CH665550A5

CH665550A5 - Spanneinrichtung zum einspannen von werkzeugen.

Info

Publication number: CH665550A5
Application number: CH5962/84A
Authority: CH
Inventors: Erich Bareth
Original assignee: Kaltenbach & Voigt
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1988-05-31
Also published as: JPS60148551A; AT380779B; FR2557220B1; US4573918A; DE3346248C2; FR2557220A1; ATA344884A; DE3346248A1; JPH047223B2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum Einspannen von insbesondere zahnärztlichen Werkzeugen, bestehend aus einer drehbar in einem Handstück gelagerten, mit einem Drehantrieb verbundenen Aufnahmehülse, die von einem äusseren Federelement beaufschlagte, auf den in die Aufnahmehülse eingesetzten Schaft des Werkzeuges in radialer Richtung nach innen einwirkende Klemmelemente aufweist. Bei dem Handstück kann es sich um ein gerades Handstück oder um ein abgewinkeltes Handstück mit Winkelstückkopf handeln.

Eine derartige Spanneinrichtung ist durch das DE-GM 1 873 237 und die DE-OS 2 342 680 bekannt. Bei diesen bekannten Spanneinrichtungen besteht die Aufnahmehülse aus einer rohrförmigen, mit Längsschlitzen versehenen Spannzange. Auf diese Weise sind zwischen den Längsschlitzen federnde Spannzungen gebildet, die ihrerseits die Klemmelemente bilden. Die vom äusseren Federelement beaufschlagten Klemmelemente sind also einstückig mit der Aufnahmehülse, was den Nachteil hat, dass bei einem Verschleiss der Klemmelemente die ganze Aufnahmehülse ausgetauscht werden muss. Ausserdem hat das Zusammenwirken des durch eine Schraubenfeder oder eine in einem Metallrohr angeordnete elastische Hülse gebildeten äusseren Federelementes mit den ihrerseits federnden Klemmelementen zur Folge, dass die auf den eingesetzten Werkzeugschaft ausgeübte Spannkraft nicht definierbar bzw. nicht ausrechenbar ist. Schliesslich muss, damit die durch die federnden Spannzungen gebildeten Klemmelemente eine zur sicheren Ein-spannung des Werkzeugschaftes ausreichende Länge haben, die Aufnahmehülse ihrerseits eine verhältnismässig grosse Baulänge aufweisen, was die Abmessungen des Handstückes vergrössert und Werkzeuge mit verhältnismässig langem Schaft erfordert.

Die Erfindung, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist, löst in Ausräumung der vorgenannten Nachteile die Aufgabe, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen dadurch, dass die vom äusseren Federelement beaufschlagten Klemmelemente 6 aus mindestens einem gegenüber der Aufnahmehülse 2 einen separaten Bauteil bildenden Klemmbacken 8 bestehen, wobei bei einer einteiligen Auf-nahmehülse 2 die Klemmbacken 8 in einer Ausnehmung 7 der Aufnahmehülsenwendung, und bei einer zweiteiligen Aufnahmehülse 2, wo die so gebildeten Hülsenteile 14,15 unter Belassung eines Zwischenraumes 24 axial voneinander beabstandet sind, die Klemmbacken 8 in dem Zwischenraum angeordnet sind.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass bei einem Verschleiss nur die die Klemmelemente bildenden Klemmbacken und nicht die ganze Aufnahmehülse ausgetauscht zu werden braucht, wobei — da die Klemmbacken ihrerseits nicht federnde Bauteile sind — die Spannkraft der unter der Einwirkung des äusseren Federelementes stehenden Klemmbacken genau definierbar bzw. ausrechenbar ist und die Baulänge der Klemmbacken und damit der Aufnahmehülse verhältnismässig kleingehalten werden kann. Die jeweils ein starres Bauteil darstellenden Klemmbacken können zur Verschleissminde-rung vorteilhaft aus gehärtetem Werkstoff, insbesondere Metall, hergestellt sein, was im Falle der bekannten Einstük-kigkeit mit der Aufnahmehülse sehr aufwendig bzw. wegen der dort federnden Längsschlitze gar nicht möglich wäre.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben und nachstehend erläutert.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 das einen Winkelstückkopf aufweisende werkzeug-seitige Ende eines abgewinkelten zahnärztlichen Handstük-kes, teilweise im Schnitt mit den Klemmbacken in Klemmstellung und mit eingesetztem Werkzeug, teilweise in Ansicht von der Seite,

Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 mit den Klemmbacken in Nicht-Klemmstellung und ohne eingesetztes Werkzeug in vergrössertem Massstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III—III in Fig. 2,

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Ausführungsform mit den Klemmbacken in Klemmstellung in vergrössertem Massstab und

Fig. 5 die Ausführungsform nach Fig. 4 mit den Klemmbacken in Nicht-Klemmstellung

Die Spanneinrichtung zum Einspannen von Werkzeugen 5 besitzt eine im Gehäuse 28 des Winkelstückkopfes 29 eines abgewinkelten Handstückes 1 drehbar gelagerte, mit einem Drehantrieb verbundene Aufnahmehülse 2. Die Aufnahmehülse 2 weist von einem äusseren Federelement 3 beaufschlagte, auf den in die Aufnahmehülse eingeschobenen Schaft 4 des Werkzeuges 5 in radialer Richtung nach innen einwirkende Klemmelemente 6 auf. Die Klemmelemente 6 bestehen aus zwei diametral einander gegenüberliegend angeordneten, gegenüber der Aufnahmehülse 2 jeweils einen separaten Bauteil bildenden Klemmbacken 8. Es können grundsätzlich auch nur ein Klemmbacken 8 oder drei oder mehr Klemmbacken vorgesehen sein. Die Klemmbacken 8 sind, bezogen auf die Länge der Aufnahmehülse 2, etwa im mittleren Bereich der Aufnahmehülse angeordnet. Die Klemmbacken 8 bestehen vorzugsweise aus verschleissmin-derndem Material, z.B. Kunststoff, gehärtetem Metall od.dgl.

Die Klemmbacken 8 sind an beiden Enden mindestens aber an ihrem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeuges 5 weisenden Ende — an der Innenseite mit einer das Einschieben des Werkzeuges erleichternden Abschrägung 9 versehen.

Eine zweckmässige Möglichkeit zur Sicherung der Klemmbacken 8 gegen Herausfallen bzw. gegen zu weites Vorstehen nach innen in der Nicht-Klemmstellung besteht darin, dass Anschläge 10 zur Anlage der Klemmbacken 8 bei werkzeugfreier Aufnahmehülse 2 vorgesehen sind. Die Anschläge sind durch in der Aufnahmehülsenwandung vorgesehene Kanten gebildet.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5, bei der das Einschieben des Werkzeuges 5 ohne Reibung zwischen Werkzeugschaft 4 und Klemmbacken 8 erfolgt, sind die Klemmbacken an ihrer dem eingesetzten Werkzeugschaft zugeordneten Seite — im Längsschnitt gesehen — gerade durchgehend ausgebildet.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 besitzen die Klemmbacken 8 an ihrer dem eingesetzten Werkzeugschaft zugewandten Seite — im Längsschnitt gesehen — Ausbauchungen 11, die das unter Reibung zwischen Werkzeugschaft 4 und Klemmbacken 8 erfolgende Einschieben des Werkzeuges 5 weiter erleichtern. Zum gleichen Zweck und auch zum sicheren Festhalten des eingeschobenen Werkzeugschaftes 4 besitzen die Klemmbacken — im Querschnitt gesehen — dem Umfang des Werkzeugschaftes ange-passte Einbuchtungen 12.

Die Definierbarkeit der Spannkraft der Klemmbacken 8 kann noch dadurch verbessert werden, dass das äussere Fe-

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derelement 3 durch einen die Aufnahmehülse 2 umgebenden geschlossenen Federring gebildet ist.

Grundsätzlich können das äussere Federelement 3 und die Klemmbacken 8 als einstückiges Bauteil ausgebildet sein. Damit jedoch die erfindungsgemässen Vorteile noch mehr zum Tragen kommen, sind das äussere Federelement 3 einerseits und die Klemmbacken 8 andererseits durch separate Bauteile gebildet.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist die Aufnahmehülse 2 einstückig ausgebildet, wobei die Klemmbacken 8 in einer Ausnehmung 7 der Aufnahmehülsenwandung angeordnet sind. Die Aufnahmehülse 2 ist aussen mit Eingriffsmitteln 13 z.B. mit Druckluft zu beaufschlagenden Turbinenschaufeln zur Drehantriebsverbindung versehen; im dargestellten Fall bestehen die Eingriffsmittel 13 aus einem Zahnkranz zum Eingriff in ein Stirnzahnrad 30 einer im Handstück 1 gelagerten Antriebswelle 31. Bei dieser Ausführungsform sind die erwähnten Anschläge 10 durch Begrenzungen der Ausnehmungen 7 gebildet.

In Fig. 2 und 3 ist mit ausgezogenen Linien die Nicht-Klemmstellung und mit gestrichelten Linien die Klemmstellung der Klemmbacken 8 und des äusseren Federelementes 3 dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist die Ausbildung derart, dass die Aufnahmehülse 2 zweiteilig ausgebildet ist und die beiden so gebildeten Hülsenteile 14, 15 unter Belassung eines Zwischenraumes 24 axial voneinander beabstandet sind, wobei die Klemmbacken 8 in dem Zwischenraum angeordnet sind. Die Enden der Klemmbacken 8 liegen dabei radial von aussen an das benachbarte Ende des jeweils angrenzenden Hülsenteils 14 bzw. 15 an.

Desweiteren geht aus den Fig. 4 und 5 hervor, dass sowohl die Enden der Klemmbacken 8 als auch die benachbarten Enden der jeweils angrenzenden Hülsenteile 14, 15 eine beim axialen Gegeneinanderbewegen der Hülsenteile eintretende Nicht-Klemmstellung der Klemmbacken und eine beim Auseinanderbewegen der Hülsenteile eintretende Klemmstellung der Klemmbacken bewirkende Abschrägung 9, 16 aufweisen. Einer der beiden Hülsenteile 14,15 ist axial unbeweglich und der andere axial beweglich angeordnet, wobei der axial unbewegliche Hülsenteil 14 der beim Einschieben des Werkzeuges 5 zuerst vom Werkzeugschaft 4 passierte Hülsenteil ist.

Die weitere Ausbildung der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist derart, dass dem axial beweglichen Hülsenteil 15 eine von aussen betätigbare Handhabe 17 2ur Bewir-kung des Hinbewegens des axial beweglichen Hülsenteils 15 in Richtung zum axial unbeweglichen Hülsenteil 14 zugeordnet ist. Die Handhabe 17 ist durch ein Druckglied, nämlich durch einen gleichzeitig den Deckel des Winkelstückkopfes 29 bildenden Druckkopf gebildet. In Fig. 5 ist die Richtung des auf die als Druckkopf ausgebildete Handhabe 17 ausgeübten Druckes mit dem Pfeil 32 veranschaulicht. Die Fig. 4 und 5 zeigen weiterhin eine die nicht betätigte Handhabe 17 in einer Ruhestellung haltende Rückstellfeder 18. Zum Ausgleich von Toleranzen bzw. zur Druckpunkteinstellung ist an dem der Handhabe 17 zugekehrten Ende des axial beweglichen Hülsen teils 15 ein axial verstellbares Anschlagglied 19 für die Handhabe angeordnet. Das Anschlagglied 19 ist durch einen auf das Ende des axial beweglichen Hülsenteils 15 aufgeschraubten Einstellring gebildet. Dabei ist noch ein handstückfestes Führungselement 21 für die Handhabe 17 vorgesehen.

Die beiden die Aufnahmehülse 2 bildenden Hülsenteile 14, 15 sind in einer drehbar im Handstück 1 gelagerten Triebhülse 22 angeordnet, die an ihrer äusseren Umfangs-wandung mit Eingriffselementen 23 zur Drehantriebsverbindung versehen ist. Wie die Eingriffsmittel 13 bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 können auch hier, d.h. bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5, die Eingriffsmittel 23 durch Turbinenschaufeln oder wie dargestellt durch einen Zahnkranz gebildet sein. Der axial unbewegliche Hülsenteil 14 ist fest mit der Triebhülse 22 verbunden, wobei der axial unbewegliche Gegenanschlag 20 in der Triebhülse 22 angeordnet und fest mit letzterer verbunden ist.

Aus Fig. 4 und 5 geht weiterhin hervor, dass die Klemmbacken 8 — bezogen auf ihre in Richtung der Achse 25 der Aufnahmehülse 2 gesehene Länge — mit ihrem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeuges 5 weisenden Ende in der Nicht-Klemmstellung gegen einen inneren Ringvorsprung 26 der Triebhülse 22 anliegen, wobei das äussere Federelement 3 — bezogen auf seine in Richtung der Achse 25 der Aufnahmehülse 2 gesehene Länge — zumindest mit seinem einen Ende gegen einen äusseren Ringvorsprung 27 der Klemmbacken 8 anliegt. Im gezeigten Fall ist die Ausbildung derart, dass das äussere Federelement 3 mit dem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeuges 5 weisenden Ende an dem Ringvorsprung 26 bzw. 27 anliegt.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Spanneinrichtung zum Einspannen von insbesondere zahnärztlichen Werkzeugen, bestehend aus einer drehbar in einem Handstück (1) gelagerten, mit einem Drehantrieb verbundenen Aufnahmehülse (2), die von einem äusseren Federelement (3) beaufschlagte, auf den in die Aufnahmehülse eingesetzten Schaft (4) des Werkzeuges (5) in radialer Richtung nach innen einwirkende Klemmelemente (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die vom äusseren Federelement (3) beaufschlagten Klemmelemente (6) aus mindestens einem gegenüber der Aufnahmehülse (2) einen separaten Bauteil bildenden Klemmbacken (8) bestehen, wobei bei einer einteiligen Aufnahmehülse (2) die Klemmbacken (8) in einer Ausnehmung (7) der Aufnahmehülsenwandung, und bei einer zweiteiligen Aufnahmehülse (2), wo die so gebildeten Hülsenteile (14,15) unter Belassung eines Zwischenraumes (24) axial voneinander beabstandet sind, die Klemmbacken (8) in dem Zwischenraum angeordnet sind.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) — bezogen auf die Länge der Aufnahmehülse (2) — etwa im mittleren Bereich der Aufnahmehülse (2) angeordnet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

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3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Klemmbacken (8) diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

4. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) zumindest an ihrem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeuges (5) weisenden Ende an ihrer Innenseite eine das Einschieben des Werkzeuges erleichternde Abschrägung (9) aufweisen.

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5. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Anschläge (10) zur Anlage der Klemmbacken (8) bei werkzeugfreier Aufnahmehülse (2).

6. Spanneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (10) durch in der Aufnahmehülsenwandung vorgesehene Kanten gebildet sind.

7. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) — im Längsschnitt gesehen — Ausbauchungen (11) besitzen.

8. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) — im Querschnitt gesehen — Einbuchtungen (12) aufweisen.

9. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Federelement (3) durch einen die Aufnahmehülse (2) umgebenden geschlossenen Federring gebildet ist.

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10. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Federelement (3) einerseits und die Klemmbacken (8) andererseits durch separate Bauteile gebildet sind.

11. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmehülse (2) bei einteiliger Ausführung mit Eingriffsmitteln (13) zur Drehantriebsverbindung versehen ist.

12. Spanneinrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (10) durch Begrenzungen der Ausnehmungen (7) gebildet sind.

13. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Klemmbacken (8) radial von aussen an das benachbarte Ende des jeweils angrenzenden Hülsenteils (14 bzw. 15) bei zweiteiliger Ausführung anliegen.

14. Spanneinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Enden der Klemmbacken (8) als auch die benachbarten Enden der jeweils angrenzenden Hülsenteile (14, 15) eine beim axialen Gegeneinanderbewe-gen der Hülsenteile eintretende Nicht-Klemmstellung der

Klemmbacken und eine beim Auseinanderbewegen der Hülsenteile eintretende Klemmstellung der Klemmbacken bewirkende Abschrägung (9,16) aufweisen.

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15. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der eine der beiden Hülsenteile (14,15) axial unbeweglich und der andere axial beweglich angeordnet ist.

16. Spanneinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der axial unbewegliche Hülsenteil (14) der beim Einschieben des Werkzeuges (5) zuerst vom Werkzeugschaft (4) passierte Hülsenteil ist.

17. Spanneinrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem axial beweglichen Hülsenteil (15) eine von aussen betätigbare Handhabe (17) zur Be-wirkung des Hinbewegens des axial beweglichen Hülsenteils (15) in Richtung zum axial unbeweglichen Hülsenteil (14) zugeordnet ist.

18. Spanneinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe (17) durch ein Druckglied gebildet ist.

19. Spanneinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine die nicht betätigte Handhabe (17) in einer Ruhestellung haltende Rückstellfeder (18).

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20. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Handhabe (17) zugekehrten Ende des axial beweglichen Hülsenteils (15) ein axial verstellbares Anschlagglied (19) für die Handhabe angeordnet ist.

21. Spanneinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagglied (19) durch einen auf das Ende des axial beweglichen Hülsenteils (15) aufgeschraubten Einstellring gebildet ist.

22, gekennzeichnet durch ein handstückfestes Führungselement (21) für die Handhabe (17).

22. Spanneinrichtung nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch einen axial unbeweglichen "Gegenanschlag (20) für das Anschlagglied (19).

23, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenteile (14, 15) in einer drehbar im Handstück (1) gelagerten Triebhülse (22) angeordnet sind, die mit Eingriffselementen (23) zur Drehantriebsverbindung versehen ist.

23. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis

24. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

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25. Spanneinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der axial unbewegliche Hülsenteil (14)

fest mit der Triebhülse (22) verbunden ist.

26, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) — bezogen auf ihre in Richtung der Achse (25) der Aufnahmehülse (2) gesehene Länge - mit ihrem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeuges (5) weisenden Ende in der Nicht-Klemmstellung gegen einen inneren Ringvorsprung (26) der Triebhülse (22) anliegen.

26. Spanneinrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der axial unbewegliche Gegenanschlag (20) in der Triebhülse (22) angeordnet und fest mit letzterer verbunden ist.

27, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Federelement (3) — bezogen auf seine in Richtung der Achse (25) der Aufnahmehülse (2) gesehene Länge — zumindest mit seinem einen Ende gegen einen äusseren Ringvorsprung (27) der Klemmbacken (8) anliegt.

27. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

28. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis

29. Spanneinrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Federelement (3) mit dem gegen die Einschubrichtung des einzusetzenden Werkzeugs (5) weisenden Ende an den Ringvorsprung (26 bzw. 27) anliegt.

30. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (8) aus ver-schleissminderndem, z.B. gehärtetem Material bestehen.