Spannvorrichtung für zahnärztliche Werkzeuge
Es ist bekannt, zahnärztliche Werkzeuge in Handoder Winkelstücke durch Spannzangen festzuhalten, die aus durch einen mit Gewinde versehenen Spannring zusammendrückbaren Spannbacken bestehen. Je nach der Drehrichtung des Spannringes werden dabei die Spannbacken entweder gegeneinander bewegt und damit der Werkzeugschaft im Futter geklemmt, oder vom Druck des Spannringes entlastet und damit das Werkzeug freigegeben. Das Festhalten des Werkzeuges kann aber auch durch in den Schaft desselben eingreifende Klemmteile erfolgen.
Es ist ferner bekannt, den zylindrischen Schaft des Werkzeuges in der Triebachse von hochtourig angetriebenen zahn ärztlichen Instrumenten ausschliesslich durch radiale Klemmung elastischer Spannfutter festzuhalten, wozu Büchsen aus plastischem Werkstoff verwendet werden, in deren verengte Bohrung der Schaft eingeschoben wird. Da die plastischen Büchsen durch ihre Aufweitung beim Einschieben der Werkzeugschafte einem grossen Verschleiss unterworfen sind, wurde bereits vorgeschlagen, diese elastischen Büchsen durch Spannbuchsen aus federndem Werkstoff zu ersetzen, die wenigstens an einem Ende mehrere Längs schlitze aufweisen, wobei die dadurch gebildeten Zungen nach innen abgebogen sind. Beim Einschieben des Werkzeugschaftes werden die Zungen nach aussen gedrückt und halten durch die ihrer Verformung entgegenwirkende Federkraft den Werkzeugschaft fest.
Die Spannbuchsen werden in die Triebwelle entweder eingepresst oder eingeschraubt, was jedoch Nachteile mit sich bringt. Eingepresste Spannbuchsen sind schwer oder überhaupt nicht auszutauschen, besonders wenn sie ein Teil des Triebes sind, da bei Austausch die Achsflucht verlorengeht. Schraubverbindungen hingegen sind schwer zentrisch herzustellen, und es besteht auch immer die Gefahr, dass die beim Festziehen der Verschraubung auftretenden Kräfte beim Einsetzen der Spannbuchsen die Trieb achse deformieren. Überdies wird die Zentrierung und der Tiefenanschlag des Werkzeugschaftes teils von der Spannbuchse, teils von einer stufenförmig abgesetzten Bohrung der Triebwelle bewirkt, wodurch sich schon bei geringsten Abweichungen in der Achsenanordnung zwischen der Spannbuchse und der Triebwelle Störungen im Lauf der Werkzeuge ergeben, was das Arbeiten mit den Instrumenten beeinträchtigt.
Die Herstellung gestufter Bohrungen grosser Genauigkeit und Zentrizität ist überdies äusserst schwierig und kostspielig.
Zum Einspannen von Bohrwerkzeugen in ein zahnärztliches Bohrhandstück mit einer durch Druckluft betriebenen Turbine ist es bereits bekannt, in eine zentrische Bohrung der Läuferwelle eine federnde Spannhülse einzusetzen, die in ihrem Mittelteil mehrere achsparallele Schlitze aufweist und deren dazwischenliegende Lamellen nach innen durchgebogen sind. Die Spannhülse ist in der Läuferwelle durch einen in deren Bohrung eingepressten Pfropfen gegen axiale Verschiebung gesichert, weshalb ein Auswechseln unbrauchbar gewordener Spannhülsen unmöglich ist und mit der Spannhülse auch der Turbinenläufer mit ausgetauscht werden muss.
Da die Spannhülse passend in die Bohrung der Läuferwelle eingesetzt ist, genügt das Eindringen von nur wenig Verunreinigungen hinter die federnden Lamellenstreifen, um das Einführen eines Werkzeugschaftes in die Spannhülse zu verhindern, da sich die federnden Lamellen nicht nach aussen wölben können.
Es sei noch. erwähnt, dass Spannhülsen mit einem sich gegen die Triebhülse abstützenden Bund bekannt sind.
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für zahnärztliche Werkzeuge mittels einer in die Triebhülse einsetzbaren, aus federndem Werkstoff bestehenden, durch mehrere achsparallele Längs schlitze gebildete, federnde Zungen aufweisenden und in der Triebhülse gegen axiale Verschiebung gesicherten Spannhülse und bezweckt, ein Spannfutter zu schaffen, das selbstarretierend in der Triebwelle angeordnet ist, so dass sich ein leichter Ausbau und damit eine einfache Reinigungsmöglichkeit ergibt und die geschilderten Nachteile der Spannbuchsen und der Spannhülsen mit nach innen abgebogenen federnden Zungen bzw. Lamellen vermieden sind.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass die federnden Zungen der Spannhülse etwa auf halber Länge der Längsschlitze nach aussen aufgebogen sind, wobei sie in die Bohrung der Triebhülse eingesetzt mit ihren äusseren Enden an dieser unter Spanndruck anliegen und mit seitlichen von einem durch die Längs schlitze geteilten Bund der Spannhülse gebildeten Ansätzen die Triebhülse hintergreifen und an ihren Abbiegestellen eine nach aussen federnd nachgiebige Verengung bilden. Die Spannhülse weist bei einer bevorzugten Bauart auch an ihrem aufgeschlitzten Ende einen Bund auf, und der Abstand der Bünde entspricht der Länge der Triebhülse, wobei die Höhe der durch den Bund am geschlitzten Ende der Hülse mit diesem gebildeten Ringstufe kleiner als die halbe Breite der Längsschlitze ist.
In vorzugsweiser Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannhülse neben ihren Bünden je einen der Bohrung der Triebhülse entsprechenden zylindrischen Ansatz auf, und die federnden Zungen sind zwischen den Ansätzen verschwächt ausgebildet. Durch diese Ausgestaltungen der Spannvorrichtung wird die Halterung sowie die Zentrierung und die Einsatztiefe des Werkzeugschaftes vom Spannfutter allein und unabhängig von der Triebwelle bewirkt, wobei das Spannfutter an seinen äussersten Enden gegen den Trieb abgestützt ist. Auf diese Weise wird genaueste Zentrierung des Werkzeugschaftes gegenüber der Triebwelle erreicht, die auch bei der Auswechslung des Spannfutters erhalten bleibt.
Überdies kann die Triebwelle durchgehend glatte Bohrung erhalten, wodurch die Spannvorrichtung einfach, präzise und damit auch bilIig hergestellt werden kann.
Die neben den Bünden vorgesehenen zylindrischen Ansätze ermöglichen einen noch genaueren Sitz des Spannfutters in der Triebhülse. Für das Einsetzen des Futters in gerade Handstücke kann die Spannhülse an ihrem geschlitzten Ende zwei im geringen Abstand voneinander vorgesehene Bünde aufweisen, von welchen der vom freien Ende der Hülse zurückversetzte Bund in eine Ringnut der Triebhülse eingreift.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in mehreren beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine als Spannfutter wirkende Hülse in ihrer Ausgangsform bzw. mit nach aussen gespreizten Zungen vor dem Einführen in die Triebhülse bzw. in die Bohrung des Turbinenläufers, die Fig. 3 und 4 die Spannvorrichtung beim Einführen oder Herausnehmen derselben aus dem Turbinenläufer bzw. in deren wirksamen Stellung In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Spannhülse vor ihrem Einführen in die Triebhülse ersichtlich, und Fig. 6 zeigt die Spannhülse nach ihrer Einführung in die Triebhülse im Längsschnitt.
Zwei weitere Ausführungsformen sind in den Fig. 7 und 8 in Längsschnitten ersichtlich.
Bei der in den Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Ausführungsform ist eine Hülse 1, deren Innendurchmesser 2 der Stärke des zu spannenden Werkzeugschaftes entspricht, mit kreuzweise angeordneten, längsparallelen Längsschlitzen 3 versehen. An den Enden weist die Hülse 1 je einen Bund 4 bzw. 5 und diesen benachbart je einen zylindrischen Ansatz 6, 6' auf, deren Aussendurchmesser jenem der Bohrung 7 der Triebhülse 8 des Triebes 9 entspricht. Der Abstand der zwischen den Bünden 4 und 5 und ihren zylindrischen Ansätzen 6, 6' gebildeten Ringstufen 10, 11 entspricht mit einem geringen Übermass der Länge der Triebhülse 8. Die Höhe der Ringstufe 10 ist um ein geringes kleiner als die halbe Breite der Längsschlitze 3.
In Fig. 2 ist die Verformung der durch die Längsschlitze 3 gebildeten Zungen 12 vor dem Einsetzen der auf diese Weise hergestellten Spannhülse ersichtlich, und zwar verlaufen sie etwa über die Hälfte ihrer Gesamtlänge in ihrer zylindrischen Grundform und sind sodann gegen ihr freies Ende hin nach einer kurzen Rundung gemäss einem Radius R nach aussen aufgebogen, wobei die Rundung innerhalb der zwischen den zylindrischen Ansätzen 6, 6' liegenden verschwächten Ausbildung der Zungen 12 angeordnet ist.
Zum Einführen der Hülse 1 in die Triebhülse 8 müssen vorerst die auffedernden Enden der Zungen 12 bis zu ihrer gegenseitigen Berührung zusammengepresst werden, worauf sie in die Triebhülse 8 so weit eingeschoben werden, bis der Bund 5 an diese anstösst und die Zungen 12 daher mit ihren Enden aus der Triebhülse 8 aus der in Fig. 3 ersichtlichen Stellung vertreten und sodann nach aussen in die in Fig. 4 gezeigte Stellung auffedern, in welcher die Bundansätze 4 sich an die Stirnfläche der Triebhülse 8 anlegen. Die federnden Zungen 12 bilden dann in ihrem Mittelteil eine nach aussen federnd nachgiebige, unter Vorspannung stehende, in sich geschlossene Verengung für den Werkzeugschaft. An die Bohrung 2 schliesst unter Bildung einer Ringstufe 13 eine verengte Bohrung 14 zum Ausstossen des Werkzeugschaftes aus der Spannhülse an.
Die eine Spannzange bildende Hülse 1 kann aus dem Turbinenläufer 8, 9 durch Zusammenpressen der vorstehenden Bundansätze 4 der freien Enden der Zungen 12 durch ein kegeliges Futter herausgenommen werden, das beim Anpressen die Zungen 12 entgegen der wirksamen Federkräfte derselben in ihre Mittelstellung zurückdrängt, worauf sie durch Druck gegen einen in die Triebhülse eingeführten Druckstift aus der in Fig. 3 ersichtlichen Stellung nach rechts ausgeschoben werden kann. Beim Einführen des zylindrischen Schaftes eines Werkzeuges werden die federnden Zungen gestreckt, wobei die dadurch ausgelösten Spannkräfte den Werkzeugschaft unter Klemmwirkung festhalten und die dabei entstehenden Radialkräfte an den Enden der Zungen sich über den Ansatz 6 auf die Wandung der Bohrung 2 der Triebhülse 8 übertragen.
Dies bewirkt eine Drehsicherung der das Spannfutter des Werkzeugschaftes bildenden Hülse 1 gegenüber der Triebhülse 8, wodurch sich die bei den erwähnten gekannten Spannvorrichtungen erforderlichen Verbindungen zwischen diesen Teilen erübrigen und die damit einleitend erwähnten Nachteile auf einfache Weise vermeiden lassen. Die beschriebene Spannhülse hält sich als unabhängiger Bauteil in der Triebwelle von selbst fest und lässt sich auch auf einfache Weise austauschen. Der Werkzeugschaft wird unabhängig von der Triebwelle bloss von der Spannhülse gehalten, zentriert und in seiner Eindringtiefe begrenzt. Die Spannhülse ist an ihren äussersten Enden gegen die Triebhülse abgestützt, wodurch sich ihre genaue Zentrierung gegenüber der Triebhülse ergibt, die auch bei einem Austausch der Spannhülse gewahrt bleibt.
Die Triebhülse weist durchgehend eine glatte Bohrung auf, was eine einfache und genaue Herstellung des Triebes ermöglicht.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 5 und 6 ist die Spannhülse 1' anstelle von der Werkzeugseite her, wie dies die Fig. 1 bis 4 zeigen, von ihrem hinteren Teil aus mit Längsschlitzen 3' versehen.
Das Einführen des Spannfutters in die Triebhülse 8 des Turbinenläufers 9 erfolgt dann vom vorderen Ende der Triebhülse 8 aus in sonst gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4, gegenüber welcher aber der Vorteil erreicht wird, dass bei Verwendung der Spannvorrichtung in Winkelstücken die Schlitze 3' der Hülse 1' in das Innere des Instrumentes münden und daher durch sie keine Verunreinigungen in den Trieb gelangen können. Das Ausstossen des Werkzeugschaftes 15 erfolgt durch die von den Enden der Zungen 12' gebildete Verengung 14', die auch mit ihren Stufen 13' ein Widerlager für den Werkzeugschaft 15 bilden.
Die Spannvorrichtung gemäss der Erfindung kann auch für nur von einer Seite aus zugängliche Bohrungen der Triebhülse verwendet werden, wie dies z. B. bei den Ausführungsformen nach den Fig. 7 und 8 der Fall ist, die einen Zahnradtrieb 16 eines Winkelstückes bzw. das vordere Ende der Triebhülse 8" eines Handstückes in Längs schnitten zeigen. In beiden Fällen weist die Bohrung 7 der Triebhülse 8' des Zahnradtriebes 16 bzw. 8" der Triebwelle 17 am vorderen Ende eine Ringnut 18 auf, während die Hülse 1" an ihrem geschlitzten Ende zwei im geringen Abstand voneinander vorgesehene, durch die Anbringung der Längsschlitze 3 geteilte Bünde 4', 19 trägt. Die übrige Ausbildung der Spannvorrichtung entspricht jener nach den Fig. 1 bis 4.
Der Bund 4' greift beim Einführen der Spannhülse 1" in die Triebhülse in der bereits beschriebenen Art in die Ringnut 18 ein und ist dadurch gegen Verschiebung in derselben gesichert. Die Wirkungsweise der Spannhülse beim Einführen des Werkzeugschaftes in die Triebhülse ist ansonsten gleich der der bereits beschriebenen Ausführungsformen.
Das Herausnehmen der Spannhülse 1" aus der Triebhülse 8' bzw. 8" erfolgt bei entnommenem Werkzeugschaft 15 durch Ansetzen einer Zange zwischen den Bünden 4' und 19, deren Schenkel an gegenüberliegenden Stellen je eine keilförmige Ausnehmung mit senkrecht zueinander angeordneten Keilflächen aufweist, die beim Nähern der Schenkel die Zungen 12" der Spannhülse bis zu ihrer gegenseitigen Berührung am vorderen Ende konzentrisch einander nähern, so dass der Bund 4' aus der Ringnut 18 zurücktritt und die Spannhülse 1" aus der Triebhülse 8' bzw. 8" gezogen werden kann.
Die Erfindung ist nicht an die beschriebenen Ausführungsformen gebunden und lässt verschiedene Abänderungen der Bauart, z. B. in der Anzahl der Zungen 12 zu.