene Einspannhülse an ihren beiden Enden ringförmige Passstücke als Führungen für den Werkzeugschaft, von denen das eine mit Presssitz in die Axialbohrung der Welle eingefügt und das andere mit praktisch spielfreiem Gleitsitz in der Axialbohrung der Welle axial beweglich ist,
während in dem zwischen den beiden Endstücken sich erstreckenden Mittelteil der Hülse achsparallele, radial federnd an den zu haltenden Werkzeugschaft andrückbare Kanten gebildet sind, lindem der Mittelteil eine radiale Einschnürung mit durch eine Mehrheit von achsparallelen, in etwa gleichen Abständen voneinander angeordneten Längsschlitzen gebildeten, radial federnden Rohrteilen aufweist.
In der folgenden Beschreibung wird ein in Fig. 1 bis 5 der Zeichnung teils in Ansicht, teils im Schnitt schematisch veranschaulichtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Bei dem in Fig. 1 in Ansicht dargestellten, als Winkelstück ausgebildeten Bohrhandstück ist im Kopfteil 1 ein Luftturbinenantnieb für das Werkzeug 2 vorgesehen. Der Kopfteil ist an dem Stiel 3 befestigt, der mittels einer Schraubkupplung 4 oder in ähnlicher Weise mit dem Handstückschaft 5 kuppelbar ist. Mittels einer weiteren Kupplung 6 ist mit dem Handstückschaft ein Teil 7 kuppelbar, in dem eine biegsame Druckmittelzuleitung, z. B. ein Schlauch 8, mit Leitungen 9, 10, z. B. für Druckwasser und Druckluft, befestigt ist.
In Fig. 2 ist ein Axialschnitt durch den Kopfteil 1 veranschaulicht. In dem zylindrischen Gehäuse 11 des Winkelkopfes ist die Antriebsturbine 12 angeordnet, die mittels der beiden Wellenteile 13, 14 in Kugellagern 15, 16 gelagert ist, deren innere Laufringe 17, 18 auf die Wellenteile 13, 14 aufgebracht sind, während die äusseren Laufringe 19, 20 in topfartigen Abschlusskappen 21, 22 befestigt sind. Die Kappen 21, 22 sind in die Innenbohrung des Gehäuses 11 mit Haftsitz, z. B. Kleben, Löten, oder durch Verschraubung oder ähnlich einfügbar.
Aus den zwischen den Abschlusskappen und den Aussenseiten der beiden Kugellager befindlichen Räumen 23, 24 führen Öffnungen 25, 26, die in den Abschlusskappen 21, 22 angeordnet sind, zu Bohrungen 27, 28, die in einen gemeinsamen Kanal 29 münden. Die zum Antrieb der Turbine dienende Druckluft, die die auf dem Turbinenläufer angeordneten, in der Fig.
2 nicht veranschaulichten Turbinenschaufeln in Drehrichtung des Läufers tangential beaufschlagt, wird über die Kugellager 15, 16 abgeführt, wobei ein der Druckluft beigemengter Ölnebel zur Schmierung der Lager dient, und gelangt über die Öffnungen 25, 26 und die Bohrungen 27, 28 zu dem durch den Handstückkörper axial hindurchgeführten Kanal 29, der mit einer in dem Schlauch 8 angeordneten Rückführleitung verbunden ist, so dass die abströmende Arbeitsluft durch das Handstück und die flexible Druckmittelleitung 8 zu einer am Ende dieser Leitung vorgesehenen Ausströmöffnung zurückgeführt werden kann.
Ein kleiner Teil der Arbeitsluft kann aus dem Raum 24 durch einen zwischen dem Wellenteil 14 und der Kappe 22 angeordneten Ringspalt 30 austreten, der so gerichtet sein kann, dass die austretende Luft auf den Kopf des Werkzeuges auftreffen und zur Kühlung des Werkzeugkopfes bzw. der Behandlungsstelle dienen kann.
Der Turbinenläufer weist eine durchgehende zentrische Bohrung 31 auf, in der eine metallische Halterungsbuchse 32 für den Schaft 33 des Werkzeuges 2 angeordnet ist. Wie aus Fig. 3, in der ein Längsschnitt durch die Halterungsbuchse dargestellt ist, ersichtlich ist, weist die Halterungsbuchse an ihren beiden Enden ringförmige Passstücke 34, 35 auf, die zur Führung des Werkzeugschaftes dienen.
Das Passstück 34 ist mit Presssitz in dem dem Werkzeugkopf benachbarten Teil der Bohrung 31 angeordnet, während das Passstück 35 in dieser Bohrung mit im wesentlichen spielfreiem Gleitsitz axial beweglich ist. Der zwischen den beiden Endstücken 34, 35 sich erstreckende Mittelteil 36 der Buchse weist, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, eine Einschnürung auf, deren Innen- und Aussendurchmesser kleiner als der Innen- und Aussendurchmesser der beiden Passstücke 34, 35 ist. In dem Mittelteil sind vier axial sich erstreckende Schlitze 37, 38, 39, 40 in etwa gleichmässiger Verteilung über den Umfang der Buchse angeordnet, wobei durch die Schlitze radial federnde Rohrteile 41, 42, 43, 44 gebildet werden.
Beim Einbringen des Werkzeugschaftes 33 in die Buchse 32 werden, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, die Rohrteile 41, 42, 43, 44 radial so weit nach aussen gedrückt, bis der Aussendurchmesser des Buchsenmittelteils etwa dem Innendurchmesser der zentrischen Bohrung 31 gleich ist. Dabei werden, wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, wegen des kleineren Krümmungsradius der Innenwandungen der Rohrteile 41 bis 44 die achsparallelen Innenkanten 37', 38', 39' 40' der Schlitze 37 bis 40 an den Schaft des Werkzeuges angepresst, wodurch eine absolut sichere Mitnahme des Werkzeuges durch die in der zentrischen Bohrung 31 der Welle festsitzende Halterungsbuchse 32 bei der Rotation des Turbinenläufers erzielt ist.
Die beschriebene Ausbildung des Buchsenmittelteils als Federungskörper mit radial federnden Teilen ergibt den weiteren wesentlichen Vorteil, dass dc Klemmung des Werkzeugschaftes im wesentlichen in der Längsmitte der Halterungsbuchse, das heisst an der Stelle erfolgt, an der die beim Betrieb des Handstückes auftretende Schlagbeanspruchung am geringsten, die Schlagamplitude also ein Minimum ist.
Dadurch wird die Lebensdauer des Federungskörpers infolge der verringerten Ermüdungsgefahr der federnden Teile nicht unerheblich heraufgesetzt.
Das Ende der in dem Turbinenläufer angeordneten zentrischen Bohrung 31 ist mittels eines pfropfenartigen Einsatzstückes 45 abschliessbar, das in solchem Abstand vom Ende des Passstückes 35 angeordnet ist, dass die Axialbewegung dieses Passstückes beim Einbringen des Werkzeugschaftes 35 in die Halterungsbuchse nicht behindert wird.
Die Herstellung der oben beschriebenen Halterungsbuchse erfolgt zweckmässig in der Weise, dass bei einem durchlaufenden Rohrstück zuerst die Einschnürung des Mittelstückes der Buchse erfolgt und danach die Längsschlitzung des Mittelteils vorgenommen wird, wobei zweckmässig drei oder mehr Längsschlitze in etwa gleichen peripheren Abständen voneinander vorgesehen werden können.