CN104470461B - 牙科处理仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牙科处理仪器(1)，其具有借助压缩空气来驱动所述工具(3)的所述涡轮机(4)，所述处理仪器包括设置在所述涡轮机腔室(5)中且围绕着纵轴线(7)旋转的所述转子(6)，所述转子具有一直延伸至所述转子(6)端侧(13)的所述叶片(11)。所述涡轮机腔室(5)具有用于压缩空气的朝向所述回风通道(8)的所述排出孔(12)，其中所述排出孔(12)这样设置，使得至少所述叶片(6)的端侧(13)在围绕着纵轴线(7)旋转时以及所述叶片(11)的部件从所述排出孔(12)的旁边扫过。为了实现制动，所述转子(6)在端侧(13)上具有由所述隆起(14)构成的所述制动轮廓(9)，并且所述涡轮机腔室(5)具有所述制动轮廓空间(15)，所述制动轮廓容纳在所述制动轮廓空间(9)中。所述排出孔(12)部分地还通过所述制动轮廓空间(15)延伸。
Description
技术领域
本发明涉及牙科处理仪器，其具有借助压缩空气来驱动工具的涡轮机。设置在涡轮机腔室中且围绕着纵轴线旋转的转子具有一直延伸至转子端侧的叶片。该涡轮机腔室具有朝向回风通道的压缩空气排出孔。同时，该排出孔在涡轮机腔室中的设置使得转子的端侧在围绕着纵轴线旋转时会从侧面往排出孔的旁边扫过。
现有技术
由EP 0 974 308 B1已知牙科的涡轮机-手动件，其中为了阻止在涡轮机断开之后吸气和回吸由于运行过慢而在涡轮机腔室中产生低压，在排出孔之前产生了流动帘。这一点通过以下方式产生，即伸进流动路径中的流动接块使得气流从排出孔朝内偏转。流动槽接在置于涡轮机腔室中的流动接块之前，以使流动阶梯变大并且增大效率。压缩空气在此在叶片的端侧上流出，并且进入设置在涡轮中的环形腔中，该压缩空气在该环形腔中释压。环形腔以及叶片零件都与排出孔相对而置。相反，在发挥功能时，该流动帘由于压力落差而中断。
由DE 100 60 152 B4已知牙科的涡轮机-手动件(Handstück)，其中转子为了增大转矩设置有第一和第二涡轮并且设置有连接通道，以使压缩介质从第一涡轮偏转到第二涡轮。在实施例中，第二涡轮机被两次穿流，这制动了转子并且降低了转速。
本发明的目的是，降低空转转速，但有效功率并不受到明显的限制，以便改善使用寿命和噪音特性。
发明内容
根据本发明的牙科处理仪器具有借助压缩空气来驱动工具的涡轮机，并包括设置在涡轮机腔室中且围绕着纵轴线旋转的转子，该转子具有一直延伸至转子端侧的叶片，其中涡轮机腔室具有排出孔，用于朝向回风通道的压缩空气。排出孔这样设置在涡轮机腔室，使得转子的端侧以及叶片的部件在围绕着纵轴线旋转时在排出孔的旁边扫过。转子在端侧上具有由隆起构成的制动轮廓，并且涡轮机腔室具有制动轮廓空间，制动轮廓容纳在该制动轮廓空间中。排出孔在此还局部地通过制动轮廓空间延伸。
涡轮上的制动轮廓在制动轮廓的高度上与回风通道相连时，通过应用现有的气流产生了强烈的、与转速有关的制动力。因此在转矩只略微损失的情况下明显地降低了转速，因为制动功率三阶地取决于转速，这意味着，在低转速时只产生小的制动功率，并在高转速时产生明显更高的制动功率。隆起部分中，设置在端侧上的肋条或接块尤其突出，其中隆起之间的中间腔径向地朝排出孔敞开。
为了增强制动效果，在回风通道中设置有连接到排出孔上的涡流室，其横向于纵轴线以及横向于回风通道的流动方向的宽度至少是参考变量a的1.2倍至 3倍，并且其长度LW至少是参考变量a的0.3倍至1.5倍，其中该参考变量a要么表示最小值w的0.5至1.5倍的范围，要么表示转子6的叶片11的高度HLA的0.5至1.5倍的范围。
涡流室的功能在于，搅动出口上的废气，以便由此增强与制动轮廓的相互作用。
有利的是，涡轮机腔室在朝向涡流室的排出孔上具有尖锐的出口边缘。该制动效果通过以下方式来增强，即在出口边缘上通过流动断裂(Strömungsabriss)产生出口涡流，其在涡流室中产生空间并且还渗入制动轮廓空间中，并在该处与制动轮廓共同作用。
本发明的有利的改进方案在于，排出孔在高度上完全遮盖制动轮廓。因此，使回风能够更容易地渗入制动轮廓空间中。
有利的是，排出孔能够以高度的至少70%优选地完全遮盖这些叶片。
有利的是，涡轮机的叶片的端侧被圆片遮盖了起来，并且制动轮廓通过该圆片伸出来。由此使涡轮机的叶片和制动轮廓之间的功能清楚地分开，只有内部具有制动轮廓的制动轮廓空间借助来自排出孔或涡流室的废气加载。其优点是，通过将功能清楚地分开能够优化制动轮廓的结构，以便增大流动阻力，相反，还能优化地构造这些叶片以便增大功率。制动轮廓在此能够这样构成，即它具有尤其高的空气阻力系数，其也称为cW-值。
有利的是，制动轮廓能够在纵轴线的方向上具有高度，该高度是叶片高度的至少5%，优选地是约20%，最高是50%。
有利的改进方案能够在于，制动轮廓具有肋条，它相对于涡轮机的叶片反向地 弯曲。因此，提高了制动轮廓中的流动阻力，并因此还增大了制动功率。
为了实现简单的制造，有利的是，涡流室没有额外的引导装置。
有利的是，涡流室能够在最大120°的范围内延伸，但其中它总是设置在排出孔和回风通道之间。
涡流室能够在回风通道中具有倒圆的出口边缘，以便在常规的工作转速下避免流动损失。
附图描述
借助附图阐述了根据本发明的装置。其中：
图1示出了根据本发明的牙科处理仪器的侧视图，该牙科处理仪器具有借助压缩空气来驱动工具的涡轮机，其具有带制动轮廓的转子；
图2详细地示出了涡轮机腔室的侧视图，该涡轮机腔室具有图1的带制动轮廓的转子；
图3详细地示出了涡轮机腔室的制动轮廓的视图，该涡轮机腔室具有图1和2的带制动轮廓的转子；
图3A示出了具有反向制动轮廓的转子的侧视图；
图3B示出了图3A的转子的俯视图；
图4详细地示出了涡轮机腔室的实施例的侧视图，其具有图2的带附加涡流室的制动轮廓；
图5详细地示出了图4的实施例的制动轮廓的视图，其具有图3的带制动轮廓的转子。
具体实施例
图1在局部分解的侧视图中示意性地示出了牙科处理仪器1，它具有用压缩空气加载的涡轮机4，以便驱动在头部部件2中支承和驱动的工具3。涡轮机4包含涡轮机腔室5，转子6围绕着纵轴线7可旋转地放置在该涡轮机腔室中。转子6 在头部部件2自身中的支承以及转子6与工具3的共同作用例如在前面提到的文献中没有示出，就此而言参照现有技术，从现有技术中已知各种不同的解决方案。
除了未示出的压缩空气入口以外，在头部部件2中设置有回风通道8，该回风通道将压缩空气从涡轮机腔室5中导出来，因此压缩空气通过把柄部件引导至处理仪器的耦合部件，如同同样从现有技术中已知的一样。
在图1中已经可看到，转子6设置有制动轮廓9，它与转子6一起设置在涡轮机腔室5中。在图2和3中阐述了该制动轮廓9的功能以及与其余功能构件的相互作用。
在图2中详细地示出了具有转子6的涡轮机腔室5，一如既往地，它指的是原理图，在该原理图中，为了简化已经省略了转子6的支承。转子6具有叶片11，它为了改善效率使为涡轮机的驱动而设置的压缩空气偏转。从叶片11中流出的压缩空气（也称为废气）通过排出孔12离开涡轮机腔室5，该排出孔将涡轮机腔室5与回风通道8连接起来并且抵达回风通道8。
排出孔12这样设置在涡轮机腔室5中，使得转子6的端侧13以及叶片11的部件在围绕着纵轴线7旋转时从侧面在排出孔12的旁边扫过。
转子6在端侧13上具有由隆起14构成的制动轮廓9，因此在涡轮机腔室5的内部从功能上看形成了制动轮廓空间15，制动轮廓容纳在该制动轮廓空间中。重要的是，排出孔12部分地还通过制动轮廓空间15延伸。
其后果是，排出孔12具有排出口横截面，其尺寸这样设定，即叶片11的部件以及至少一部分制动轮廓在排出孔的旁边扫过。
排出孔12的横截面能够相当于回风通道8的横截面，但横截面也可从排出孔12的横截面缩小至回风通道8的横截面。
原则上需首先确定，围绕着转子轴线流动的废气在过渡到出口通道时会改变方向。在进入出口通道之前，首先相切定向的废气速度直接越来越多地获得径向地指向转子轴线的速度分量。在废气的圆周方向上定向的速度分量相应地降低。 因此，在废气和转子之间产生了相对速度。该速度差在制动轮廓的指向下游的侧面上产生了用压力加载的表面。这样产生的制动压力二阶地(in zweiter Ordnung)取决于转速。
叶片的端侧13被圆片16遮盖，并且制动轮廓9通过该圆片16伸出。该流动路径是，从该叶片偏转的压缩空气流入排出孔12中，并且一部分还在此抵达制动轮廓空间15中，如果允许有压差，则能够再次通过同一个排出孔12从该制动轮廓空间中漏出。其他间隙损失还会导致压缩空气渗入制动轮廓空间中。但整体上适用的是，制动轮廓只暴露在局部的压缩空气流中。
制动轮廓9的隆起14能够通过在端侧上突出的肋条或接块构成，如同从图3的制动轮廓的视图中看到的一样。这些隆起设置在外圆周上，其中隆起之间的中间腔径向地朝排出孔敞开。
在图3A和3B中示意性地示出了，制动轮廓的隆起14也能够构成为肋条17的形式，它相对于转子的叶片11反向地弯曲，以便增大cW-值。在此还借助圆片16遮盖转子6的叶片11的端侧13。
如果这些隆起构成为径向地或径向弯曲地从纵轴线上延伸出来的接块或肋条，则这些隆起的数量在此能够相当于叶片的数量，其中在许多情况下该转子具有七个叶片，这些叶片都均匀分布地设置在圆周上。但它们优选地设置至少两个，最多设置叶片数量的两倍。
图4示出了具有转子6的涡轮机腔室5的实施例的侧视图，该转子具有图2中的设置在圆片16上的制动轮廓9，其具有设置在涡轮机腔室5和回风通道8之间的涡流室21。涡轮机腔室5的排出孔12过渡到涡流室21中，它的高度H在纵轴线7的方向上如同所示的一样只能遮盖叶片11的一部分，但它们也能达到涡轮机腔室5的整个高度，其用虚线21'和高度H'表示。
因为废气和转子6（在回风通道8之前的输出孔口12上）的速度矢量之间的速度差异越大，则废气和转子6之间的相对速度也会越大，所以增强了与制动轮廓9的交互作用。该差异能够通过以下方式增强，即直接在输出孔口12上且在回风通道8之前搅动废气，因此一部分废气甚至逆着转子旋转方向流动，这一点在此没有示出。
在顶部壳体中沿流动方向设置在回风通道8之前的涡流室21沿回风通道8的流动方向具有长度LW，通过箭头22表示。长度LB通过制动轮廓的径向扩展来限定，并且投射到平面上，该平面通过纵轴线7和制动轮廓9自身的隆起14延伸，并且应该至少相当于制动轮廓在转子上的径向扩展，该径向扩展主要与在涡流室21中形成的涡流共同作用。为了确保一目了然，该涡流没有示出。所用提供给涡流的、用于制动的有效长度LG已根据涡流室的长度LW和制动轮廓的长度LB得出。
图5示出了涡流室21的制动轮廓9的视图，该制动轮廓设置在圆片16上。可看到的是，涡流室21连接到涡轮机腔室5的排出孔12上，并且具有横向于纵轴线7以及横向于回风通道8的流动方向（通过箭头22标出）的宽度。
涡流室21自身在其朝向回风通道8的过渡部位上具有倒圆的出口边缘24，以便减小回风通道自身中的流动阻力。
参照图4和5如下地描述了涡流室21的可能的扩展，其中回风通道8的最小宽度w以及与转子6的叶片11的高度有关的尺寸HLA都作为参考变量a例如至少选择高度HLA的一半，最大选择高度HLA的两倍。最小宽度w指正好还允许球体的最大尺寸，以便通过该横截面。这一点对圆环形的洞口来说是洞口的直径，对于六面体来说是横截面的短边。也可给出最大宽度W，它示意性地表示回风通道8的长方形横截面。
因此，该参考变量a要么表示为最小值w的0.5至1.5倍的范围，要么表示为转子6的叶片11的高度HLA的0.5至1.5倍的范围。
对于涡流室21的高度H来说，范围0.5*a < H < 2*a（优选 H = a或H = HBK +HLA）已证实为尤其适宜的。涡流室21的长度LW处于0.3*a < LW < 1.5*a的范围内，优选地是LW = a。涡流室21的宽度B处于1.2*a < B < 3*a的范围内，优选地是B = 1.2*a。制动轮廓的长度LB与涡流室21的长度LW的长度比优选地是½，因此对于总长度LG来说制动轮廓的长度LB与总长度LG的比例是1/3。
0.05*HLA < HBK < 0.5*HLA的范围作为制动轮廓的高度HBK已证实为尤其适宜的，也与转子6的叶片11的高度HLA有关，优选地是：HBK = 0.2*HLA。
制动轮廓9的长度LB通过制动轮廓9的径向扩展来定义，并且投射到平面上，该平面通过纵轴线7和制动轮廓9自身的隆起14延伸，并且就转子6的半径R而言处在0.1*R <LBK < 0.7*R的范围内，优选地是LBK = 0.3*R。
制动轮廓9的宽度BBK（即隆起14在圆周方向中的扩展）处于0.05 mm < BBK < 3mm的范围内,优选地是BBK = 0.1mm。
制动轮廓9在直径上相当于转子6，但如果位置关系以及制动功率通过杠杆臂和制动面进行的精确调整需要，则制动轮廓也可缩小。
涡流室21相对于制动轮廓9的位置也是很重要的。为了在图4中示出这一点，制动轮廓9的隆起14具有背向叶片11的上方边缘25。
涡流室21在转子6的轴向方向上通过边界面26和27限定。制动轮廓9的上方边缘25和涡流室21的上方边界面27之间的间距S1（也表示为高度HSP）至少是0.1mm，最大是制动轮廓的高度HBK的10倍，优选地是2 x HBK。 上方边缘25和下方的边界面26之间的间距S2至少是0.5*a，最大是3*a，最理想是1.5*a。
涡流室21相对于回风通道8的位置也是很重要的。上方的边界面27和回风通道8的上侧28之间的间距s3能够至少为零，最大为s3 < (s1 + HBK + HLA)，尤其适宜的是s3 =s1 + HBK。
涡流室21自身没有额外的引导装置，并且在转子6的旋转方向上在角度范围Alpha内延伸，在此情况下是约等于45°的Alpha，如图5所示。
对于所有实施例来说均适用的是，涡轮机腔室在朝向回风通道8和朝向涡流室21的排出孔12上（如图3和5所示）能够具有尖锐的出口边缘23，因此产生了强烈的排出涡流，其与制动轮廓9共同作用。
已示出，排出孔上的流动比例与制动轮廓这样共同作用，即在高转速情况下产生制动效果，但在低转速情况下只对转矩产生不明显的影响。
为了理解本发明，需注意，也可应用其他流体来代替压缩空气。此外，如果局部地进行压力释放，并且与大气压的压力差还比较小，如同在回风通道8中的废气情况一样，则通常是指压缩空气。
Claims (12)
1.一种牙科处理仪器(1)，其具有借助压缩空气来驱动工具(3)的涡轮机(4)，所述处理仪器包括设置在涡轮机腔室(5)中且围绕着纵轴线(7)旋转的转子(6)，所述转子具有一直延伸至所述转子(6)端侧(13)的叶片(11)，其中所述涡轮机腔室(5)具有用于压缩空气的朝向回风通道(8)的排出孔(12)，其中所述排出孔(12)这样设置，使得至少所述转子(6)的端侧(13)在围绕着纵轴线(7)旋转时以及所述叶片(11)的部件从侧面从所述排出孔(12)的旁边扫过，其特征在于，所述转子(6)在端侧(13)上具有通过隆起(14)构成的制动轮廓(9)，所述隆起的形式是在端侧上突出来的肋条或接块，在它们之间形成中间腔，所述中间腔径向地朝所述排出孔敞开，所述涡轮机腔室(5)具有制动轮廓空间(15)，所述制动轮廓(9)容纳在所述制动轮廓空间中，所述排出孔(12)部分地还通过所述制动轮廓空间(15)延伸，在所述回风通道(8)中设置连接到所述排出孔(12)上的涡流室(21)。
2.根据权利要求1所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡流室(21)横向于所述纵轴线(7)以及横向于所述回风通道(8)的流动方向的宽度B至少是参考变量a的1.2倍至3倍，并且所述涡流室 (21)在所述回风通道(8)的流动方向上的长度LW至少是所述参考变量a的0.3倍至1.5倍，其中所述参考变量a要么表示所述回风通道(8)的最小宽度w的0.5至1.5倍的范围，要么表示所述转子(6)的所述叶片(11)的高度HLA的0.5至1.5倍的范围。
3.根据权利要求2所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡轮机腔室(5)在朝向所述涡流室(21)的所述排出孔(12)上具有尖锐的出口边缘(23)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述排出孔(12)在高度上完全遮盖所述制动轮廓(9)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述排出孔(12)在高度上完全遮盖所述叶片(11)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡轮机(4)的所述叶片(11)的端侧(13)被圆片(16)遮盖，并且所述制动轮廓(9)通过所述圆片(16)伸出。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述制动轮廓(9)在纵轴线(7)的方向上具有高度HBK，所述高度HBK是所述叶片(11)的所述高度HLA的至少5%，并且最高是50%。
8.根据权利要求7所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述高度HBK是所述叶片(11)的所述高度HLA的20%。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述制动轮廓(9)具有肋条(17)，其相对于所述涡轮机(4)的所述叶片(11)反向地弯曲。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡流室(21)没有额外的引导装置。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡流室(21)在最大120°的范围内延伸。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的牙科处理仪器，其特征在于，所述涡流室(21)在所述回风通道(8)中具有倒圆的出口边缘(24)。
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