CN101264033A - 牙科器械 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种牙科用弯角轴接纳装置，其用于操作具有弯角轴的旋转牙科器械，所述弯角轴接纳装置具有传动销，所述弯角轴接纳装置的传动销在操作中通过面接触与牙科器械的弯角轴连接。本发明还公开一种装置。

Description

牙科器械

技术领域

各种类型的牙科器械都具有特殊形状的轴，这种轴称为弯角件连接件或者也称为弯角轴(angled shaft)，这些牙科器械在可以看作弯角轴接纳装置的弯角件中用作旋转器械。该连接件已经针对旋转工具实现标准化，并且以规定的尺寸和公差在全球范围内制造。该连接件同等地用于高转速低扭矩和高扭矩低转速的工具，例如钻孔机、加强器、切削附件、螺纹刀具、扩孔机、移植用插入器械等。

背景技术

不仅在电动机驱动的弯角件中，而且在手动致动的手柄或转接器中，旋转工具都可以固定于此类连接件上并与其一起使用。对于几乎全部牙科器械的使用来说.弯角轴都是关键的连接部位。

器械(例如钻孔机)轴上的传力连接件的公知惯常结构形状没有考虑到当前可能需要的扭矩以及在牙科器械的某些部位中需要的扭矩。转接器或弯角件中用于传递力的配对件通常不处于确保最佳力传递效果的位置中；该配对件同样也没有考虑到当前对于更高扭矩的需求。对于弯角件，通常是采用简单的金属片材进行冲压，以获得弯角轴的反转轮廓。然后使用这些金属片材作为扭矩传递件，并经由接触区域将扭矩传递到轴上。对于手动转接器或轴延伸器形式的弯角件，通常是采用驱动指转动销，销同样经由接触区域将力传递到轴上。所有这些传力表面都成形为在两个部件之间形成线接触表面。

已经表明，在高扭矩的情况下，牙科器械或弯角件会损坏，或者两者都损坏。两个部件可能会卡住，或者组件中的一个部件可能会毁坏。这是因为这些部件目前使用的是线接触，从而导致在较大的作用力下发生塑性变形。

弯角轴和弯角件的传动销之间的公差总是导致两个传力表面之间出现扭曲。根据两个部件之间公差的大小，这种扭曲或大或小，并且会导致两个传力表面之间的角度偏差或大或小。这导致两个传力表面仅仅在轴的外边缘处以线接触方式彼此接触。弯角轴的外边缘处的线接触表面根据可计算的赫兹压力定律发生塑性变形，并且形成新成形的接触表面，直到力传递所形成的表面压力小于塑性变形极限Rp0.2为止。在某些情况下供给移植件或采用制造商规定的最小扭矩按要求拧紧修复螺钉的所需扭矩会使力达到如下水平：在接触表面的当前结构方案中，该力会导致负荷大大超出旋转工具所使用的典型材料的塑性变形极限。在传力表面上，在轴的外边缘处形成斜面或毛刺形式的明显的永久变形。

这些变形表面的形成可能导致轴几何形状的直径发生变化，从而导致器械卡在弯角件中，或者造成弯角件反向连接到结构上的破坏性后果。弯角轴的变形还可能导致连接件出现功能故障。

经济意义较差的方法是减小制造公差。然而，根据现有的技术方案，这是减轻上述后果的唯一可能方法。此外，使用延展极限增大的强度更高的材料可以使产生变形后果所需要的扭矩更高。考虑到制造成本，这同样是不经济的方法，因为牙科器械的制造通常来说变得更昂贵了。结构上的改变不符合市场要求，至少对于轴连接件是如此，因为弯角件尺寸的标准化已经有几十年的时间了。目标是要通过改变弯角件的构造以及传动销的几何形状来实现改进。

发明内容

因此，本发明要解决的问题是提供一种能够改善扭矩传递的弯角轴接纳装置，其用于操作牙科器械或者弯角件或手动转接器中的弯角轴。

通过根据本发明的牙科用弯角轴接纳装置解决上述问题，所述弯角轴接纳装置用于操作具有弯角轴的旋转牙科器械，所述弯角轴接纳装置具有传动销，所述弯角轴接纳装置的传动销在操作中通过面接触与牙科器械的弯角轴连接，其中，由弯角轴接纳装置的传动销与弯角轴形成的面接触在虎克定律的范围内。

根据本发明的用于旋转牙科器械的牙科弯角件的弯角轴接纳装置，其中弯角轴接纳装置具有传动销，在弯角件的操作过程中，传动销与弯角轴在弯角轴接纳装置中始终通过面接触连接。

这样，仅仅改变了弯角轴接纳装置(弯角件)的结构，从而仍然全面地考虑了制造牙科器械或其弯角轴几何形状的通行标准。因此可以在无损坏的情况下传递高得多的扭矩。因此，将这种通用连接系统用于牙科工具的可能性大大提高，并且在使用中更加可靠。

有利的是，通过电动机驱动或手动驱动弯角件。

根据本发明的一个有利实施例，弯角轴接纳装置的传动销和弯角轴形成的传递力所需的面接触仅仅产生虎克定律范围内的接触表面变形。因此，接触表面的变形是完全弹性的，材料不会产生塑性变形。

必需以如下方式构造面接触，即：对于所有产生的公差配对来说，形成满足如下标准的表面：

接触表面应力σ≤Rp0.2

赫兹压力原理适用于确定该条件。利用该原理能够计算各种几何体的接触并且能够估算在材料中产生的表面压力。如果负荷在塑性变形极限之下，则材料仅仅可逆地或弹性地变形，并且在负荷解除之后恢复初始形状。

于是，不管制造公差如何，总是可以提供无损坏地始终如一地起作用的装置。

有利的是，传动销的传力表面具有恒定的半径。

在优选实施例中，本发明的传动销的传力表面具有变化的半径。该变化的半径可以具有特定的函数关系。

已经表明，有利的是，传动销的传力表面具有不同类型的表面和半径的组合。

根据本发明，不管部件的公差如何，弯角轴接纳装置(弯角件)的传动销应该成形为使接触部位总是由弯角轴的平坦表面与弯角轴接纳装置的传动销的弯曲表面构成。

有利的是，在弯角轴接纳装置中与传动销相反的一侧设置有支撑推力轴承。

附图说明

下面将参照优选实施例并参照附图更详细地描述本发明，所有附图都是示意性的，其中：

图1a以侧视图示出根据现有技术的弯角轴；

图1b以剖视图示出根据现有技术的弯角轴；

图2a以侧视图示出根据现有技术的弯角件(弯角轴接纳装置)中的传动销；

图2b以剖视图示出根据现有技术的弯角件(弯角轴接纳装置)中的传动销；

图3a和3b以剖视图示出采用根据现有技术的传动销连接弯角轴和弯角件；

图4a至4d以剖视图示出根据本发明的弯角件中的传动销；以及

图5a和5b以剖视图示出采用根据本发明的传动销连接弯角轴和弯角件。

具体实施方式

图1a示出用于旋转器械的弯角轴1。图中可以看到用于传递力的表面10。表面10的高度大约为1.8mm。为了达到理想的传力效果并且能够用于标准装置，弯角轴1构造成其总直径16大约等于2.35mm。如图1b所示，表面10的中心与外边缘之间的距离12的最小值等于0.625mm。

图2a示出弯角件14中的传动销18，弯角轴1可以插入弯角件14中。这里，传动销18构造成为弯角轴1及其表面10的配对件，当然传动销18和弯角轴1的表面之间为间隙配合，从而使得在两个表面之间产生间隙。间隙越大，器械就越容易插入，但是卡塞的可能性也就越大。图中未示出将弯角轴1保持在弯角件14中的适当位置处的锁定装置。传动销18的边缘具有相对于弯角轴平直的构造。

图3a以剖视图示出采用根据现有技术的传动销18连接弯角轴1和弯角件14，所示状态为未加载状态。这里，传动销18的边缘是平直的，并且其整个表面与弯角轴1和表面10接触。这里，在图3b中示出加载状态下的典型的线接触，这可能导致弯角轴1的外边缘损坏。

图4a至4d以剖视图示出根据本发明的弯角件14中的传动销18。图中示出传动销的几何形状构造的几种可能形式，使得与器械的弯角轴1和表面10接触的表面总是以面接触状态形成。表面10的中心与外边缘之间的距离12大约等于0.625mm。可以清楚地看到，弯角件14中的传动销18的边缘是稍微弯曲的。通过采用弯曲的边缘，可以使牙科器械具有良好的耐用性和稳定性，这是因为该弯曲使得不管角度为多少总是形成面接触。该构造总是会产生面接触，而非线接触。这里，传动销18的边缘的弯曲可以具有不同的曲率值，并且可以可选地具有多个段，这些段甚至可以是平直的，例如如图4c所示。

在图5a中以剖视图示出采用根据本发明的传动销18连接弯角轴1和弯角件14，所述状态为未加载状态。图中示出根据本发明的一个实施例，其中借助于恒定的半径实现平面力传递。在图5b中示出在扭转负荷作用下在弯角轴1的表面与传动销18的弯曲面之间形成的面接触。

Claims (6)

1.一种牙科用弯角轴接纳装置，其用于操作具有弯角轴(1)的旋转牙科器械，所述弯角轴接纳装置具有传动销，所述弯角轴接纳装置的传动销在操作中通过面接触与牙科器械的弯角轴(1)连接，其特征在于，由弯角轴接纳装置的传动销与弯角轴形成的面接触在虎克定律的范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于操作具有弯角轴的旋转器械的弯角轴接纳装置可以通过电动机和/或通过手动操作。

3.根据前面权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传动销的传力表面具有恒定的半径。

4.根据前面权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传动销的传力表面具有变化的半径。

5.根据前面权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述传动销的传力表面具有不同类型的表面和半径的组合。

6.根据前面权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在弯角轴接纳装置中与所述传动销相反的一侧设置有支撑推力轴承。

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